
- •Министерство образования и науки республики казахстан Атырауский институт нефти и газа
- •1. Глоссарий
- •2 Конспект лекционных занятий модуль 1. Введение Лекция 1. Технологическое оформление производств основного органического и нефтехимического синтеза
- •Особенности технологии основного органического и нефтехимического синтеза
- •Структура производства и отрасли
- •Вопросы для самопроверки:
- •Модуль 2. Основные направления и научные основы подготовки нефтей к переработке
- •Элементарный и фракционный состав нефти
- •Групповой химический состав нефтей
- •Основные физические свойства нефтей и нефтяных фракций
- •Вопросы для самопроверки:
- •Обессоливание и обезвоживание нефтей. Технологические схемы и режимы электрообессоливания и обезвоживания нефтей.
- •Вопросы для самопроверки:
- •Модуль 3. Основные методы разделения и первичной переработки нефтяного углеводородного сырья
- •Типы промышленных установок
- •Блок атмосферной перегонки нефти установки элоу-авт-6
- •Блок вакуумной перегонки мазута установки элоу-авт-6
- •Вопросы для самопроверки:
- •Модуль 4. Пластические массы на основе полимеров
- •Получение полиэтилена высокой плотности в растворе при низком давлении
- •Свойства и применение полиэтилена
- •Вопросы для самопроверки:
- •Окончательная обработка полиолефинов
- •Свойства и применение полипропилена
- •Вопросы для самопроверки:
- •Получение полиизобутилена
- •Свойства и применение полиизобутилена
- •Вопросы для самопроверки:
- •Производство полистирола и ударопрочного полистирола в массе
- •Производство полистирола и сополимеров стирола в суспензии
- •Производство полистирола для вспенивания блочно-суспензионным методом
- •Производство ударопрочного полистирола блочно-суспензионным методом
- •Производство полистирола в эмульсии
- •Производство абс-сополимеров в эмульсии
- •Свойства и применение полистирола
- •Свойства и применение сополимеров стирола
- •Вопросы для самопроверки:
- •Получение пенополистирола прессовым и беспрессовым методом
- •Свойства и применение пенополистирола
- •Вопросы для самопроверки:
- •Проивзодство поливинилхлорида полимеризацией винилхлорида в массе
- •Производство поливинилхлорида в суспензии
- •Производство поливинилхлорида в эмульсии
- •Производство жесткого и мелкого поливинилхлорида. Винипласт и пластикат
- •Производство пенополивинилхлорида
- •Свойства и применение поливинилхлорида и пенополивинилхлорида
- •Вопросы для самопроверки:
- •Производство политетрафторэтилена (фтороплатста-4) в суспензии и в эмульсии. Полимеризация тетрафторэтилена
- •Переработка и применение политетрафторэтилена
- •Вопросы для самопроверки:
- •Полимеризация акриловых кислот. Производство листового полиметилметакрилата в массе
- •Производство полиметилметакрилата в суспензии
- •Свойства и применение полиметилметакрилатаи сополимеров метилметакрилата
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №13. Технология производства, свойства и применение фенолоальдегидных полимеров
- •Особенности взаимодействия фенолов с альдегидами. Строение и отверждение фенолоальдегидных смол. Механизм образования олигомеров
- •Производство новолачных олигомеров
- •Производство резольных олигомеров периодическим методом
- •Производство пресс-порошков непрерывным методом
- •Свойства и применение фенолоальдегидных смол
- •Свойства и применение пресс-порошков
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №14. Технология производства, свойства и применение эпоксидных полимеров
- •Особенности получения и отверждения эпоксидных смол
- •Производство эпоксидиановых смол
- •Производство, свойства и применение циклоалифатических эпоксидных смол
- •Свойства и применение эпоксидиановых смол
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция 15. Основные процессы переработки: литье и прессование
- •Формование
- •Прессование
- •Прямое (компрессионное) прессование
- •Литье под давлением
- •Цикл литья под давлением
- •Влияние температуры материального цилиндра
- •Влияние давления впрыска
- •Основные процессы переработки: экструзия и каландрование
- •Каландрование
- •Определение фракционного состава в аппарате арн-2 (гост 11011-85)
- •Лабораторная работа №2 Тема: Вакуумная перегонка нефти на аппарате арн-2
- •Определение фракционного состава по методу ГрозНии
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лаборторная работа № 3 Тема: Формование волокон и пленок
- •Лабораторная работа 4 Тема: Переработка термопластов литьем под давлением
- •Лабораторная работа 5 Тема: Экструзия термопластов
- •Лабораторная работа 6 Тема: Резина, стойкая к действию минеральных масел
- •Лаборторная работа 7 Тема: Феноло-формальдегидная смола новолачного типа
- •4 Самостоятельная работа студентов с преподавателем (срсп)
- •5 Самостоятельная работа студентов (срс)
- •6 Экзаменационные вопросы
- •Технические средства обучения
- •8 Список рекомендуемой литературы Основная литература
- •Дополнительная:
Производство полиметилметакрилата в суспензии
В суспензии получают полимеры и сополимеры метилметакрилата и других эфиров метакриловой кислоты и низших спиртов (этилового, бутилового). Полимеры высших представителей этого ряда и эфиров акриловой кислоты обладают низкой температурой размягчения, препятствующей их получению в виде несминающихся гранул.
