012273 - 1 - Изобретение относится к процессам очистки

012273
Изобретение относится к процессам очистки синтетических каучуков от серы при одновременном
проведении измерения электропроводности суспензии катализатора для контроля содержания серы в
каучуке.
Известен способ обессеривания раствора синтетического каучука при 20-30°С и атмосферном давлении на скелетном катализаторе, включающем никель, алюминий и хром при следующем составе компонентов катализатора, мас.%: никель 43, алюминий 50, хром 7 (предварительный патент РК № 363, кл.
G 01 N 27/00, 1994).
Известен способ определения содержания серы в растворе синтетического каучука при его каталитическом обессеривании с использованием скелетного катализатора, содержащего никель, алюминий и
хром, включающий измерение электропроводности суспензии катализатора, по которой судят о содержании серы (предварительный патент РК № 363, кл. G 01 N 27/00, 1994).
В указанных способе обессеривания синтетического каучука и способе определения содержания
серы используемый катализатор не позволяет повысить степень очистки каучука от серы, а также ускорить процесс определения содержания серы в растворе каучука.
Задачей изобретения является усовершенствование процесса очистки синтетических каучуков от
серы при одновременном проведении измерения электропроводности суспензии катализатора для контроля содержания серы в растворе каучука.
Технический результат - повышение активности катализатора и степени очистки каучука от серы, а
также ускорение процесса определения содержания серы в растворе каучука - достигается тем, что в способе обессеривания синтетического каучука на скелетном катализаторе, включающем никель и алюминий, согласно изобретению обессеривание осуществляют на скелетном катализаторе, дополнительно
включающем молибден, при следующем составе катализатора, мас.%: никель 35-46, алюминий 45-50,
молибден - остальное.
Проводят измерение электропроводности суспензии катализатора для контроля содержания серы в
растворе синтетического каучука.
При обессеривании раствора синтетического каучука на скелетных катализаторах происходит увеличение сопротивления системы. Окончанию процесса обессеривания соответствует неизменность значения электросопротивления суспензии катализатора. Использование предлагаемого способа позволяет
производить определение содержания серы в процессе каталитической сероочистки при комнатной температуре и атмосферном давлении без использования сложных и дорогостоящих приборов, вредных реагентов и в короткий срок - в течение 5-25 мин.
В способе обессеривания синтетического каучука на скелетном катализаторе в соответствии со вторым вариантом, согласно изобретению, обессеривание осуществляют на скелетном катализаторе, включающем кобальт и молибден, при следующем составе катализатора, мас.%: кобальт 35-46, алюминий 4550, молибден - остальное.
При этом проводят измерение электропроводности суспензии катализатора для контроля содержания серы в растворе синтетического каучука.
Включение в состав катализатора молибдена и кобальта способствует росту активности катализатора при обессеривании каучуков. Это повышает скорость очистки каучука от серы, а также позволяет ускорить процесс определения содержания серы в растворе синтетического каучука и повысить точность
анализа.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен график влияния концентрации остаточной серы в бутадиен-нитрильном каучуке на скорость его гидрирования; на фиг. 2 - график зависимости сопротивления суспензии никель-алюминий-молибденового катализатора от концентрации серы в
растворе ДСТ 30-01.
Способ осуществляют следующим образом.
Пример 1.
Готовят скелетный катализатор, для чего берут никель в количестве 40 мас.%, алюминий в количестве 50 мас.% и молибден в количестве 10 мас.%. Сплавляют их, полученный сплав измельчают, отбирают фракцию 0,1-0,25 мм и выщелачивают 20%-ным гидроксидом натрия на кипящей водяной бане в
течение 1-2 ч. Полученный скелетный катализатор отмывают водой от щелочи до нейтральной реакции,
удаляют воду растворителем, например ацетоном. В реактор вводят 0,67 г бутадиен-нитрильного каучука
в 30 мл метилэтилкетона и 0,5 скелетного никель-алюминий-молибденового катализатора, вытесняют
воздух, промывают водородом и встряхивают при температуре 20°С и атмосферном давлении, при этом
происходит связывание серы никелем. Через определенный промежуток времени встряхивание прекращают, отбирают пробу и анализируют химическим методом. Одновременно при остановке производят
замер электросопротивления системы при помощи двух платиновых проволочных электродов, впаянных
в реактор, и моста переменного тока. Затем встряхивание продолжают с периодическими остановками
через несколько минут и замером электросопротивления, а также химическим анализом отобранных
проб, вплоть до установления постоянного значения электросопротивления.
На основании полученных данных делают вывод о прекращении реакции сероочистки. Строят калибровочную кривую в координатах «электросопротивление-содержание серы». По ходу реакции с
-1-
012273
уменьшением содержания серы в каучуке электросопротивление возрастает (результаты представлены в
таблице). Имея калибровочную кривую, можно определить концентрацию серы в растворе синтетического каучука в данный момент для других аналогичных опытов по единичному замеру электросопротивления, не проводя химического анализа.
Пример 2.
Способ осуществляют по примеру 1, но используют катализатор, содержащий, мас.%: кобальт 40,
алюминий 45, молибден 15 и обессеривают раствор бутадиен-стирольного каучука.
Данные величины сопротивления и содержания серы при использовании никель-алюминиймолибденового катализатора и кобальт-алюминий-молибденового катализатора при проведении процесса каталитического обессеривания представлены в таблице.
Обессеривание раствора каучука проводят при температуре 20-30°С и атмосферном давлении.
Использование указанных составов катализаторов позволяет снизить содержание серы в исходном
каучуке с 0,07 до 0,001%, т.е. более чем на порядок. В результате этого при последующем гидрировании
каучука катализатор не отравляется серой и процесс гидрирования протекает с высокой скоростью, сокращается время гидрирования и увеличивается степень гидрирования. Срок службы катализатора повышается в несколько раз и он может быть использован без потери активности многократно.
Необходимость обессеривания синтетического каучука подтверждается графиком влияния концентрации остаточной серы в бутадиен-нитрильном каучуке на скорость его гидрирования (фиг. 1), где по
оси абсцисс обозначено содержание серы, а по оси ординат - скорость гидрирования каучука на катализаторе, включающем палладий (1%) и молибден (0,01 %), нанесенных на карбонат магния. Как видно из
графика, при увеличении содержания серы скорость гидрирования падает.
Зависимость сопротивления суспензии никель-алюминий-молибденового катализатора от концентрации серы в растворе синтетического каучука представлена на фиг. 2, где по оси абсцисс обозначена
концентрация серы, а по оси ординат - величина сопротивления.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ обессеривания раствора синтетического каучука при 20-30°С и атмосферном давлении на
скелетном катализаторе, включающем никель и алюминий, отличающийся тем, что обессеривание осуществляют на скелетном катализаторе, дополнительно включающем молибден, при следующем составе
катализатора, мас.%:
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят измерение электропроводности суспензии катализатора для контроля содержания серы в растворе синтетического каучука.
3. Способ обессеривания раствора синтетического каучука при 20-30°С и атмосферном давлении на
скелетном катализаторе, отличающийся тем, что обессеривание осуществляют на скелетном катализаторе, включающем кобальт и молибден, при следующем составе катализатора, мас.%:
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что проводят измерение электропроводности суспензии катализатора для контроля содержания серы в растворе синтетического каучука.
-2-
012273
Фиг. 1
Фиг. 2
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-3-