Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
Выделяющийся при этом хлористый водород необходимо нейтрализовать во избежание протекания обратимой реакции образования хлорэфиров титана:
Т1(ОС4Нв)4+2НС1 ^± (С4Н90)аТ1С12 + 2С4НвОН
Для нейтрализации хлористого водорода в реакционную массу вводится газообразный аммиак.
Исходное сырье: четыреххлористый титан (не менее 99% ТЮ14), бутиловый спирт (т. кип. 116,5-118,5 °С; ?1° = 0,809-0,810; п*? = 1,3993—1,3995) и газообразный аммиак.
Процесс производства тетрабутоксититана состоит из трех основных стадий: этерификации четыреххлористого титана бутиловым спиртом; нейтрализации хлористого водорода аммиаком; упаривания избытка бутилового спирта и фильтрования готового продукта. Принципиальная технологическая схема производства тетрабутоксититана приведена на рис. 109.
Всю аппаратуру перед началом процесса тщательно промывают бутиловым спиртом. Этерификацию ведут в реакторе 6, снабженном рубашкой и мешалкой. Сначала в реактор загружают бутиловый спирт, затем включают мешалку, в рубашку аппарата дают охла-
304
Гл. 16. Титанорганические соединения
задающий рассол и начинают медленно подавать четыреххлористый титан. Во время подачи четыреххлористого титана температура в реакторе не должна повышаться сверх 30 °С и не должно подниматься давление паров. При температуре выше 30 °С и давлении паров выше атмосферного нужно замедлить подачу четыреххлористого титана или прекратить ее совсем и возобновить лишь после снижения температуры реакционной массы до 20 °С. После подачи всего четыреххлористого титана реакционную массу перемешивают еще 1,5—2 ч при непрерывном охлаждении реактора рассолом.
Бутиловый
Рис. 109. Схема производства тетрабутоксититана:
I — колонна с натронной известью; 2 — колонна с едким натром; 3,10 — холодильники; 4,5 — мерники; 6 — реактор; 7, 12 — нутч-фильтры; 8 — сборник; 9— вакуум-отгонный куб;
II — приемник; 13 — емкость.
Обычно для этерификации четыреххлористого титана берут большой избыток бутилового спирта (10—12 моль С4Н9ОН на 1 моль Т!С14), так как в противном случае возможно образование промежуточных продуктов замещения — хлорэфиров титана, т. е. реакция замещения может не пойти до конца. При взаимодействии четыреххлористого титана и бутилового спирта выделяется хлористый водород, для нейтрализации которого в реакционную массу при непрерывном перемешивании пропускают сухой аммиак. Для обезвоживания и осушки аммиак предварительно пропускают через колонну 1 с натронной известью и колонну 2 с едким натром. При нейтрализации температура реакционной смеси не должна превышать 30 °С, а давление паров должно быть равным 1 ат. При повышении температуры и давления необходимо уменьшить подачу аммиака; если температура и даЕлоние все же повышаются, следует прекратить подачу аммиака до восстановления заданных параметров.
Процесс нейтрализации считается в основном законченным, если температура реакционной массы при пропускании аммиака
Титанорганические соединения
305
начинает снижаться. После этого реакционную массу перемешивают еще 2 ч, пропуская через нее аммиак. По окончании нейтрализации массу сливают на нутч-фильтр 7 и фильтруют при избыточном давлении не выше 0,7 ат. Хлористый аммоний промывают бутиловым спиртом, подаваемым из мерника 4 через реактор. Фильтрат (раствор тетрабутоксититана в бутиловом спирте) собирается в промежуточный сборник 8 и оттуда поступает в вакуум-отгонный куб 9.
Рис. 110. Макет установки по производству тетрабутоксититана непрерывным методом.
В этом аппарате при 80—90 °С и остаточном давлении 260—160 мм рт. ст. отгоняется весь бутиловый спирт. Он конденсируется в холодильнике 10 и собирается в приемнике 11, откуда его возвращают в производство. Конец отгонки определяют по коэффициенту преломления; у готового продукта — тетрабутоксититана — коэффициент преломления должен быть 1,4800—1,5050.
Тетрабутоксититан из вакуум-отгонного куба поступает на нутч-фильтр 12, где отфильтровывается от остатка хлористого аммония и механических примесей. Отфильтрованный продукт из нутч-фильтра собирается в емкости 13. •
Производство тетрабутоксититана можно осуществить и непрерывным способом. Макет установки по непрерывному способу полу-
20 Заказ 89
306
Гл. 16. Титанорганические соединения
чения тетрабутоксититана приведен на рис. 110, а технологическая схема производства тетрабутоксититана непрерывным методом — на рис. 111. Получение тетрабутоксититана непрерывным способом осуществляется в две стадии с применением аммиака в качестве акцептора хлористого водорода.
В колонну 3 для частичной этерификации подают четыреххло-ристый титан из мерника 2. После заполнения колонны примерно на 1/ь, не прекращая подачи четыреххлористого титана, вводят бутиловый спирт из мерника 1 с такой скоростью, чтобы температура
Бутиловый спирт
На улавливание
в колонне не поднималась выше 70 °С. Выделяющийся в ходе реакции хлористый водород через холодильник 4 и ловушку 5, заполненную бутиловым спиртом, идет на поглощение. Частично этерифицированный продукт — дибутоксидихлорти-тан — из колонны поступает в промежуточную емкость 7; туда же из мерника 6 подают бутиловый спирт. Из емкости 7 смесь поступает в барботажную колонну 8 для завершения этерификации; реакция идет в присутствии аммиака как акцептора хлористого водорода.
