Métodos de Producción de las materias primas
Obtención del Butadieno
Se obtiene principalmente a partir de los gases del petróleo según diferentes procesos.
El primero se basa en el cracking térmico del petróleo, aumentando la temperatura y disminuyendo la presión de manera de mejorar el rendimiento de Butadieno como producto.
El más utilizado en la actualidad, se fundamenta en la deshidrogenación catalítica del Butano o del Butileno. En el caso de emplear butano se deshidrogena primero a butileno y después a Butadieno:
C4H10 C4H8 + H2 (paso 1)
C4H8 CH2=CH-CH=CH2 + H2 (paso 2)
En ambos casos el producto obtenido a de purificarse a través del agregado de un agente de eliminación que forma una mezcla de ebullición constante con el Butadieno disminuyendo la volatilidad de este ultimo respecto de sus impurezas. Este método permite obtener un producto con un 99% de pureza. No obstante la extracción por disolvente parece ser el método con mejor rendimiento. El disolvente utilizado en esta técnica es el furfural.
Es posible también, obtener Butadieno a partir de alcohol etílico por medio de la conversión catalítica:
C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2
El proceso europeo utiliza acetaldehído como materia prima, el cual forma Aldol y por hidrogenación se obtiene el 1,3-butileno glicol que por deshidratación de butadieno.
El proceso americano fabrica butadieno partiendo de alcohol etílico. El alcohol se oxida cataliticamente a acetaldehído, y éste reacciona en caliente con más alcohol en presencia de un catalizador para formar el butadieno:
C2H5OH + AIRE CH3CHO + H2O
CH3CHO + C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + H2O
Obtención del Estireno
También llamado vinilbenceno, se prepara a partir del benceno y acetileno mediante la reacción de Friedel-Crafts. El etilbenceno obtenido se deshidrogena por su mezcla con vapor a 800 ºC , en presencia de un catalizador de bauxita:
Métodos de Producción del Caucho SBR
A continuación se encuentra un cuadro comparando las propiedades de cauchos SBR obtenidos por ambos procesos:
Las proporciones respectivas de butadieno y estireno en el copolímero son de aproximadamente 75 y 25% en peso para un caucho SBR Sintético. Este tipo de goma es fabricado mediante dos tipos de procesos industriales:
Procesos en los cuales la polimerización se lleva a cabo por medio de radicales libres en emulsión en agua y a baja temperatura (polimerización en emulsión en frío). Notar que el método de polimerización en caliente (goma caliente) que usaba persulfatos como iniciadores, se descartó en favor de la polimerización en frío, que se difundió con la adopción de sistemas redox
Procesos de polimerización en solución aniónica.
A continuación se encuentra un cuadro comparando las propiedades de cauchos SBR obtenidos por ambos procesos:
Propiedades Emulsión en Frío Solución
Resistencia a la tensión (Kg/cm2) 211 227
Elongación a la rotura (%) 380 470
Módulo (300%) (Kg/cm2) 155 137
Resistencia al desgarro (lb/in a 20ºC) 320 310
Procesos de Emulsión en Frío
Esta es la técnica más usada, y representa el 90% de la capacidad de producción mundial. Todos los procesos son continuos y generalmente están altamente automatizados. Tienen la capacidad de producir muchos tipos de SBR.
Los licenciatarios del proceso son Firestone Tire and Rubber Company (Compañía Firestone de Neumáticos y Goma, USA), Goodrich (USA), Polymer Corporation (Canadá), e International Synthetic Rubber (Goma Sintética Internacional, Reino Unido).
Cada instalación posee cuatro secciones:
Preparación de reactivos
Polimerización.
Recuperación de monómeros.
Coagulación y secado de goma.
Preparación de reactivos
Los monómeros son tratados con soda cáustica en tanques agitados para remover los inhibidores de polimerización usados para el transporte y almacenamiento de monómeros. A continuación los efluentes son lavados con agua para remover cualquier vestigio de cáustica. Los dos monómeros, parte de los cuales representa la corriente de reciclaje luego de la reacción, son mezclados en proporciones en peso de butadieno/estireno de 3 a 1.
