Технологія одержання нафтополімерних смол співолігомеризацією олефінвмісних фракцій С5 і С9 - Автореферат

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукТак, за даними Державного Комітету статистики, потреба внутрішнього ринку України оцінюється в 450 тис. тонн олії щороку, з яких близько 100 тис. тонн використовується промисловістю. Посеред синтетичних замінників продуктів природного походження особливе місце посідають низькомолекулярні нафтополімерні смоли (НПС), які отримують з дешевої нафтохімічної сировини. Завдяки збільшенню потужностей піролізних установок одержують велику кількість рідких продуктів піролізу (РПП), кваліфіковане використання яких є необхідною умовою для забезпечення рентабельності та безвідходності етиленових виробництв. Робота проводилася згідно координаційного плану міжвузівських науково-технічних програм Міносвіти України: тема ДБ/37.С3 “Розробка процесу одержання нафтополімерних смол - синтетичних замінників продуктів природного походження”, № держреєстрації 0196U000155 та згідно проекту 3.4/037 Державного фонду фундаментальних досліджень Міннауки України “Дослідження реакційної здатності мономерів та пошук високоефективних ініціюючих та каталітичних систем для олігомеризації дієнів та арілалкенів фракції С9”, № держреєстрації 0197U000226. Створення технології одержання нафтополімерних смол на основі дослідження закономірностей радикальної співолігомеризації ненасичених вуглеводнів фракцій С5 і С9 рідких продуктів піролізу і вибору оптимальних умов та ефективного ініціатора процесу, що має важливе значення для хімічної та лакофарбової промисловості України.Розглянуто сучасний стан в галузі синтезу нафтополімерних смол.Як обєкт досліджень використовували фракції С5 і С9, що є побічними продуктами виробництва етилену піролізом дизельного палива на ВАТ “Оріана” (м.Калуш) та мають наступні характеристики: фракція С5: густина 755кг/м3, молекулярна маса 70, бромне число 262г Br2/100г, вміст ненасичених сполук до 65% мас, у т.ч. ізопрену 37.80%, циклопентадієну 18.40%, пентадієну - 1,3 8.50%; З метою пошуку промислових високоефективних ініціаторів для співолігомеризації ненасичених вуглеводнів фракції С9 рідких продуктів піролізу, було проведено серію досліджень із використанням пероксидних ініціаторів фірми “Akzo” (Нідерланди): пероксиду дилауроїлу (ПДЛ); пероксиду дибензоїлу (ПДБ); трет-бутилпероксибензоату (ТБПБ); гідропероксиду кумілу (ГПК); гідропероксиду трет-бутилу (ГПТБ); пероксиду дикумілу (ПДК); пероксиду трет-бутилкумілу (ПТБК); пероксиду ди-трет-бутилу (ПДТБ); біс-(трет-бутилпероксиізопропіл)-бензолу (ТБПІ); а також “монопероксину” - суміші 1-(1-метил-1-трет-бутилпероксиетил)-3-ізопропілбензолу і 1-(1-метил-1-трет-утилпероксиетил)-4-ізопропілбензолу (МНП). Результати дослідження впливу різних чинників на ініційовану олігомеризацію ненасичених вуглеводнів фракції С9 показують, що густина олігомеризату та вихід НПС зростають із збільшенням температури, концентрації ініціатора (табл.1) та тривалості реакції. Встановлено, що зростанню конверсії ненасичених вуглеводнів фракції С9 сприяє збільшення концентрації ініціатора (табл.2). Термічну олігомеризацію проводили при температурі 523К (тривалість 6 год); ініційовану - з застосуванням 0,06 моль/л (0,95% мас.) ПДТБ при 473К протягом 7 год.; каталітичну - у присутності комплексу ALCL3 з толуолом і водою (КХАТ) при 353К протягом 2,5 год.На основі експериментальних даних розроблена принципова технологічна схема виробництва НПС співолігомеризацією олефінвмісних фракцій С5 і С9 РПП дизельного палива (рис.6). Технологічна схема періодичного процесу виробництва НПС складається із основних стадій: 1) приймання і зберігання сировини; 2) нагрівання реакційної маси і олігомеризація сировини (фракції С5); 3) атмосферна відгонка вуглеводнів, що непрореагували; 4) нагрівання реакційної маси і співолігомеризації фракції С9 з олігомерами фракції С5; 5) атмосферна і вакуумна відгонка вуглеводнів, що непрореагували; 6) приготування 60% - го розчину нафтополімерної смоли.2.Встановлено основні закономірності ініційованої олігомеризації фракції С9 та визначено вплив різних чинників (температура, тривалість реакції, концентрація ініціатора) на вихід та фізико-хімічні показники НПС. На основі математичної моделі реакції визначено оптимальні умови процесу одержання НПС - температура 473К, тривалість олігомеризації 7 год., концентрація ініціатора 0,06 моль/л. 3.Визначено ефективний ініціатор олігомеризації фракції С9 - пероксид ди-трет-бутилу, концентрація якого 0,06 моль/л забезпечує високу конверсію ненасичених вуглеводнів фракції С9 (88,9%) та вихід НПС (48,5%мас.). На основі обробки експериментальних даних визначено оптимальні умови процесу одержання співолігомерних НПС: стадія олігомеризації фракції С5 - температура 423К, тривалість 3 год., концентрація ініціатора 0,05 моль/л; стадія співолігомеризації суміші димерів та рідких олігомерів фракції С5 із арілалкенами фракції С9 - температура 473К, тривалість 7 год., концентрація ініціатора 0,05 моль/л.

