Чистота этилена и хлористого алюминия, температурный режим процесса полимеризации
Для получения хороших выходов высококачественного масла СС-906 минимальная концентрация газа должна быть не менее 98%, желательно 99% и выше. В газе должны полностью отсутствовать кислород, углекислота и другие кислородсодержащие соединения; содержание окиси углерода не должно превышать 0,005%, содержание воды - 200 мг на 1м³ этилена.
Хлористый алюминий используется возогнанный в количестве 6-8% на получающееся масло. В хлористом алюминии должно содержаться не более 2-3% невозгоняющегося остатка, так как с увеличением этого остатка уменьшаются выходы масла и понижается его индекс вязкости (невозгоняющийся осадок состоит из окиси и гидроокиси алюминия).
Наличие примесей железа также вызывает понижение индекса вязкости масла, но одновременно понижается и температура застывания масла. Поэтому предпочитают работать с алюминием, содержащим 1,5-3,0% железа. Содержание четыреххлористого титана, сопутствующего обычно хлористому алюминию, ограничивается 0,5-1%, так как при большем количестве его фильтрование полимеризата очень затруднено.
Температурный режим процесса полимеризации. Реакция полимеризации этилена - цепная реакция с большим положительным тепловым эффектом, протекающая с большой скоростью. Поэтому в процессе полимеризации необходимо отводить выделяющееся при реакции тепло, чтобы поддерживать температурный режим процесса постоянным. Однако в начале реакции полимеризации трудно отвести все выделяющееся тепло, и температура в реакторе обычно значительно повышается. Чем больше загружено в реактор этилена, чем чище этилен и хлористый алюминий, тем быстрее идет реакция и тем значительнее повышается температура в начале полимеризации. К моменту начала полимеризации содержимое реактора нагревают до 120-130С, затем температура произвольно быстро повышается до 170С , если в реактор загружен этилен до давления 12-15 ати, и до 220, если давление этилена при загрузке составляло 20-30 ати.
Такое повышение температуры при полимеризации даже на короткий срок заметно влияет на качество получающегося масла. Чем выше максимальная температура полимеризации, тем выше индекс вязкости, выше температура застывания и ниже вязкость получающегося масла. Так, при повышении температуры полимеризации до 220С получается масло вязкостью 61 сст и с индексом вязкости 108-112; при повышении температуры до 170С вязкость масла при 98,9С уменьшается до 22 сст, а индекс вязкости возрастает до 115.
Масла, получающиеся в процессе, когда повышение температуры достигает 200-220С (масла СС-903), по свойствам превосходят масла, получающиеся в процессе, когда повышение температуры достигает всего 160-170С (масла СС-906).
Однако проведение полимеризации при 200-220С значительно труднее, чем при 160-170С; сложнее и обработка полимеризата. Кроме того, исходный этилен для получения масла СС-903 должен быть значительно чище, чем для масла СС-906. Наконец, процесс при 160-170С в промышленных масштабах может осуществляться в реакторах из обычных марок стали, а при 200-220С необходимы специальные сорта стали.
Все это привело к тому, что в промышленных масштабах получают преимущественно масла СС-906 и СС-908. Вместо с тем оказалось возможным на основе масел СС-906 и СС-908 получать с минеральными маслами композиции, равноценные по качествам маслу СС-903.
