Файл: Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 216

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Алюминийорганические

соединения

287

Для извлечения остатков диэтилалюминийхлорида шлам промы­ вают бензином и далее направляют на сжигание или гашение. При соотношении натрий : сесквихлорид = 0,125—1,140 шлам содержит в основном хлористый натрий и поваренную соль. Он легко суспен­ дируется в углеводородах и без затруднений транспортируется по трубопроводам.

Получение диэтилалюминийхлорида по описанному методу не вызывает трудностей. Однако перед реакцией образования сесквихлорида триэтилалюминия алюминиевый порошок необходимо активировать, иначе процесс дол­ гое время не начинается, а начавшись, идет аутокаталитически с выделением большого количества тепла, что приводит к резкому повышению давления в реак­ торе и даже взрыву. Стадия образования диэтилалюминийхлорида протекает более мягко, однако при этом требуется строго контролировать процесс, так как реакция протекает с выделением тепла, и подавать один из компонентов посте­ пенно.

Значительные трудности в этом процессе возникают при отделении твердых примесей (шлама) от раствора диэтилалюминийхлорида. Примеси, как правило, состоят из мелкодисперсных частичек хлористого натрия и легковоспламеня­ ющегося алюминия, которые оседают из реакционной массы очень медленно. Для ускорения осаждения примесей можно проводить грануляцию. Шлам, состоящий из алюминия и комплекса NaCl • А1(С2 Н5)С12 , после стадии грануля­ ции легко осаждается и транспортируется по трубопроводам. Для гашения шлам обрабатывают метиловым спиртом:

АІ + ЗСН3ОН

>• А 1 ( О С Н 3 ) з + 1 , 5 Н 2 0

 

N a C b A l ( C 2 H B ) C l 2 +

C H 3 O H

*• NaCl + А 1 ( О С Н 3 ) С 1 2

+ С 2 Н 6

Для такого метода гашения шлама не требуется специального

оборудования-

Диэтилалюминийхлорид

— бесцветная прозрачная

жидкость (т.

кип. 65—66 °С при 12 мм рт. ст.), хорошо растворимая в органи­ ческих растворителях. Энергично реагирует с гидридами щелоч­ ных металлов — при этом хлор замещается на водород и образуется диэтилалюминийгидрид, являющийся сильным восстановителем. Ди­ этилалюминийхлорид «симметризуется» под действием амальгамы натрия, причем выход образующегося при этом триэтилалюминия почти теоретический. Поэтому получение триэтилалюминия через сесквихлорид триэтилалюминия также является удобным промыш­ ленным методом.

Алкилалюминийхлориды могут быть получены и реакцией хло­ ристого алюминия с соответствующими триалкилпроизводными алю­ миния. Так, взаимодействием триэтилалюминия с хлористым алю­ минием можно получить и диэтилалюминийхлорид и этилалюминийдихлорид:

2А1(С 2 Н 5 ) 3 + А1С13

• 3(С2 Н5 )2 А1С1

А 1 ( С 2 Н 5 ) 3 + 2 А 1 С 1 3

—>• ЗС2 Н5 А1С12

Для этих реакций используют безводный хлористый алюминий и 50—80%-ный раствор триэтилалюминия в бензине. Процесс ведут


288 Гл. 15. Алюминийорганические соединения

в цилиндрическом стальном аппарате, снабженном пропеллерной мешалкой с экранированным электроприводом. Синтез протекает при температуре не выше 60 °С за 2—3 ч. Продукты реакции далее подвергают фильтрованию или дистилляции.

Алкилалюминийхлориды широко применяются как катализаторы в производстве полиэтилена и полипропилена низкого давления, а также при полимеризации диенов и а-олефинов. Алюминийоргани­ ческие соединения, как правило, высокореакционноспособные ве­ щества.

Некоторые

физико-химические свойства

важнейших

алюминий-

триалкилов и

алюминийалкилгалогенидов

приведены

в табл. 41.

Таблица 41. Физико-химические свойства

алюминийтриалкилов

 

и алкилалюминийгалогенидов

 

 

 

 

С о е д и н е н и е

Т . к и п .

 

 

 

°с

 

 

 

 

 

 

 

А 1 ( С Н 3 ) 3 . . .

