С целью получения поли-a-олефинового масла (ПАОМ) разработаны методики деструкции этиленового-полиэтиленового сополимера при пониженном давлении в потоке азота. Изучено влияние различных факторов (температура, давление) на выход основного продукта. Определены оптимальные параметры процесса термодеструкции. Показано, что наибольший выход проявляется при температуре 430°С и давлении 600 мм.рт.ст. В отличие от предыдущих методов в предложенном можно регулировать одновременно температуру и давление. Кроме того, в результате кратковременного разделения и вывода продукта реакции из реактора способствует предотвращению вторичных реакций (разложение, разветвление).
Исследование процессов деструкции этилен-пропиленовых сополимеров (СКЭП) имеет важное научное и практическое значение. Bо-первых, это связано с необходимостью изучения стабильности сополимера, стойкости его к различному роду воздействия, во-вторых, обусловлено ценными свойствами продуктов деструкции и возможностью их применения. Наиболее важное значение имеют процессы термической, а также термоокислительной деструкции СКЭП [1].
В зависимости от целевых продуктов имеется ряд методов и технологий деструкции СКЭП и СКЭПТ (тройной сополимер – этилен, пропилен и дициклопентадиена). Так, Е.К. Саранди с сотр. [2] с целью получения поли-a-олефиновой депрессорной присадки к дизельным топливам на специальных установках испытывали различные способы, такие как термомеханическая деструкция каучука СКЭП в шнековом агрегате при 360-400 °С, термическая деструкция в автоклаве при 330-380 °С в присутствии растворителя и кислородсодержащего агента, деструкция растворов СКЭП в присутствии воздуха. Последний способ позволяет устойчиво регулировать степень деструкции каучука при узком молекулярно-массовом распределении конечного продукта.
Термический крекинг СКЭП в более высоком температурном режиме приводит к образованию смазочное масло. [3]a. Эти продукты после гидрирования и депарафинизации имеют свойства удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к высоко-индексным и низкозастывающим маслам [4].
С целью упрощения технологии деструкции СКЭП одновременным гидрированием полученных продуктов нами был предложен новый способ – каталитический гидрокрекинг СКЭП под давлением водорода [5]. Предложенный метод отличается от предыдущих простотой технологии и уменьшением этапов процесса. Следует отметить, что в литературе отсутствуют какие-либо данные о деструкции СКЭП под высоким давлением водорода. Продолжая исследования по упрощению технологии деструкции СКЭП нами был предложен метод деструкции при низком давлении в потоке азота результаты, которых обсуждаются в данной статье.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
СКЭП с содержанием 48 % пропиленового звена, количеством 1500 г, после размельчения на 2-3 см куски, помещают в реактор (рис.1).
Туда же добавляют 5 мл гидрохинона. Закрываются крышки реактора и пропускают через него азот со скоростью 2-3 мл/с. С помощью водяного насоса давление система поддерживаются ниже атмосферного (300-700 мм рт.ст.). Температура в реакторе постепенно поднимаются (до 350-430 °С). Начиная с 360 °С наблюдается расщепление сополимера и одновременно перегоняется жидкий продукт деструкции. Процесс закачивается в течение 60 мин. Выход жидкого продукта составляют 1450 г. Затем полученный жидкий продукт подвергается дистилляции. Масляная фракция (380-430 °С) составляет 675г (около 45 %). Изменяя температуру деструкции и давление, варьируется выход целевого продукта – базового масла (табл.1).
Таблица 1. Зависимость выхода различных фракций
термодеструкции СКЭП от температуры и давления процесса
| № | Т °С | Р | Выход фракции | ||
| 1 | 2 | 3 | |||
| 1 | 360 | 760
700 500 300 |
0
5 5 5 |
0
10 10 10 |
100
85 85 85 |
| 2 | 380 | 760
700 500 300 |
0
13 13 10 |
0
10 12 12 |
100
75 75 78 |
| 3 | 400
|
760
700 500 300 |
25
25 18 13 |
5
10 17 17 |
62
65 65 70 |
| 4 | 415 | 760
700 500 300 |
56
53 48 42 |
27
30 30 28 |
17
17 22 20 |
| 5 | 430
|
760
700 500 300 |
40
45 42 30 |
40
45 30 25 |
15
10 28 25 |
| 6 | 450 | 760
700 |
80
88 |
20
12 |
0
0 |
1 – до 380 °С, 2 – 380-430 °С, 3 – выше 430 °С
После гидрогенизации [6] и депарафинизации [7], целевой продукт приобретает физико-химические характеристики [5], удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к высокоиндексным моторным маслам, предназначенным для применения в условиях Севера и в авиации [1].
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Как видно из таблицы, реакция деструкции этилен-пропиленовых сополимеров начинается с 360°С и только выше 400 °C выход в значительной степени проявляет себя. Продукт деструкции подразделяется на 3 фракции: до 380 °С (1), 380-430 °С (2), выше 430 °С (3). При сравнительно низких температурах (360-400°C) выход тяжелой фракции наиболее высок. С повышением же температуры деструкции выход легкой и средней фракции повышается.
Вторая фракция это масляная фракция. Установление технологических условий для повышения выхода масляной фракции является основной целью данной разработки.
Кроме того изучено влияние давления на выход целевого продукта – базового масла при температурах 400, 415 и 430 °С. Из рисунка 2 видно, что наибольший выход допускается при реакции деструкции при 430°С и давлении 600 мм рт.ст. Эти параметры могут считаться показателями оптимального режима.
Термодеструкция СКЭП-а в пониженном давлении в отличие от предыдущих методов имеет следующие преимущества:
– относительный выход продукта деструкции различных фракций можно регулировать температурой и давлением реактора;
– в результате кратковременного прибивание продуктов реакции в реакторе способствуют предотвращению реакции второго порядка разложение, разветвление и т.д.).
ЛИТЕРАТУРА
- Сеидов Н.М./ Новые синтетические каучуки на основе этилена и a-олефинов.// Баку.1981.181с.
- Саранди Е.К., Мусаев К.М., Башкатова С.Т., Кабанова Е.Н. // Нефтегазовые технологии. 2005. № 4. С.91-93.
- Кулиев Р.Ш., Сеидов Н.М., Абасова Т.М., Гасанова Р.З., Абасов А.И., Мустафаев А.М. // Химия и технология топлив и масел. 1978. №3.
- Патент 3845157 США. 1974.
- Расулзаде Н.Ш., Гулеч М. Г.Г., Гатамов М.М., Магеррамова М.Я., Ашурова Н.Д., Салманова Я.И. // Нефтехимия. №2. С.1-3.
- Дияров И.Н., Батуева И.Ю., Садыхов А.Н., Солодова Н.Л./ Химия нефти. Руководство к лабораторным занятиям. Учебное пособие для ВУЗов. Л.: Химия, 1990. 240 с.
- Усачев В.В. / Карбамидная депарафинизация . М.: Химия, 1967. 236 с.
ПОДПИСИ К РИСУНКАМ
Рис.1.Схема установки гидрокрекинга при пониженном давлении
1-балон с азотом, 2-печь, 3-реактор, 4-термометр, 5-холодильник, 6-приемник,
8-водяной насос, 8-кран[schema type=»book» name=»ПОЛУЧЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО МАСЛА ПУТЕМ КРЕКИНГА ЭТИЛЕН — ПРОПИЛЕНОВЫХ СОПОЛИМЕРОВ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ» author=»Расулзаде Ниязи Шахид оглы, Гатамов Матлаб Муртуз оглы, Гулеч Мурат Гасан-Гусеин оглы » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-05-29″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.01.2015_01(10)» ebook=»yes» ]