ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2262514
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПРИСАДОК К ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВАМ
И СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ
Имя изобретателя: Мартиросян А.Г. (RU); Мусаев Кямран Муса оглы (AZ)
Имя патентообладателя: Мартиросян Артур Георгиевич
Адрес для переписки: 117279, Москва, ул. Профсоюзная, 93, корп.4, кв.389, А.Г. Мартиросяну
Дата начала действия патента: 2003.12.30
Изобретение относится к области
нефтехимии, в частности к способу получения
полимерных присадок к дизельным топливам и
смазочным маслам. Сущность изобретения
заключается в том, что сырье в виде
измельченного синтетического каучука,
содержащего сополимер этилена с пропиленом,
нагревают во всем объеме безградиентно до
температуры деполимеризации в реакторе,
содержащем роторный аппарат. Полученный
деполимеризат отводят и выдерживают при
температуре деполимеризации в атмосфере
инертного газа, при этом в качестве сырья
используют каучук СКЭП или СКЭПТ, из
которого сначала отбирают порцию сырья и
определяют молекулярно-массовый состав и
оптические плотности сырья при длине волны
810, 1150 и 4310 см-1 , затем рассчитывают
значение отношения а/в·с, где а - оптическая
плотность сырья при 810 см-1, в -
оптическая плотность сырья при 1150 см-1,
с - оптическая плотность сырья при 4310 см-1
и применяют сырье, имеющее значение
отношения не более 1,5. Подачу сырья
осуществляют в атмосфере инертного газа.
Температуру деполимеризации задают числом
оборотов роторного аппарата в зависимости
от молекулярно-массового состава сырья и
типа получаемой присадки. Способ позволяет
получить целевой продукт с
воспроизводимостью физико-химических
показателей и качественными
характеристиками, требуемыми
промышленностью.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области
нефтехимии и может быть использовано для
получения полимерных присадок различного
функционального назначения, в частности
депрессорных присадок к дизельным топливам
и вязкостных присадок к моторным смазочным
маслам.
Известен способ получения
этиленпропиленовых сополимеров в
непрерывном режиме путем разогрева
высокомолекулярного каучука за счет
диссоциации механической энергии в каучуке
и его термической деструкции в условиях
сдвиговой деформации, в котором
осуществляют интенсивную сдвиговую
деформацию при скоростях сдвига 2500-5000 с-1
(патент РФ №2162473, опубл. 27.01.2001).
При осуществлении способа получают
этилен-пропиленовые сополимеры в широком
диапазоне молекулярных масс. В качестве
исходного каучука может быть использован
как серийный каучук, так и некондиционный
каучук, содержащий сшитые фрагменты. В
соответствии с данным способом
производится трехзонная обработка
полимерного материала в реакторе. В первой
зоне каучук разогревается посредством
компрессионного шнека, во второй
производится непосредственно деструкция
за счет скорости сдвига, устанавливаемой
посредством зазора между ротором и
статором, в третьей происходит выгрузка
каучука через регулируемую фильеру.
Молекулярная масса целевого продукта
регулируется за счет изменения скорости
сдвига и времени пребывания в зоне
деструкции. Однако способ не касается
получения этиленпропиленовых сополимеров
заданного диапазона молекулярных масс для
конкретного применения, например в
качестве депрессорных присадок к топливам
и маслам или в качестве вязкостной присадки
к моторным смазочным маслам.
Известен способ получения
низкомолекулярных полиолефинов путем
термической деструкции высокомолекулярных
полиолефинов при температуре
деполимеризации 320-370°С, осуществляемый в
две стадии, в котором первую стадию
термической деструкции проводят путем
нагревания в качестве высокомолекулярного
полиолефина эластомера - каучука СКЭПТ-сополимера
этилена с пропиленом и диеном во всем
объеме безградиентно до температуры
деполимеризации за время 1-6 мин, получаемый
деполимеризат во второй стадии отводят и
выдерживают при температуре
деполимеризации в течение 15-30 мин, обе
стадии проводят в атмосфере инертного газа,
при этом конечный продукт является
депрессорной присадкой к дизельным
топливам с мол.м. 800-3000 или вязкостной
присадкой к смазочным маслам с мол.м. 8000-100000
(патент РФ №2171816, опубл. 10.08.2001). Термическую
деструкцию осуществляют в реакторе,
имеющем секцию нагрева и деполимеризации и
секцию выдержки деполимеризата. Секция
нагрева и деполимерзации снабжена роторным
аппаратом с регулируемым числом оборотов,
установленным внутри секции.
Следует отметить, чтоб при получении
конечных продуктов указанным способом не
достигается воспроизводимость физико-химических
показателей конечных продуктов, а также
величина качественных характеристик этих
продуктов, например величина депрессии,
требуемая промышленностью.