Основний зміст роботиОсновний зміст дисертації викладено в наступних публікаціях

1. Мокрий Є.М., Дзіняк Б.О., Никулишин І.Є., Будзан Б.І., Хайр С.С. Порівняльна оцінка методів одержання нафтополімерних смол // Допов. НАН України. - 1997. -№5.-С.153-156.

2. Мокрий Є.М., Дзіняк Б.О., Никулишин І.Є., Хайр С.С., Гринкевич Н.Б. Інтенсифікація процесу виробництва нафтополімерної смоли // Вісник Держ. ун-ту “Львів. політехн.”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів: ДУЛП, 1997.-№316.- С.119-120.

3. Мокрий Є.М., Никулишин І.Є., Дзіняк Б.О., Будзан Б.І., Хайр С.С. Порівняльна оцінка методів одержання нафтополімерних смол// Вісник Держ. ун-ту “Львів. політехн.” Хімія. технологія речовин та застосування.- Львів: ДУЛП, 1997.-№316.- С.120-122.

4. Дзіняк Б.О., Никулишин І.Є., Хайр С.С., Дідошак Р.О. Синтез нафтополімерних смол полімеризацією фракції С5 // Вісник Держ. ун-ту “Львів. політехн.” Хімія, технологія речовин та їх застосування. - Львів: ДУЛП, 1997.-№333.-С.102-105.

5. Мокрий Є.М., Дзіняк Б.О., Будзан Б.І., Хайр С.С. Безвідходний, екологічно чистий процес одержання світлих нафтополімерних смол із продуктів піролізу нафтової сировини// VIII Українська конф. з ВМС: Тез. допов. - Київ, 1996.-С.127.

6. Мокрий Є.М.. Дзіняк Б.О., Никулишин І.Є., Хайр С.С., Баран М.М., Курпіль Б.С. Розробка та освоєння безвідходного процесу одержання нафтополімерної смоли на ВАТ “ОРІАНА”// XVIII Українська конф. з орг. хімії: Тез. допов. - Дніпропетровськ, 1998.-С.450.

7. Дзіняк Б., Хайр С.С., Дідошак Р., Мокрий Є. Полімеризація фракції С5 рідких продуктів піролізу // Поступ у нафтогазопереробній та нафтохімічній промисловості: Тез допов. І наук.-техн. конф.-Львів,1998.-С.43.

8. Дзіняк Б., Никулишин І., Хайр С.С., Мокрий Є. Одержання комбінованої оліфи К-4 на основі побічних продуктів етиленових виробництв // Поступ у нафтогазопереробній та нафтохімічній промисловості: Тез. допов. І наук. - техн. конф. - Львів,1998.-С.81.

Размещено на .ru