Помощь студентам в учебе
Влияние качества вырабатываемого изопрена и условий его полимеризации на свойства цис -1,4- полиизопрена
|
Введение 4
Глава 1. Литературно обзор способов очистки изопрена-мономера и его влияние на свойства цис-1,4 полиизопрена 7
1.1 Физико-химические свойства изопрена-мономера 7
1.2 Анализ способов получения изопрена-мономера 10
1.4 Синтетический метод получения изопрена на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 20
1.5 Основные процессы производства цис-1,4-полиизопрена
25
1.6 Анализ основных технологических параметров производства цис-1,4
полиизопрена 27
1.7 Подготовка изопентан-изопреновой шихты 36
1.8 Влияние примесей вырабатываемого изопрена-мономера на качество
цис-1,4 полиизопрена 38
Глава 2. Исследования влияния примесей на процесс полимеризации изопрена и качество полученного цис-1,4-полиизопрена 43
2.1 Методика определения влияния примесей на процесс полимеризации 43
2.2 Подготовка исходных реагентов и оборудования 44
2.3 Результаты исследований влияния примесей на кинетику 45
2.4 Методики проведения исследований на содержание
микропримесей в изопрене 48
2.5 Методика определения карбонильных соединений в углеводородах С5
производства изопренового каучука 49
2.6 Оценка полимеризационной активности изопрена на титановм катализаторе 58
Глава 3. Анализ технологии очистки от примесей вырабатываемого изопрена-мономера на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 59
3.1 Технология очистки изопрена-мономера на установках ООО
«Тольяттикаучук» 59
3.2 Технология очистки шихты от микропримесей, применяемая на
установке синтеза изопренового каучука 66
3.3 Технологическое предложение очистки изопрена-мономера 66
3.4 Материальный баланс процесса хемосорбции 70
Заключение 74
Список используемых источников
Глава 1. Литературно обзор способов очистки изопрена-мономера и его влияние на свойства цис-1,4 полиизопрена 7
1.1 Физико-химические свойства изопрена-мономера 7
1.2 Анализ способов получения изопрена-мономера 10
1.4 Синтетический метод получения изопрена на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 20
1.5 Основные процессы производства цис-1,4-полиизопрена
25
1.6 Анализ основных технологических параметров производства цис-1,4
полиизопрена 27
1.7 Подготовка изопентан-изопреновой шихты 36
1.8 Влияние примесей вырабатываемого изопрена-мономера на качество
цис-1,4 полиизопрена 38
Глава 2. Исследования влияния примесей на процесс полимеризации изопрена и качество полученного цис-1,4-полиизопрена 43
2.1 Методика определения влияния примесей на процесс полимеризации 43
2.2 Подготовка исходных реагентов и оборудования 44
2.3 Результаты исследований влияния примесей на кинетику 45
2.4 Методики проведения исследований на содержание
микропримесей в изопрене 48
2.5 Методика определения карбонильных соединений в углеводородах С5
производства изопренового каучука 49
2.6 Оценка полимеризационной активности изопрена на титановм катализаторе 58
Глава 3. Анализ технологии очистки от примесей вырабатываемого изопрена-мономера на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 59
3.1 Технология очистки изопрена-мономера на установках ООО
«Тольяттикаучук» 59
3.2 Технология очистки шихты от микропримесей, применяемая на
установке синтеза изопренового каучука 66
3.3 Технологическое предложение очистки изопрена-мономера 66
3.4 Материальный баланс процесса хемосорбции 70
Заключение 74
Список используемых источников
Актуальность настоящего исследования обусловлена высокой чувствительностью процессов стереоспецифической полимеризации изопрена к примесям, содержащимся в мономере и растворителе. Данное явление было установлено еще в период пуска первых отечественных предприятий по производству изопренового каучука. По мере совершенствования «титанового» катализатора, отработки технологии и предъявления более жестких требований к качеству товарной продукции, требования к чистоте сырья также пересматривались.
Вопросы отрицательного влияния микропримесей на выпуск качественной товарной продукции остаются актуальными по сегодняшний день.
Таким образом, для обеспечения требуемого качества полиизопрена и оптимальных условий процесса полимеризации требуется разработка технологии очистки изопрена от содержащихся в нем микропримесей.
Объект исследования - изопрен, производимый предприятием ООО «Тольяттикаучук»;
Предметом исследования является состав микропримесей, содержащихся в изопрене, и их влияние на процесс полимеризации и свойства полиизопрена.
Цель магистерской работы: Повышение качества выпускаемого на предприятии ООО «Тольяттикаучука» цис-1,4-полиизопрена, снижением примесей в исходном мономере и оптимизацией технологии его получения.
Гипотеза исследования: предполагается, что снижение количества микропримесей в составе изопрена улучшит качество получаемого из него изопренового каучука.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить технологию получения ци-1,4-полиизопрена и изопрена-мономера на ООО «Тольяттикаучук».
3. Провести анализ данных о влиянии, содержащихся в изопрене¬мономере примесей на свойства цис -1,4-полиизопрена и на процесс его полимеризации.
