ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГАЛОБУТИЛКАУЧУКОВ. ЧАСТЬ 1. ТЕХНОЛОГИЯ ГАЛОГЕНИРОВАНИЯ БУТИЛКАУЧУКА, РЕАЛИЗОВАННАЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Авторы

  • Юрий Николаевич Орлов Тольяттинский государственный университет http://orcid.org/0000-0001-9114-0436
  • Геннадий Иванович Остапенко Тольяттинский государственный университет

Ключевые слова:

галобутилкаучук, галогенирование бутилкаучука, углеводородный растворитель, галогенирующий агент

Аннотация

В обзоре представлены научно-технические результаты разработки и совершенствования реализованной в промышленном масштабе технологии производства галобутилкаучуков. Рассмотрены варианты технологической схемы производства и технологические приемы повышения эффективности отдельных его стадий. Особое внимание уделено аппаратурному оформлению стадий растворения бутилкаучука, взаимодействия полученного раствора с галогенирующим агентом и водной обработки реакционной смеси. Показаны возможности повышения эффективности процесса за счет применения непрерывного процесса растворения крошки бутилкаучука в углеводородном растворителе, создания турбулентного режима при движении потока раствора каучука, отделения выделяющегося галогеноводорода от полученного галогенированного эластомера. Обсуждаются результаты применения различных агентов нейтрализации избытка галогена и галогеноводорода, необходимость поддержания показателя кислотности среды в определенных пределах на этой стадии. Кратко представлены результаты совершенствования стадий стабилизации, выделения и сушки галобутилкаучуков. Отмечены недостатки, присущие традиционной технологии галогенирования бутилкаучука, включающие использование в производстве хлорбутилкаучука специальной марки бутилкаучука с высокими значениями вязкости по Муни и непредельности, необходимость рекуперации брома из водных потоков стадий нейтрализации избытка галогена и отмывки раствора бромбутилкаучука.

Рассмотрены возможности совершенствования существующей технологии крупномасштабного производства галобутилкаучуков, повышения экономической эффективности и снижения экологических рисков при ее реализации в промышленном масштабе. Список литературы включает патенты ведущих мировых компаний – производителей галобутилкаучуков и публикации по результатам исследований известных специалистов в этой области.

Биографии авторов

Юрий Николаевич Орлов, Тольяттинский государственный университет

кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия, химические процессы и технологии»

Геннадий Иванович Остапенко, Тольяттинский государственный университет

доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия, химические процессы и технологии»