Суспензионная полимеризация ММА подчиняется тем же законам, что и полимеризация в массе. Процесс проводят по следующей рецептуре, ч. (масс):
В суспензии В эмульсии
Мономер или смесь мономеров . . . . . . . . . . . 100 100
Вода деионизированная . . . . . . . . . . . . . . 200—300 100—300
Стабилизатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1—3 —
Эмульгатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . — 0,15—3,0
Инициатор
растворимый в мономере . . . . . . . . . . . . 0,2—0,5 —
растворимый в воде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . — 0,1—1,0
Ускоритель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . — 0,1—1,0
Пластификатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,30 —
Краситель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0—0,5 0—0,5
Регулятор молекулярной массы . . . . . . . 0,01—0,2 0,01—0,2
Сокомпонентами ММА в реакции сополимеризации являются этил- и бутилметакрилат, стирол, акрилонитрил, 2-гидроксиэтилметакрилат, глицидилметакрилат.
В качестве стабилизаторов суспензии мономера и полимера применяют желатину, метилцеллюлозу, полиакриламид, поливиниловый спирт, натриевые соли сополимеров эфиров метакриловой кислоты с метакриловой кислотой, сульфат бария, карбонат магния и др. В зависимости от количества введенного стабилизатора, его природы и скорости перемешивания получают гранулы полимера, размером от 0,1 до 5 мм.
Инициаторами полимеризации являются перекиси и азосоединения, нерастворимые в воде и растворимые в мономерах. Широкое применение нашли перекиси бензоила и лауроила, используемые в количестве 0,2—0,5%.
Объемное соотношение вода:мономер в суспензионной полимеризации обычно от 2 : 1 до 3 : 1. Если реакция протекает при атмосферном давлении, то температура ее не превышает температуры кипения мономера и воды. Под давлением процесс может быть осуществлен при более высокой температуре (120—135°С). В реакционную смесь вводят смазочные вещества (лауриловый спирт или стеариновую кислоту), термостабилизаторы полимера (например, диоктилсульфид), регуляторы молекулярной массы (додецилмеркаптан, лаурилмеркаптан и др.), пластификаторы (дибутилфталат и др.).
Технологический процесс производства ПММА в суспензии состоит из следующих стадий: приготовление водной фазы, приготовление мономерной фазы, полимеризация ММА, выделение, промывка и сушка суспензионного ПММА. Схема производства подобна схеме получения суспензионного ПС.
В реактор из нержавеющей стали или покрытый эмалью объемом 5—15 м3 загружают водную фазу, содержащую раствор или суспензию стабилизатора в воде, и мономерную фазу, состоящую из ММА, освобожденного от ингибитора, инициатора, регулятора молекулярной массы, пластификатора и красителя. После тщательного перемешивания лопастной или турбинной мешалкой с частотой вращения 1,6—5 об/с поднимают температуру сначала до 70—75°С, а затем до 80—85 и 120—135°С. Через 3—5 ч реакция полимеризации заканчивается. Суспензию, охлажденную до 50°С, подают в центрифугу и отделяют жидкую фазу. Гранулы промывают водой (или последовательно разбавленным раствором серной кислоты и водой) для удаления стабилизатора, сушат в гребковой вакуум-сушилке или в сушилке с кипящим слоем при 80—100°С до остаточной влажности не более 0,4%.
Гранулы от жидкой фазы отделяются в последовательно соединенных гидроциклонах — аппаратах, состоящих из нижней конической и верхней цилиндрической частей, и в центрифугах отстойного типа. Суспензию насосом под давлением до 0,3 МПа подают через боковой патрубок в низ цилиндрической части первого гидроциклона. Вращение потока сопровождается отбросом твердых крупных частиц под действием центробежных сил к стенке аппарата. Сконцентрированная суспензия (40—70% твердой фазы) движется по спирали вниз и собирается в сборнике, где разбавляются свежей водой в соотношении 1 : 1. Мало концентрированная суспензия, содержащая мелкие частицы, поднимается по внутренней спирали вверх и также удаляется из гидроциклона. Разбавленная суспензия подается во второй гидроциклон и вновь проходит те же операции.
После второго гидроциклона суспензию с концентрацией 30—35% твердой фазы подают в центрифугу, а мало концентрированную суспензию — в третий гидроциклон, из которого сконцентрированная часть возвращается в первый гидроциклон, а маточный раствор направляют на очистку. Гранулы с влажностью 10—12% поступают на сушку.
Высушенные гранулы неокрашенного ПММА смешивают с красителями и гранулируют с помощью экструдера. ПММА трудно перерабатывается в изделия методами литья под давлением и экструзии. Только полимер с молекулярной массой 20000—35000 пригоден для этой цели. Сополимеры ММА, полученные в суспензии в присутствии 2—4% метил- и бутилакрилата, уже при молекулярной массе 90000—120000 хорошо перерабатываются в изделия.