В основу изобретения положена задача
создания способа получения полимерных
присадок к дизельным топливам и смазочным
маслам, который позволял бы получать
конечные продукты с воспроизводимостью
физико-химических показателей и
качественными характеристиками,
требуемыми промышленностью, за счет
применения сырья с определенным составом
компонентов и определенными молекулярными
массами и молекулярно-массовым
распределением (ММР) компонентов в нем.
Поставленная задача решается тем, что в
способе получения полимерных присадок,
включающем подачу в реактор, содержащий
роторный аппарат для нагрева и термической
деструкции сырья, измельченного
синтетического каучука, содержащего
сополимер этилена с пропиленом, в атмосфере
инертного газа, нагревание сырья до
температуры деполимеризации и отвод с
последующим выдерживанием полученного
деполимеризата при температуре
деполимеризации в атмосфере инертного газа,
причем температуру деполимеризации
реализовывают роторным аппаратом с
регулируемым числом оборотов, в качестве
сырья используют каучук СКЭП, содержащий
сополимер этилена с пропиленом, или СКЭПТ,
содержащий сополимер этилена с пропиленом
и диеном, при этом перед подачей отбирают
порцию сырья, определяют молекулярно-массовый
состав и оптические плотности сырья при
длине волны 810, 1150 и 4310 см-1, затем
рассчитывают значение отношения а/в·с, где
а - оптическая плотность сырья при 810 см-1,
в - оптическая плотность сырья при 1150 см-1,
с - оптическая плотность сырья при 4310 см-1,
и используют сырье, имеющее значение
отношения не более 1,5.
Целесообразно в качестве сырья
использовать каучук, содержащий диен в
количестве не более 1,6 мас.%. от общей массы
сырья.
Целесообразно также, чтобы в состав сырья
в качестве диена входил винилиденнорборнен.
Лучший вариант осуществления изобретения
Согласно изобретению способ осуществляют
следующим образом. Из партии сырья,
синтетического каучука, содержащего
сополимер этилена с пропиленом и диеном,
каучука СКЭП(Т), отбирают порцию и
определяют молекулярно-массовый состав,
известным методом, например, гель-хроматографии,
и оптические плотности при длине волны 810,
1150 и 4310 см-1, известным методом,
например, ИКС-спектроскопии. По
определенным значениям рассчитывают
значение отношения а/в·с, где а - оптическая
плотность сырья при длине волны 810 см-1,
в - оптическая плотность сырья при длине
волны 1150 см-1, с - оптическая плотность
сырья при длине волны 4310 см-1, и
применяют сырье, у которого рассчитанное
отношение не более 1,5. Может быть применено
сырье с содержанием диена не более 1,6, а
также сырье, в котором в качестве диена
входит винилиденнорборнен.
Для осуществления способа применяют
известный трубчатый реактор, описанный в
вышеуказанном патенте РФ №2171816, оп. 10.08.2001.
Реактор имеет секцию нагрева и
деполимеризации, внутри которой установлен
роторный аппарат с регулируемым числом
оборотов. Температуру деполимеризации
задают числом оборотов роторного аппарата,
которое определяется из таблиц,
составленных на основании теоретических и
экспериментальных исследований в
зависимости от молекулярно-массового
состава сырья и типа получаемой присадки,
характеризуемой собственной молекулярной
массой.
Сырье дробят на механической дробилке с
получением гранул размером в 3-5 мм.
Полученные гранулы загружают в питательный
бункер в атмосфере азота и оттуда подают в
реактор в атмосфере азота. Поступившие в
реактор гранулы за счет интенсивной
сдвиговой деформации, создаваемой
скоростью вращения роторного аппарата,
безградиентно нагреваются до температуры
деполимеризации и деструктурируются во
всем его объеме с образованием
деполимеризата. Полученный деполимеризат
отводится и выдерживается при температуре
деполимеризации до стабилизации
молекулярно-массовых характеристик.
Примеры конкретного выполнения способа.
Пример 1. Из партии сырья, каучука СКЭП Т-высокомолекулярного
полиолефина эластомера, содержащего
сополимер этилена с пропиленом и диен-винилиденнорборнен,
отбирают порцию и определяют ее
молекулярно-массовый состав известным
методом гель-хроматографии, и оптические
плотности при длине волны 810, 1150 и 4310 см-1,
известным методом ИКС-спектроскопии и по
ним рассчитывают значение отношения а/в·с.