2. Проанализировать влияние технологических параметров на процесс полимеризации изопрена и на качество цис-1,4-полиизопрен на ООО «Тольяттикаучук».
4. Провести исследования количественного и качественного содержания микропримесей в изопрене-мономере на предприятии ООО «Тольяттикаучук».
5. Разработать высокоэффективную технологию очистки изопрена от микропримесей.
Теоретико-методологическую основу для работы составили: научные труды отечественных и зарубежных ученых направленные на изучения свойств полиизопренового каучука, изопрена, а также способ очистки органических жидкостей от карбонильных соединений.
Методы исследования. В работе использованы методы исследования изопрена-мономера на содержание кислородосодержащих соединений, а также исследования влияния кислородосодержащих соединений на качество цис-1,4- полиизопрен.
Научная новизна исследования:
1. В работе впервые приводятся данные по составу микропримесей изопрена, производимого на ООО «Тольяттикаучук», и его активности в условиях полимеризации с титановым катализатором.
2. Предложен способ очистки изопрена от карбонильных соединений методом хемосорбции.
Теоретическая значимость исследования заключается в изучении свойств изопрена,а также влияния входящих в его состав микропримесей на качество полиизопренового каучука. Рассмотрены способы улучшения качества изопрена путем очистки его от микропримесей. Изучена действующая технология очистки изопрена на предприятии ООО «Тольяттикаучук». Проведен патентный поиск отечественных и зарубежных методов и способов повышения качества изопрена.
Практическая значимость исследования заключается в проведении экспериментальной части, заключающейся в определении состава микропримесей изопрена, получаемого на установке ООО «Тольяттикаучук». Предложен способ улучшения качества изопрена путем включения в действующую технологическую схему колонны хемосорбции карбонильных соединений.
Экспериментальные данные, представленные в данной работе, могут быть использованы для дальнейшего изучения и совершенствования процессов очистки и полимеризации изопрена.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в поиске и анализе научной, технической и патентной литературы по теме исследования, проведении экспериментальной части исследования, выборе и обосновании способа очистки изопрена.
Апробация. Публикация «Влияние качества вырабатываемого изопрена и условий его полимеризации на свойства цис-11,4-полиизопрен» в научном журнале «Студенческий вестник» № 22(120), издательство «Интернаука», 2020 г.
На защиту выносятся:
Результаты экспериментальной части исследования по содержанию микропримесей в составе изопрена, производимого ООО «Тольяттикаучук».
Технические решения по совершенствованию технологии очистки изопрена, которые могут быть реализованы на площадке ООО «Тольяттикаучук».
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемых источников, включающего 52 наименований. Объем работы составляет 80 страниц машинописного текста, содержит 32 рисунков, 18 таблиц.
Вопросы отрицательного влияния микропримесей на выпуск качественной товарной продукции остаются актуальными по сегодняшний день.
Таким образом, для обеспечения требуемого качества полиизопрена и оптимальных условий процесса полимеризации требуется разработка технологии очистки изопрена от содержащихся в нем микропримесей.
Объект исследования - изопрен, производимый предприятием ООО «Тольяттикаучук»;
Предметом исследования является состав микропримесей, содержащихся в изопрене, и их влияние на процесс полимеризации и свойства полиизопрена.
Цель магистерской работы: Повышение качества выпускаемого на предприятии ООО «Тольяттикаучука» цис-1,4-полиизопрена, снижением примесей в исходном мономере и оптимизацией технологии его получения.
Гипотеза исследования: предполагается, что снижение количества микропримесей в составе изопрена улучшит качество получаемого из него изопренового каучука.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить технологию получения ци-1,4-полиизопрена и изопрена-мономера на ООО «Тольяттикаучук».
3. Провести анализ данных о влиянии, содержащихся в изопрене¬мономере примесей на свойства цис -1,4-полиизопрена и на процесс его полимеризации.
2. Проанализировать влияние технологических параметров на процесс полимеризации изопрена и на качество цис-1,4-полиизопрен на ООО «Тольяттикаучук».
4. Провести исследования количественного и качественного содержания микропримесей в изопрене-мономере на предприятии ООО «Тольяттикаучук».
5. Разработать высокоэффективную технологию очистки изопрена от микропримесей.
Теоретико-методологическую основу для работы составили: научные труды отечественных и зарубежных ученых направленные на изучения свойств полиизопренового каучука, изопрена, а также способ очистки органических жидкостей от карбонильных соединений.
Методы исследования. В работе использованы методы исследования изопрена-мономера на содержание кислородосодержащих соединений, а также исследования влияния кислородосодержащих соединений на качество цис-1,4- полиизопрен.
Научная новизна исследования:
1. В работе впервые приводятся данные по составу микропримесей изопрена, производимого на ООО «Тольяттикаучук», и его активности в условиях полимеризации с титановым катализатором.
2. Предложен способ очистки изопрена от карбонильных соединений методом хемосорбции.