 

125—126

0,7520

 

 

 

(при 755 мм рт. ст.)

 

А1(С2 Н5 )з . .

 

48-49(1)

0,8370

1,4800

А1(С3 Нт-н)3 .

 

65 (0,1)

 

(при 6,5°С)

 

 

 

А1(С 4 Н 9 - н) 3 .

 

149-150 (3)

 

1,4491

АЦС4Н9- иао)3

 

86 (10)

0,7859

А 1 ( С в Н 1 3 - к ) 3 .

 

105

(10-3)

 

 

[СН 3 А1С1 2 ] 2 .

 

94,5-95(100)

 

 

 

 

т. пл. 72,7 °С

 

 

[(СН3 )а А1С1]2

 

119-121

1,0000

 

[СН 3 А1Вг 2 ] 2 .

 

124—139

 

 

[(СН 3 ) 2 А1Вг] 2

 

(т. пл. 79 °С)

 

 

 

54 (17)

1.0059 Щ ° )

А1(С2 Н5 )2 С1 .

 

125-126 (50)

А1(С 2 Н 5 ) 2 Вг .

 

84,2-85 (3)

 

 

Al(uso - C 4 H 9 ) 2 Cl

 

152 (10)

0,9088

1,4506

 

 

(т. пл. 39,5 °С)

 

 

А1(С2 Н 5 )С1 2 .

 

60-62 (0,5)

 

 

 

 

(т. пл. 30—32 °С)

 

 

Техника безопасности в производстве алюминийорганических соединений

Учитывая специфические свойства алюминийорганических соеди­ нений, а также использование в их производстве водорода, этилена, изобутилена, хлористого этила, натрия, алюминия (мелкодисперс­ ного и активного, который может самовоспламеняться на воздухе), следует считать производство алюминийорганических соединений одним из наиболее пожаро- и взрывоопасных в химической промы­ шленности, и поэтому техника безопасности и противопожарная техника при получении этих веществ играют особую роль.


Алюминийорганические соединения 289

При работе с алюминийорганическими соединениями необходимо: а) не допускать их утечки и контакта с другими реакционно-

способными веществами;

 

 

 

 

б) предусмотреть защиту обслу­

 

живающего персонала

от

возмож­

 

ного

контакта с алюминийоргани­

 

ческими

соединениями;

 

 

 

 

в)

проводить

работы

в

среде

 

инертного газа,

сухого и

очищен­

 

ного

от

кислорода

 

(содержание

 

кислорода не более 0,01

объемн. %,

Вода

содержание влаги не выше 0,1

мз/л).

Аппараты и приборы перед ра­

 

ботой необходимо продувать

 

азо­

 

том до полного

отсутствия кисло­

 

рода. На конце каждой линии для

 

вывода продувочных газов должны

 

быть специальные запорные кла­

 

паны

или гидравлические

затворы

 

со слоем масла высотой 250 мм,

 

чтобы предотвратить

 

подсос

 

воз­

 

духа

в систему.

Кроме того,

для

 

быстрого

сброса

давления

должна

 

быть предусмотрена аварийная

ли­

Масло

ния большого диаметра. Герметич­

 

ность

аппаратуры

достигается в

 

первую

очередь

за

счет

примене­

 

ния

реакторов

с

экранирован­

 

ным

электроприводом

мешалки

 

(рис. 102), погружных

насосов, со­

 

ответствующей запорной арматуры

 

и фланцевых соединений с уплот­

 

нением. Перед началом работы про­

 

водится

тщательная

опрессовка

 

аппаратов и коммуникаций.

 

Рис. 102.

Реактор, снабженный ме­

Трубопроводы для чистых алю-

шалкой с

экранированным электро­

минийтриалкилов должны

быть

приводом.

 

короткими и устанавливаться

та­

 

 

ким образом, чтобы обеспечить свободный и полный сток

продукта

(отсутствие

«карманов» в

трубопроводах, коммуникации

наклонены

в сторону

хранилища).

Трубопроводы для алюминийорганических

соединений следует прокладывать вдали от трубопроводов для воды, пара и других реакционноспособных веществ. В производстве алю­ минийорганических соединений необходимо использовать аппараты без нижних сливов, а передавать продукт из одного аппарата в дру­ гой в этом случае можно с помощью азота через погружные трубы.