Se usan tanques de peso y de preparación para preparar las diferentes emulsiones y soluciones requeridas para las secciones de reacción o bien de acabado del producto.
Solución de jabón
Este es usado como provisión emulsificadora. Su composición depende del tipo de producto final deseado. Usualmente es una solución de jabón de ácidos grasos o sales ácidas carboxílicas, tales como ácido versático o ácido benzoico.
Iniciador
Todos los procesos usan sistemas redox. Como agente reductor frecuentemente se utiliza sulfoxilato de sodio. El agente oxidante es hidroperóxido de cumeno o, preferentemente, hidroperóxido de paramentano, que permite velocidades de reacción mayores, dada su capacidad para descomponerse rápidamente. El quelatante es sulfato ferroso.
Terminación abrupta
En la abrumadora mayoría de los casos, la conversión de monómeros es menor del 65%, dado que la elevada conversión causa una transformación parcial del polímero en gel. Para garantizar una calidad uniforme del producto, la reacción se detiene apenas se alcanza la conversión deseada. Se usan varios inhibidores en solución, tales como dimetilditiocarbamato de sodio.
Estabilizadores
Estos son emulsiones que se agregan al látex antes de la coagulación para prevenir la degradación por oxidación y el entrecuzamiento del polímero durante las operaciones de acabado y almacenamiento. Se usan varios estabilizadores, incluyendo N-fenil alfa-naftilamina (Neozona D, PBNA, 2246, o Ac-5 ).
Coagulantes
La polimerización genera un látex, es decir una masa viscosa en emulsión. Si se desea un elastómero sólido, el látex debe ser coagulado mediante el agregado de sustancias químicas. El coagulante principal es una solución de cloruro de sodio conteniendo ácido sulfúrico.
Reguladores del peso molecular
El peso molecular del producto final se regula mediante mecaptanes como dodecil mercaptán, que ayuda a limitar el peso molecular originando transferencias de cadenas.
Obtención del Butadieno
Se obtiene principalmente a partir de los gases del petróleo según diferentes procesos.
El primero se basa en el cracking térmico del petróleo, aumentando la temperatura y disminuyendo la presión de manera de mejorar el rendimiento de Butadieno como producto.
El más utilizado en la actualidad, se fundamenta en la deshidrogenación catalítica del Butano o del Butileno. En el caso de emplear butano se deshidrogena primero a butileno y después a Butadieno:
C4H10 C4H8 + H2 (paso 1)
C4H8 CH2=CH-CH=CH2 + H2 (paso 2)
En ambos casos el producto obtenido a de purificarse a través del agregado de un agente de eliminación que forma una mezcla de ebullición constante con el Butadieno disminuyendo la volatilidad de este ultimo respecto de sus impurezas. Este método permite obtener un producto con un 99% de pureza. No obstante la extracción por disolvente parece ser el método con mejor rendimiento. El disolvente utilizado en esta técnica es el furfural.
Es posible también, obtener Butadieno a partir de alcohol etílico por medio de la conversión catalítica:
C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2
El proceso europeo utiliza acetaldehído como materia prima, el cual forma Aldol y por hidrogenación se obtiene el 1,3-butileno glicol que por deshidratación de butadieno.
El proceso americano fabrica butadieno partiendo de alcohol etílico. El alcohol se oxida cataliticamente a acetaldehído, y éste reacciona en caliente con más alcohol en presencia de un catalizador para formar el butadieno:
C2H5OH + AIRE CH3CHO + H2O
CH3CHO + C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + H2O
Obtención del Estireno
También llamado vinilbenceno, se prepara a partir del benceno y acetileno mediante la reacción de Friedel-Crafts. El etilbenceno obtenido se deshidrogena por su mezcla con vapor a 800 ºC , en presencia de un catalizador de bauxita:
Métodos de Producción del Caucho SBR
A continuación se encuentra un cuadro comparando las propiedades de cauchos SBR obtenidos por ambos procesos:
Las proporciones respectivas de butadieno y estireno en el copolímero son de aproximadamente 75 y 25% en peso para un caucho SBR Sintético. Este tipo de goma es fabricado mediante dos tipos de procesos industriales:
Procesos en los cuales la polimerización se lleva a cabo por medio de radicales libres en emulsión en agua y a baja temperatura (polimerización en emulsión en frío). Notar que el método de polimerización en caliente (goma caliente) que usaba persulfatos como iniciadores, se descartó en favor de la polimerización en frío, que se difundió con la adopción de sistemas redox
Procesos de polimerización en solución aniónica.
A continuación se encuentra un cuadro comparando las propiedades de cauchos SBR obtenidos por ambos procesos:
Propiedades Emulsión en Frío Solución
Resistencia a la tensión (Kg/cm2) 211 227
Elongación a la rotura (%) 380 470
Módulo (300%) (Kg/cm2) 155 137
Resistencia al desgarro (lb/in a 20ºC) 320 310
Procesos de Emulsión en Frío
Esta es la técnica más usada, y representa el 90% de la capacidad de producción mundial. Todos los procesos son continuos y generalmente están altamente automatizados. Tienen la capacidad de producir muchos tipos de SBR.
Los licenciatarios del proceso son Firestone Tire and Rubber Company (Compañía Firestone de Neumáticos y Goma, USA), Goodrich (USA), Polymer Corporation (Canadá), e International Synthetic Rubber (Goma Sintética Internacional, Reino Unido).
Cada instalación posee cuatro secciones:
Preparación de reactivosPolimerización.
Recuperación de monómeros.
Coagulación y secado de goma.
Preparación de reactivos
Los monómeros son tratados con soda cáustica en tanques agitados para remover los inhibidores de polimerización usados para el transporte y almacenamiento de monómeros. A continuación los efluentes son lavados con agua para remover cualquier vestigio de cáustica. Los dos monómeros, parte de los cuales representa la corriente de reciclaje luego de la reacción, son mezclados en proporciones en peso de butadieno/estireno de 3 a 1.
Se usan tanques de peso y de preparación para preparar las diferentes emulsiones y soluciones requeridas para las secciones de reacción o bien de acabado del producto.
Solución de jabón
Este es usado como provisión emulsificadora. Su composición depende del tipo de producto final deseado. Usualmente es una solución de jabón de ácidos grasos o sales ácidas carboxílicas, tales como ácido versático o ácido benzoico.
Iniciador
Todos los procesos usan sistemas redox. Como agente reductor frecuentemente se utiliza sulfoxilato de sodio. El agente oxidante es hidroperóxido de cumeno o, preferentemente, hidroperóxido de paramentano, que permite velocidades de reacción mayores, dada su capacidad para descomponerse rápidamente. El quelatante es sulfato ferroso.
Terminación abrupta
En la abrumadora mayoría de los casos, la conversión de monómeros es menor del 65%, dado que la elevada conversión causa una transformación parcial del polímero en gel. Para garantizar una calidad uniforme del producto, la reacción se detiene apenas se alcanza la conversión deseada. Se usan varios inhibidores en solución, tales como dimetilditiocarbamato de sodio.
Estabilizadores
Estos son emulsiones que se agregan al látex antes de la coagulación para prevenir la degradación por oxidación y el entrecuzamiento del polímero durante las operaciones de acabado y almacenamiento. Se usan varios estabilizadores, incluyendo N-fenil alfa-naftilamina (Neozona D, PBNA, 2246, o Ac-5 ).
Coagulantes
La polimerización genera un látex, es decir una masa viscosa en emulsión. Si se desea un elastómero sólido, el látex debe ser coagulado mediante el agregado de sustancias químicas. El coagulante principal es una solución de cloruro de sodio conteniendo ácido sulfúrico.
