Получение полистирола

Основным методом производства стирола в технике до сих пор является каталитическое дегидрирование этилбензола при высоких температурах. Этилбензол в свою очередь получают каталитическимжидкофазным алкилированием бензола этиленом на безводном AlCl₃ в мягких условиях. Выход полупродукта и мономера в обоих процессах близок к 90 % от теории. Наибольшую сложность вызывает очистка конечного продукта от этилбензола и побочных веществ (бензола толуола и др.) которая производится многосту­пенчатой ректификацией смеси [3].

Исследования проводящиеся крупнейшими фирмами-произво­дителями стирола позволяют постепенно совершенствовать техно­логию его производства. Применяются три типа реакторов дегидрирования – адиабатические с неподвижным слоем катализатора трубчатые изотермические и секционные.

Поиски новых путей синтеза стирола по-видимому не являются совершенно безнадежными. Так опубликовано сообщение о пуске в Испании установки производства стирола мощностью 79 4 тыс. т/год работающей по следующей схеме: этилбензол в мягких условиях окисляется в гидроперекись этилбензола которая затем взаимодействует с пропиленом в присутствии нафтената молибдена образуя метилфенилкарбинол и окись пропилена. Метилфенилкарбинол выделяют и дегидратируют в стирол. Таким образом установка производит стирол и окись пропилена (50 % от выпуска стирола). Хотя запатентовано много других способов получения стирола включая прямой пиролиз нефти проблема выделения продукта из смеси компонентов с близкой температурой кипения до сих пор остается неодолимым препятствием для промышленного внедрения. Правда и в этом; направлении возможны принципиально новые решения например японская фирма «Тогау» сообщила о разработке высокоэффективного процесса экстрактивной ректификации стирола из фракций образующихся при пиролизе бензина в этилен и содер­жащих обычно до 30–35 % стирола около 52 % ксилола и его изо­меров а также этилбензол и другие компоненты. Конкретные детали процесса неизвестны но авторы утверждают что при производстве мощностью 20 тыс. т/год себестоимость стирола получаемого в этом процессе будет на 30–40 % ниже обычной [3].

Товарный стирол обычно содержит 99 6–99 7 % основного продукта и в большинстве случаев используется для проведения полимеризации без какой-либо предварительной очистки. В лабораторных условиях когда к воспроизводимости результатов предъявляют высокие требования стирол очищают вакуум-перегонкой.Стирол весьма плохо растворяет воду (таблица 5) так что специальной очистки от нее при радикальной полимеризации обычно не требуется. Для проведения ионной полимеризации стирол осушают используя слабо­щелочные осушающие реагенты – окись кальция силикагель сер­нокислый или хлористый кальций [7].

Ярко выраженная склонность стирола к спонтанной (термической) полимеризации протекающей по радикальному механизму часто заставляет

Таблица 5 – растворимость воды в стироле и стирола в воде

применять при его хранении ингибиторы типа гидрохинона (или n - mpem - бутилпирокатехина). Ингибиторы препятствуют также окислению стирола на воздухе и накоплению в нем перекисей однако они эффективны при температурах ниже 100 °С.

Полимеризация стирола. Процесс состоит из трех стадий. Вначале в некоторых из многих молекул содержащихся в реакционном сосуде благодаря повышенной температуре и присутствию катализатора расщепляются двойные связи. Иными словами эти молекулы активируются (первая стадия полимеризации). Затем активные частицы активируют следующие молекулы стирола соединяются с ними образуя цепь (следующая стадия).

Рост цепи прекращается если соединяются две растущие цепи или если к растущей цепи присоединяется другой остаток например фрагмент катализатора. Эта стадия называется обрывом цепи.

Поиск по сайту: