Резолы. Амидоальдегидные олигомеры. Производство карбамидоформальдегидных олигомеров. Технология производства, свойства и применение поливинилхлоридных пластмасс, страница 2

1. Основной метод:  а) 2 NH₃   +   CO₂         H₂NCOONH₄ – реакция Базарова

                                      карбамон аммония

                                      (аммонийная соль карбамиловой кислоты)

- карбамиловая кислота

           б) H₂NCOONH₄         H₂N – C – NH₂   +   H₂O

                                                           O

 Условия процесса: на стадии а) t = 160 ÷ 200 ⁰C; p = 10 ÷ 40 МПа

                                  на стадии б) при пониженном давлении отгоняются свободные не прореагировавшие NH₃ и CO₂.

    Т.о., как видно из уравнений реакций, получают водный раствор мочевины, которая потом может подвергаться кристаллизации или грануляции.

22.11.2002

    2. Меламин (2,4,6 – триамин – 1,3,6 – триазин, цианурид)

   t_пл = 354 ⁰С, плавится с разложением

плохо растворим в воде (0,5 %) и органических растворителях, лучше растворяется NaOH, KOH, NH_{3 жидк}; образует соли с минеральным кислотами, щелочами, и щелочными металлами (т.е., проявляет амфотерные свойства).

    Получение:   6 H₂NCONH2         2 C₃H₆N₆   +   6 H₂O;

                              t = 300 ÷ 400 ⁰C; p = 20 ÷ 30 МПа, выход достигает 90 %.

Производство карбамидоформальдегидных олигомеров

03.12.2002

Ход процесса: Свежий первичный этилен с чистотой ≥ 99,9% из хранилища  (газбольдера) под давлением 1,6 – 1,8 МПа, подаётся в смеситель (1), куда также подаётся возвратный этилен из отделителя низкого давления (10) под таким же давлением. В смеситель подаётся также пропан (регулятор ММ) и кислород (инициатор полимеризации) в количестве 0,002 ÷ 0,008 объёмных %. В этом смесителе образуется газовая смесь, которая поступает в многоступенчатый компрессор первого каскада (2), где газ сжимается (компримируется) до давления 24 – 30 МПа. Из компрессора смесь поступает в смеситель (3), куда также подаётся возвратный этилен из отделителя высокого давления (8). Из смесителя (3) смесь с температурой 40 ÷ 45 ⁰С двумя потоками (на схеме изображено два потока, в реальном производстве их может быть три или четыре) подаются в компрессоры второго каскада (4), где смесь сжимается до окончательного давления полимеризации (300 – 360 МПа), температура при этом возрастает до 70 – 80 ⁰С. Смесь проходит теплообменник (5), где она нагревается до 130 – 180 ⁰С. Далее двумя (тремя или четырьмя) потоками смесь подаётся в трубчатый реактор (6) (трубчатка), который может иметь от двух до четырёх зон (на схеме – 2). В эти зоны подаются также перекисные инициаторы в виде раствора в  экстракционном бензине с концентрацией 4 массовых % до концентрации 0,07 ÷ 0,12 мольных % (бензин, обогащённый ароматическими углеводородами; такая смесь постепенно выкипает в интервале температур 165 – 270 ⁰С).

Инициация полимеризации:

Реактор представляет собой трубчатку, изготовленную из толстостенных стальных труб, соединённых коленами – калачами; на трубах и калачах установлена теплообменная рубашка для обогрева и съёма энергии, выделившейся в результате полимеризации. Общая длина трубчатки может достигать полутора километров; отношение длины реактора к его диаметру может достигать величины более 10000.

Схема реактора

    Тепловым агентом служит перегретая вода, подаваемая противотоком со смесью. Постепенно, по мере прохождения реактора эта же вода становится хладагентом, служащим для снятия энергии полимеризации. Трубы в начальной части реактора и на конце имеют различный диаметр: ø_{внутр начала}= 20 – 25 мм; ø_{внутр конца}= 70 – 75 мм это связано с тем, что по мере образования продукта сопротивление возрастает и требуется всё больший диаметр для  свободного прохождения расплава этилена.

   Реактор можно разбить на следующие участки:

1. t = 180 ÷ 200 ⁰С – на этом участке происходит нагрев смеси
2. t = 240 ÷ 320 ⁰С – температура полимеризации, именно в этой зоне идёт процесс полимеризации
3. t = 250 ⁰С