2. Оптимизация загрузки и соотношения инициаторов в композиции, состоящей из фторированного пероксидикарбоната и kcs

Данная кинетическая модель была применена для оптимизации состава и загрузки инициирующей композиции, состоящей из н-бутоксиэтилпероксидикарбоната (B), 1,1,5-тригидроперфторпероксидикарбоната (F) и пероксида лауроила (L).

Сначала были рассчитаны зависимости конверсии и тепловыделения от времени для полимеризации винилхлорида при 60°С и следующих начальных концентрациях инициаторов:

н-бутоксиэтилпероксидикарбонат: 0,5 моль/м³

пероксид лауроила: 0,6 моль/м³

(средние регламентные значения).

Затем расчёт был проведён для трёх систем, в которых постепенно повышалась концентрация фторированного инициатора, в то время как концентрация пероксида лауроила подбиралась так, чтобы пиковое тепловыделение для всех систем оставалось постоянным. Соответствующие концентрации инициаторов приведены в таблице 3, а графики представлены на рис. 5 и 6.

Таблица 3

№	B, моль/м3	L, моль/м3	F, моль/м3
1	0,5	0,6	0
2	0,5	0,44	0,05
3	0,5	0,24	0,1
4	0,5	0	0,155

Рис. 5

Рис. 6

Анализируя зависимости, представленные на рис. 5 и 6, можно обнаружить следующие тенденции:

1. при замене пероксида лауроила на фторированный пероксидикарбонат удаётся снизить ускорение реакции при конверсиях близких к X_f.

2. замена пероксида лауроила на фторированный пероксидикарбонат приводит к снижению времени проведения полимеризации для достижения требуемого значения конверсии. Так, конверсия 85% достигается в случае инициирующей композиции 1 за 7,3 ч, а при использовании композиции 4 – за 6,7 ч.

При замене пероксида лауроила на фторированный пероксидикарбонат последнего требуется в 3,9 раза меньше (по молям) по сравнению с пероксидом лауроила, что может компенсировать более высокую стоимость фторированного инициатора.

Оптимальные загрузки для полимеризации 6,9 т винилхлорида: 1,3 кг чистого н-бутоксиэтилпероксидикарбоната (2,2 кг 60% раствора) и 0,71 кг 1,1,5-тригидроперфторпероксидикарбоната (F) (вместо 2 кг пероксида лауроила).

4. Выводы

1. На основе литературных данных реализована программа, позволяющая предсказывать зависимость конверсии винилхлорида от времени и тепловыделения от времени при использовании различных инициирующих композиций.

2. Показано, что при замене пероксида лауроила на 1,1,5-тригидроперфторпентилпероксидикарбонат удаётся снизить ускорение реакции полимеризации на высоких конверсиях.

3. Замена пероксида лауроила на фторированный пероксидикарбонат приводит к снижению времени проведения полимеризации для достижения требуемого значения конверсии.

4. Рассчитаны оптимальные значения загрузок н-бутоксиэтилпероксидикарбоната и 1,1,5-тригидроперфторпентилпероксидикарбоната в реактор полимеризации.

5. Показано, что фторированного пероксидикарбоната требуется в 3,9 раза меньше (по молям) по сравнению с пероксидом лауроила, что может компенсировать более высокую стоимость фторированного инициатора.