Теоретическая значимость исследования заключается в изучении свойств изопрена,а также влияния входящих в его состав микропримесей на качество полиизопренового каучука. Рассмотрены способы улучшения качества изопрена путем очистки его от микропримесей. Изучена действующая технология очистки изопрена на предприятии ООО «Тольяттикаучук». Проведен патентный поиск отечественных и зарубежных методов и способов повышения качества изопрена.
Практическая значимость исследования заключается в проведении экспериментальной части, заключающейся в определении состава микропримесей изопрена, получаемого на установке ООО «Тольяттикаучук». Предложен способ улучшения качества изопрена путем включения в действующую технологическую схему колонны хемосорбции карбонильных соединений.
Экспериментальные данные, представленные в данной работе, могут быть использованы для дальнейшего изучения и совершенствования процессов очистки и полимеризации изопрена.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в поиске и анализе научной, технической и патентной литературы по теме исследования, проведении экспериментальной части исследования, выборе и обосновании способа очистки изопрена.
Апробация. Публикация «Влияние качества вырабатываемого изопрена и условий его полимеризации на свойства цис-11,4-полиизопрен» в научном журнале «Студенческий вестник» № 22(120), издательство «Интернаука», 2020 г.
На защиту выносятся:
Результаты экспериментальной части исследования по содержанию микропримесей в составе изопрена, производимого ООО «Тольяттикаучук».
Технические решения по совершенствованию технологии очистки изопрена, которые могут быть реализованы на площадке ООО «Тольяттикаучук».
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемых источников, включающего 52 наименований. Объем работы составляет 80 страниц машинописного текста, содержит 32 рисунков, 18 таблиц.
В магистерской работе проведен анализ литературного обзора по теме исследования. Изучены литературные данные о влиянии состава и количества микропримесей на качество изопренового каучука. Проведен патентный поиск по способам очистки изопрена от содержащихся в нем примесей.
Проведена экспериментальная работа по определению состава микропримесей изопрена, вырабатываемого на установке получения изопрена ООО «Тольяттикаучук». По результатам исследования можно судить о том, что на состав микропримесей изопрена влияют параметры процесса синтеза, а также возможные неполадки в работе смежных производств (ремонт, останов и т.д.). Проведен анализ полимеризационной активности изопрена на титановом катализаторе.
Основной примесью в изопрене-ректификате является ацетон, дающий легкокипящий азеотроп с изопреном, и поэтому ацетон почти целиком попадает в изопрен-ректификат. Повышение содержания ацетона в изопрене может привести к увеличению содержания карбонильных соединений к товарном изопрене.
Изучены действующие технологии очистки изопрена и изопрен-изопентановой шихты на установках синтеза изопрена и получения изопренового каучука ООО «Тольяттикаучук».
Очистка карбонильных соединений на действующей установке заключается в водно-щелочной отмывке в двух последовательных колоннах.
Как показали результаты экспериментов, данная стадия не является селективной, т.к. в составе изопрена, подаваемого на установку синтеза каучука ввиду различных факторов, связанных с ремонтом, остановкой, авариями сопутствующих процессов, количество карбонильных соединений может быть завышено.
В связи с этим в работе предлагается замена стадии отмывки изопрена от карбонильных соединений на стадию хемосорбции ионитом Purolite A830.
Предлагаемый процесс является высокоселективным к извлечению алдегидов, кетонов и спиртов, содержащихся в жидкой фазе изопрена.
Рассчитан материальный баланс процесса хемосорбционной очистки. Предлагаемая технология позволит снизить содержание карбонильных соединений в изопрене до 0,00001%.
Проведена экспериментальная работа по определению состава микропримесей изопрена, вырабатываемого на установке получения изопрена ООО «Тольяттикаучук». По результатам исследования можно судить о том, что на состав микропримесей изопрена влияют параметры процесса синтеза, а также возможные неполадки в работе смежных производств (ремонт, останов и т.д.). Проведен анализ полимеризационной активности изопрена на титановом катализаторе.
Основной примесью в изопрене-ректификате является ацетон, дающий легкокипящий азеотроп с изопреном, и поэтому ацетон почти целиком попадает в изопрен-ректификат. Повышение содержания ацетона в изопрене может привести к увеличению содержания карбонильных соединений к товарном изопрене.
Изучены действующие технологии очистки изопрена и изопрен-изопентановой шихты на установках синтеза изопрена и получения изопренового каучука ООО «Тольяттикаучук».
Очистка карбонильных соединений на действующей установке заключается в водно-щелочной отмывке в двух последовательных колоннах.
Как показали результаты экспериментов, данная стадия не является селективной, т.к. в составе изопрена, подаваемого на установку синтеза каучука ввиду различных факторов, связанных с ремонтом, остановкой, авариями сопутствующих процессов, количество карбонильных соединений может быть завышено.
В связи с этим в работе предлагается замена стадии отмывки изопрена от карбонильных соединений на стадию хемосорбции ионитом Purolite A830.
Предлагаемый процесс является высокоселективным к извлечению алдегидов, кетонов и спиртов, содержащихся в жидкой фазе изопрена.
Рассчитан материальный баланс процесса хемосорбционной очистки. Предлагаемая технология позволит снизить содержание карбонильных соединений в изопрене до 0,00001%.