Молекулярная масса отобранной порции
составила 600000, содержание
винилиденнорборнена - 1,2 мас.%. Значение
отношения а/в·с составило 1,4, что говорит о
пригодности сырья для получения полимерных
присадок высокого качества с узким
молекулярно-массовым распределением и
воспроизводимостью свойств. Содержание
винилдиеннорборнена 1,2% повышает
вероятность получения полимерных присадок
высокого качества с узким молекулярно-массовым
распределением и воспроизводимостью
свойств. По априорным данным определяют и
устанавливают скорость вращения роторного
аппарата. Для получения из этого сырья
вязкостной присадки к смазочным маслам
задают роторному аппарату реактора число
оборотов 3500 с-1. Затем сырье дробят на
механической дробилке с получением гранул
размером в 3-5 мм. Полученные гранулы
загружают в питательный бункер в атмосфере
азота и из него в токе азота подают в
реактор. В реакторе поддерживают атмосферу
азота с остаточным давлением 30 мм рт.ст.
Поступившие на вход реактора гранулы за
счет интенсивной сдвиговой деформации,
создаваемой скоростью вращения роторного
аппарата, безградиентно нагреваются до
температуры деполимеризации 380°С и
деструктурируются во всем его объеме с
образованием деполимеризата. Полученный
деполимеризат отбирается и выдерживается
при температуре деполимеризации 380°С до
стабилизации молекулярно-массовых
характеристик.
Характеристики полученного
деполимеризата анализировали методом гель-хроматографии.
Полученный деполимеризат имеет:
загущающую способность - 170%, индекс
вязкости - 55, температуру потери текучести -
16°С, мол. массу 2000, ММР - 2. Такие
характеристики подтверждают получение
продукта, пригодного по своим
характеристикам в качестве вязкостной
присадки к смазочным маслам.
Пример 2. Пример 2 выполняли аналогично
примеру 1 на том же реакторе и из того же
сырья. Изменено число оборотов роторного
аппарата, устанавливают требуемое число
оборотов роторного для получения
депрессорной присадки к дизельным топливам
3000 с-1. Характеристики полученного
деполимеризата анализировали методом гель-хромаографии.
Полученный деполимеризат имеет:
загущающую способность - 170%, индекс
депрессии - 55, температуру потери текучести
- 16°С, мол. массу 7000, ММР - 1,8. Такие
характеристики подтверждают получение
продукта, пригодного по своим
характеристикам в качестве депрессорной
присадки к дизельным топливам.
Пример 3. Пример 3 выполняют аналогично
примеру 1 на том же реакторе. В качестве
сырья используют каучук СКЭП. Значение а/в·с
составило 0,08, что говорит о пригодности
сырья для получения полимерных присадок
высокого качества с узким молекулярно-массовым
распределением и воспроизводимостью
свойств.
Полученный деполимеризат имеет:
загущающую способность - 170%, индекс
вязкости - 50, температуру потери текучести -
16°С, мол. массу 5000, ММР - 1,8. Такие
характеристики подтверждают получение
продукта, пригодного по своим
характеристикам в качестве вязкостной
присадки к смазочным маслам.
В случае "двойного"
этиленпропиленового каучука, т.е. каучука
СКЭП, значение а/в·с близко к 0, т.к. близка к 0
оптическая плотность при длине волны 810 см-1
за счет минимизации двойных связей.
Стабильность воспроизводимости свойств
получаемых присадок, достижения узкого
молекулярно-массового распределения
улучшаются при минимизации значений
отношения а/в·с в заявленном интервале.
Осуществление способа возможно в
атмосфере любой инертной среды, в том числе
инертного газа. В промышленных
технологических процессах традиционной
инертной средой является азот.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения полимерных присадок,
включающий подачу в реактор, содержащий
роторный аппарат для нагрева и термической
деструкции сырья, измельченного
синтетического каучука в атмосфере
инертного газа, нагревание сырья до
температуры деполимеризации и отвод с
последующим выдерживанием полученного
деполимеризата при температуре
деполимеризации в атмосфере инертного газа,
причем температуру деполимеризации
реализовывают роторным аппаратом с
регулируемым числом оборотов, отличающийся
тем, что в качестве сырья используют каучук
СКЭП, содержащий сополимер этилена с
пропиленом, или СКЭПТ, содержащий сополимер
этилена с пропиленом и диеном, при этом
перед подачей отбирают порцию сырья,
определяют молекулярно-массовый состав и
оптические плотности сырья при длине волны
810 см-1, 1150 см-1 и 4310 см-1,
затем рассчитывают значение отношения а/в·с,
где а - оптическая плотность сырья при 810 см-1,
в - оптическая плотность сырья при 1150 см-1,
с - оптическая плотность сырья при 4310 см-1,
и используют сырье, имеющее значение
отношения не более 1,5.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в
качестве сырья используют каучук,
содержащий диен в количестве не более 1,6% от
общей массы сырья.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что
в состав сырья в качестве диена входит
винилиденнорборнен.
Версия для печати
Дата публикации 07.04.2007гг
вверх
|
