Полиметилены

Методика проведения синтеза

Для синтеза полиметиленов гидрированием СО на рутении приме­няли различные методики. Помимо учета обычных требований к синтезу Фишера — Тропша, которые, в частности, касаются эффек­тивного отвода большого количества тепла при возможно более постоянной температуре, необходимо учитывать образование высо­комолекулярных продуктов, протекающее при высоких давлениях, например при 100 МПа. Синтез проводили непрерывно или пе­риодически, в системах с растворителями (или суспензионными средами) либо без них. Вполне приемлемым способом при промыш­ленном осуществлении реакции следует считать непрерывный режим при постоянной экстракции образующихся полиметиленов циркулирующим растворителем.

Первоначально синтез при высоком давлении [4] проводили при 200°С в реакторе со стационарным слоем рутениевого катализа­тора и без растворителя, причем образующийся парафин накапливали в расплавленном виде в сепараторе (рис. 179). Однако при переходе на более низкие температуры (100—120°С), благоприятные для образования высокомолекулярных продуктов, возникли определенные трудности. С одной стороны, температура плавления большей части образующегося продукта превышает 130 °С (т. е. температуру синтеза), в связи с чем удельное превращение СО сни­жается, что частично обусловлено блокированием катализатора высокомолекулярными продуктами. С другой стороны, понижение температуры благоприятствует образованию летучих карбонилов рутения, что уменьшает активность катализатора и приводит к отложению коррозионно-активных  веществ в дроссельном вентиле.

Большинство опытов по синтезу полиметиленов проведено в ав­токлавах высокого давления; например, так изучали влияние рас­творителей и различных способов перемешивания [15, 16]. При работе с водными суспензиями рутениевых катализаторов оказалось возможным в качестве исходного газа применять только оксид углерода, который, реагируя с водой, превращается в парафинов вые углеводороды [10].

Установка непрерывного синтеза с одновременной экстракцией катализатора нонаном изображена на рис. 180 [19]. Рутениевый катализатор, нанесенный на оксид алюминия, располагали в реак­торе стационарным слоем. Газообразные продукты проходили че­рез реактор однократно снизу вверх. Остаточный газ выводили из верхней части аппарата с помощью вентиля тонкой регулировки. Свежий экстрагент (растворитель) вводили в нижнюю часть реак­тора, а выводили снизу (вместе с образовавшимися полиметиленами) и собирали в сепараторе. Из нижней части сепаратора выво­дили полиметилены. Растворитель через промежуточный сборник возвращали в цикл насосом. По такой схеме вели синтез при 120 °С и 100 МПа в течение 4,5 мес и более без существенного сниже­ния активности катализатора.

 

Непрерывная установка синтеза полиметиленов

 

Рис. 179. Непрерывная установка синтеза полиметиленов при высоком давлении на стационарном слое рутениевого катализатора в газовой фазе:

1 — реактор;   2—дроссельный  вентиль;   3—стадия   конденсации   и    адсорбции;    4—газовый счетчик; 5—сепаратор.

Рис. 180. Непрерывная установка синтеза полиметиленов с циркуляцией раство­рителя:

1 — реактор; 2—циркуляционный насос; 3—промежуточный сборник; 4—сепаратор.