19 З а к а з 89


290

 

 

Гл. la.

Алюминийорганические

соединения

 

Для

предотвращения обратного

течения продукта

необходимо

применять

обратные

клапаны. В цехах,

где имеются

алюминий-

органические соединения, не допускается

подводка

коммуникаций с

водой

и

паром. В качестве теплоносителей можно использовать

только

инертные углеводороды (пентан, минеральное масло и др.).

Под

баками

и реакторами должны

быть стоки.

Для

отделения

шлама целесообразно применять высокопроизводительные, полностью герметизированные центрифуги.

В

промышленности

алюминийорганические

соединения

чаще

всего используются в виде растворов, поэтому

важным этапом яв­

ляется

смешение их с

органическими растворителями

(бензол,

гексан, гептан). Хлорированные углеводороды в качестве раство­ рителей не применяются, так как они бурно реагируют с алюминийорганическими соединениями. Смешение алюминийорганических соединений с растворителем можно осуществлять в отдельной емкости или в самом трубопроводе.

Схема для смешения в отдельной емкости приведена на рис. 103. Растворитель подают в смесительную емкость 3 из емкостей 2, а алюминийорганическое соединение — из емкости 5. Смесительная ем­ кость снабжена эжекторами 6. Для осушки растворителя можно применять молекулярные сита; содержание воды после осушки не должно быть более 0,001%. В смесительной емкости следует оставлять небольшую порцию раствора от предыдущей партии, что позволит остаткам воды в свежем растворителе прореагировать с алюминийорганическим соединением. Растворитель из емкости 3 подают затем в емкость 5. После добавки алюминийорганического соединения смесь вновь пропускают через эжекторы 6, что позво­ ляет значительно уменьшить время смешения. В смеси определяют


Алюминийорганические соединения 291

фактическое содержание алюминийорганического соединения, и при необходимости состав смеси корректируют. Готовую смесь подают в рабочую емкость 4.

Схема смешения алюминийорганических соединений с раствори­ телем в трубопроводе приведена на рис. 104. При таком способе смешения скорость ввода алюминийорганического соединения в рас­ творитель регулируют таким образом, чтобы получить требуемую концентрацию раствора.

Преимуществом смешения в отдельной емкости является простота и большая безопасность этой операции, но при смешении в трубопро­ воде значительно сокращается число емкостей для хранения полу­ ченного раствора алюминийорганического соединения.

; Дзот

Рис. 104. Схема смешения алюминийорганического со­ единения с растворителем в трубопроводе:

1 ' — и н д и к а т о р ы у р о в н я ; 2 — е м к о с т ь д л я р а с т в о р и т е л я ; 3 —

е м к о с т ь

д л я с м е с и ; 4 •— емкость

д л я

а л ю м и н и й о р г а н и ч е с к о г о

с о е д и н е н и я ; 5 — т у р б и н н ы е счет­

чи к и ; в — н а с о с ы .

Впроизводстве алюминийорганических соединений для изгото­ вления аппаратов, трубопроводов и арматуры пригодны все основ­ ные марки стали. Свинец и алюминий по отношению к алюминийорганическим соединениям нестойки. Из прокладочных материалов наиболее приемлемыми оказались медь и тефлон; при низких тем­ пературах устойчив к алюминийтриалкилам паронит. Хлопчато­ бумажные, шерстяные и капроновые ткани не выдерживают действия

алюминийорганических соединений даже в среде инертного газа, в то время как керамические материалы по отношению к ним инертны.

Емкости для алюминийорганических соединений перед запол­ нением нужно тщательно осушить, очистить от посторонних примесей, продуть и опрессовать инертным газом. Хранить алюминийоргани­ ческие соединения следует при температуре не. выше 30 °С и при избыточном давлении 0,3—0,5 am; не допускается попадание на ем­ кости прямых солнечных лучей или тепла из других источников.

Чистые алюминийорганические соединения пирофорны (способны самовозгораться) при таких температурах: до 68 °С для триэтилалюминия, до 40 °С для триизобутилалюминий и до 64 °С для

19*