Библиографические ссылки

1. Шмарлин В.С., Бугров В.П., Тимофеева Л.С., Прокофьев Я.Н. Синтез, свойства и применение модифицированных бутилкаучуков. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1973. 81 с.
2. Crawford R.A., Morrissey R.T. Isoolefin polyolefin interpolymer derivatives and compositions comprising the same: patent US № 2631984, 1953.
3. Morrissey R.T., Falls C., Marvin R. Chlorine derivatives of isoolefin-polyolefin polymers and compositions comprising the same: patent US № 2732354, 1956.
4. Parker P.Th., Bryan J.L., Small A.B., Pugh D.W., Buchmann F.J. Continuous chlorination and bromination of butyl rubber: patent US № 3099644, 1963.
5. Tegge B.R., Baldwin F.P., Serniuk G.E. Continuous process for chemically modifying isoolefin-multiolefin rubbery polymer: patent US № 3023191, 1962.
6. Бодриков И.В., Смолян З.С. Механизм галоидирования олефинов // Успехи химии. 1966. Т. 35. № 5. С. 853–880.
7. Duane L.E., Johnson Jr.J.A. Purifying recycle streams in integrated process for preparing halogenated butyl rubber and butyl rubber latex: patent US № 3257349, 1966.
8. Tegge B.R., Weary F.G., Sakaguchi Ya. Removal of organic halides from hydrocarbon solvents: patent US № 4713413, 1987.
9. Иштеряков А.Д., Сальников С.Б., Мустафин Х.В., Шияпов Р.Т., Софронова О.В., Шепелин В.А., Беспалов В.П., Андреев В.А., Узелкова В.В., Пахомов В.И. Способ получения бромбутилкаучука: патент РФ № 2212416, 2003.
10. Щербань Г.Т., Бусыгин В.М., Мустафин Х.В., Шияпов Р.Т., Иштеряков А.Д., Шамсутдинов В.Г., Софронова О.В., Андреев В.А., Сальников С.Б., Беспалов В.П., Жилин А.Г., Овчинников А.И. Способ получения бромбутилкаучука: патент РФ № 2177956, 2002.
11. Занавескин Л.Н., Захарова Л.З., Степанов П.А., Занавескин К.Л. Способ получения бромбутилкаучука: патент РФ № 2401844, 2010.
12. Петрова В.Д., Щербакова Н.В., Прокофьев Я.Н., Паутов П.Г. Процесс получения бутилкаучука в углеводородном растворе // Исследование и разработка технологии производства мономеров и синтетических каучуков. Вып. 3. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1979. С. 132–142.
13. Абрамова Н.В., Батаев И.П., Батаева Л.П., Головачев А.М., Коновалов В.И., Лавриненко Н.И., Сире Е.М., Токарь А.Е., Щербань Г.Т. Способ получения бутилкаучука: патент РФ № 2177009, 2001.
14. Батаева Л.П., Абрамова Н.В., Григорук Ж.Г., Горбик Н.С., Орлов Ю.Н., Иванов И.В., Кузнецов А.Г., Федотов Ю.И., Лавриненко Н.И., Вольский В.И., Токарь А.Е. Способ получения бутилкаучука: патент РФ № 2259376, 2005.
15. Пауль Х.И., Феллер Р., Лавгров Д.Д.А., Гроновски А., Юпке А., Хеккер М., Кирххофф Й., Беллингхаузен Р. Способ с общим растворителем для получения высокомолекулярного галогенированного бутилкаучука: патент РФ № 2510402, 2014.
16. Сальников С.Б., Паутов П.Г., Беспалов В.П., Чуркин М.В., Чуркин В.Н., Федотов В.И. Способ получения галоидированных бутилкаучуков: патент РФ № 2361882, 2009.
17. Comandini R. Method of solvating butyl rubbers: patent US № 3756978, 1973.
18. Занавескин Л.Н., Аверьянов В.А., Занавескин К.Л., Степанов П.А. Химия и технология промышленного синтеза галогенированных бутилкаучуков. Часть 1. Хлорированный бутилкаучук // Каучук и резина. 2010. № 6. С. 31–39.
19. Сальников С.Б., Добровинский В.Е., Беспалов В.П., Чуркин М.В., Чуркин В.В., Паутов П.Г., Коргичев А.Н. Способ приготовления раствора бутилкаучука и аппарат для растворения: патент РФ № 2528558, 2014.
20. Бусыгин В.М., Сахабутдинов А.Г., Нестеров О.Н., Гавриков В.Н., Хасанов Н.Т., Софронова О.В. Способ приготовления раствора базового полимера для производства галобутилкаучуков: патент РФ № 2484106, 2013.
21. Минскер К.С., Берлин Ал.Ал., Дебердеев Р.Я. Энерго- и ресурсосберегающая технология получения хлорбутилкаучука с использованием трубчатых турбулентных аппаратов // Химическая промышленность. 2000. № 11. С. 26–30.
22. Сангалов Ю.А., Минскер К.С. Полимеры и сополимеры изобутилена: Фундаментальные проблемы и прикладные аспекты. Уфа: Гилем, 2001. 384 с.
23. Берлин Ал.Ал., Минскер К.С., Дебердеев Р.Я. Энерго- и ресурсосберегающая технология получения хлорбутилкаучуков // Доклады РАН. 2000. Т. 375. № 2. С. 218–221.
24. Минскер К.С., Дебердеев Р.Я., Берлин А.А., Иванова С.Р., Минскер С.К., Дебердеев Т.Р., Бусыгин В.М., Мустафин Х.В., Гильмутдинов Н.Р., Рязанов Ю.И., Галявнев Ш.Ш., Шияпов Р.Т., Зиятдинов А.Ш., Ухов Н.И., Иштеряков А.Д., Шамсутдинов В.Г., Софронова О.В., Шепелин В.А., Калинин В.Н., Сальников С.Б., Андреев В.А., Серебрякова Б.Р. Способ непрерывного получения галогенированных эластомеров и устройство для его осуществления: патент РФ № 2263682, 2005.
