Бутадиен (C₄H₆) является основным и наиболее производимым мономером в мировой индустрии синтетического каучука. На его долю приходится около 75% мирового потребления для изготовления различных типов каучуков, включая полибутадиеновый, бутадиен-стирольный, бутадиен-нитрильный и хлоропреновый. Оставшаяся часть используется в производстве термопластов, пластиков АБС и адипонитрила — ключевого сырья для получения нейлона 6.6. Важно отметить, что рост спроса на бутадиен в последнее время связан не столько с увеличением выпуска синтетического каучука, сколько с расширением производства пластиков АБС и адипонитрила.
Особенности производства изопрена
Изопрен (C₅H₈) стал основой для создания полиизопренового синтетического каучука в СССР. В период 1970–1980 годов производственные мощности по выпуску изопрена достигали 1 млн тонн в год, однако к настоящему времени они сократились до 740 тыс. тонн в год. Структура производства синтетического каучука в России имеет уникальные черты: только здесь сохранилось крупномасштабное производство изопрена, что позволяет даже экспортировать полиизопреновый каучук. Однако этот материал не может полностью заменить натуральный каучук по своим свойствам.
Технологии получения мономеров
В мировой практике бутадиен чаще всего получают из н-бутана или бутан-бутиленовой фракции, а изопрен — из изопентана или изопентан-изоамиленовой фракции. Эти процессы основаны на каталитическом дегидрировании углеводородов по технологии «Катадиен», разработанной компанией «Air Products and Chemicals» (США). Позднее модификации этой технологии были предложены фирмой «ABB Lummus Crest» (США).
Ключевые особенности процесса «Катадиен»
Технология «Катадиен» характеризуется следующими особенностями:
- Одноступенчатая адиабатическая реакция дегидрирования на неподвижном катализаторе, которая проводится в батарее параллельных реакторов.
- Автоматический таймер переключает каждый реактор из режима реакции в режим регенерации катализатора.
- Образовавшаяся реакционная смесь подвергается закалке (резкому охлаждению), затем компримируется, охлаждается и разделяется на компоненты в колоннах низкотемпературной конденсации.
- Катализаторы представляют собой металлосодержащие гранулы с высокой механической прочностью, которые после регенерации повторно загружаются в реакторы.