25. Странео П., Маффеццони К., Марчеджано А., Моретти Э., Пенати А. Непрерывный способ и устройство для галогенирования эластомеров: патент РФ № 2148589, 1993.
26. Минскер К.С., Дебердеев Р.Я., Дьяконов Г.С., Шияпов Р.Т., Софронова О.В., Иштеряков А.Д., Зиятдинов А.Ш., Захаров В.П., Иванова С.Р., Мустафин Х.В., Ухов Н.И., Калинин В.Н. Способ и устройство для галогенирования эластомеров: патент РФ № 2170237, 2001.
27. Сальников С.Б., Беспалов В.П., Паутов П.Г., Добровниский В.Е., Мустафин Х.В., Шияпов Р.Т., Шамсутдинов В.Г., Иштеряков А.Д., Софронова О.В. Непрерывный способ галоидирования бутилкаучука: патент РФ № 2186788, 2002.
28. Сальников С.Б., Беспалов В.П., Паутов П.Г., Добровниский В.Е., Мустафин Х.В., Шияпов Р.Т., Шамсутдинов В.Г., Иштеряков А.Д., Щербань Г.Т., Софронова О.В. Способ получения галоидированного бутилкаучука: патент РФ № 2186789, 2002.
29. Sumner A., Kelbch S., Verbiest A. Halogenated butyl rubbers having a low halogen content: patent US № 5886106, 1999.
30. Самнер Э., Кельбх Ш., Фербист А. Галогенированные бутилкаучуки с пониженным содержанием галогенов: патент РФ № 2212417 РФ, 2003.
31. Resendes R., Kaszas G. Method of halogenating butyl rubber without acid neutralization agents: Eur. pat. № 1820808 A1, 2007.
32. Бусыгин В.М., Шияпов Р.Т., Иштеряков А.Д., Шепелин В.А., Сафин Д.Х., Филимонов В.А., Воробьев Е.А. Непрерывный способ галоидирования эластомеров: патент РФ № 2255092, 2005.
33. Бусыгин В.М., Гильманов Х.Х., Гильмутдинов Н.Р., Шияпов Р.Т., Софронова О.В., Сальников С.Б., Беспалов В.П., Паутов П.Г., Федотов В.И., Андреев В.А. Способ галоидирования бутилкаучука: патент РФ № 2272813, 2006.
34. Сальников С.Б., Беспалов В.П., Паутов П.Г., Чуркин В.Н., Чуркин В.Н., Добровинский В.Е. Способ галоидирования бутилкаучука: патент РФ № 2373224, 2009.
35. Щербань Г.Т., Мустафин Х.В., Шияпов Р.Т., Шамсутдинов В.Г., Иштеряков А.Д., Софронова О.В., Сальников С.Б., Беспалов В.П., Паутов П.Г. Способ получения галоидированного бутилкаучука: патент РФ № 2169737, 2001.
36. Grigoruk Zh.G., Abramova N.V., Orlov Ju.N. Bromination of butyl rubber with a combination of sodium bromide – tert-butyl hypochlorite // Polymer science. Series B. 2009. Vol. 51. № 12. P. 2205–2208.
37. Занавескин Л.Н., Аверьянов В.А., Занавескин К.Л., Степанов П.А. Химия и технология промышленного синтеза галогенированных бутилкаучуков. Часть 2. Бромированный бутилкаучук // Каучук и резина. 2011. № 1. С. 26–35.
38. Stabilized isoolefin polyolefin interpolymer derivatives and method of producing same: patent US № 2681899, 1954.
39. Morrissey R.T., Weiss H.J. Hollow fluid-containing article comprising brominated rubbery interpolymer: patent US № 2698041, 1954.
40. Recovering halogenated copolymers: patent US № 2973346, 1961.
41. Neutralization in halogenated butyl rubber production: patent US № 3242148, 1966.
42. Mccoy P., Zimmerman S. Processing of rubber: patent US № 3784531, 1974.
43. Иштеряков А.Д., Сальников С.Б., Бусыгин В.М., Беспалов В.П., Шияпов Р.Т., Паутов П.Г., Софронова О.В., Прокофьев Я.Н., Мустафин Х.В. Способ водной обработки раствора хлор(бром)бутилкаучука: патент РФ № 2209816, 2003.
44. Baldwin F.P., Hakala Th.H. Process for stabilizing halogenated butyl rubber against gelation with magnesium oxide, and stabilized product obtained thereby: patent US № 2962473, 1960.
45. Hous P. Stabilized halobutyl rubber: patent US № 4104218, 1978.
46. Roper R., Newman N.F., Hous P. Stabilized halogenated butyl rubber: patent US № 4130519, 1978.
47. Добровинский В.Е., Комаров С.М., Сальников С.Б., Беспалов В.П., Андреев В.А. Способ выделения полимеров: патент РФ № 2129126, 1999.
48. Щербань Г.Т., Беспалов В.П., Сальников С.Б., Андреев В.А., Мустафин Х.В., Шияпов Р.Т., Шамсутдинов В.Г., Иштеряков А.Д., Якушев Ю.Н. Способ выделения галоидбутилкаучука: патент РФ № 2181730, 2002.
49. Иштеряков А.Д., Шияпов Р.Т., Крекшин М.Н., Якушев Ю.Н., Хасанов Н.Т., Гильмутдинов Н.Р., Софронова О.В., Андреев В.А., Сальников С.Б., Беспалов В.П., Паутов П.Г. Способ выделения галоидированного бутилкаучука из углеводородного раствора: патент РФ № 2272814, 2006.

Загрузки

Опубликован

2017-12-25

Выпуск

Раздел

Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)