Reguladores del peso molecular
El peso molecular del producto final se regula mediante mecaptanes como dodecil mercaptán, que ayuda a limitar el peso molecular originando transferencias de cadenas.
Manufacturer rubber SBR
Methods of Production of raw materials Obtaining Butadiene It is obtained mainly from gas oil according to different processes. The first basa in the thermal cracking of petroleum, increasing the temperature and reducing pressure so as to improve the performance of Butadiene as a product. The most commonly used at present is based on the catalytic dehydrogenation of Butane or butylene. In the case of using butane are dehydrogenation first butylene and then Butadiene: C4H10 C4H8 + H2 (step 1) C4H8 CH2 = CH-CH = CH2 + H2 (step 2) In both cases the product obtained from purified through the addition of an agent disposal forming a mixture of constant boiling with Butadiene reducing the volatility of the latter in respect of their impurities. This method allows for a product with a 99% purity. However solvent extraction method appears to be the best performing. The solvent used in this technique is the furfural. You may also obtain Butadiene from ethyl alcohol by catalytic conversion: C2H5OH CH2 = CH-CH = CH2 + H2O + H2 The European process acetaldehyde used as raw material, which form Aldol and hydrogenation is obtained by the 1.3-butylene glycol that butadiene by dehydration. The process produces American butadiene from ethyl alcohol. Alcohol is oxidized catalytic acetaldehyde, which reacts with hot more alcohol in the presence of a catalyst to form the butadiene: C2H5OH Aires CH3CHO + + H2O CH3CHO + C2H5OH CH2 = CH-CH = CH2 + H2O Obtaining Styrene Also called vinilbenceno, is prepared from benzene and acetylene by the reaction of Friedel-Crafts. The ethylbenzene dehydrogenation was obtained by mixing with steam at 800 ° C in the presence of a catalyst bauxite: Rubber Production Methods SBR Below is a table comparing the properties of rubber SBR obtained by two processes: The respective proportions and styrene butadiene copolymer are in approximately 75 and 25% by weight for a synthetic rubber SBR. This type of rubber is produced by two types of industrial processes: Processes in which the polymerisation is carried out by means of free radicals in emulsion in water and low temperature (in emulsion polymerization cold). Note that the method of curing hot (hot rubber) that persulphates used as initiators, was discarded in favor of curing cold, which was broadcast by adopting systems redox Polymerization processes in anionic solution. Below is a table comparing the properties of rubber SBR obtained by two processes: Properties Emulsion Cold Solution Resistance to tension (Kg/cm2) 211 227 Elongation to break (%) 380 470 Module (300%) (Kg/cm2) 155 137 Resistance to tear (lb / in a 20 º C) 320 310 Processes Emulsion Cold This is the most widely used technique, accounting for 90% of production capacity worldwide. All processes are continuing and are usually highly automated. They have the ability to produce many types of SBR. Licensees are in the process Firestone Tire and Rubber Company (Company Firestone Tire and Rubber, USA), Goodrich (USA), Polymer Corporation (Canada), and International Synthetic Rubber (Synthetic Rubber International, United Kingdom). Each installation has four sections: Preparation of reagents Polymerization. Recovery of monomers. Coagulation and dried beans. Preparation of reagents The monomers are treated with caustic soda in stirred vessels to remove polymerization inhibitors used for transportation and storage of monomers. Then effluents are washed with water to remove any trace of caustic. The two monomers, part of which represents the flow of recycling after the reaction, are mixed in proportions by weight of butadiene / styrene of 3 to 1. They are used tanks and weight of preparation to prepare different emulsions and solutions required for sections of reaction or finished product. Settlement of soap This provision is used as emulsification. Its composition depends on the type of final product desired. Is usually a solution of soap or fatty acid salts carboxylic acids, such as acid or versático benzoic acid. Home All processes use redox systems. As reducing agent often used sulphoxylates sodium. The oxidizing agent is cumene hydroperoxide, or, preferably, of paramentano hydroperoxide, which allows greater speeds of reaction, given its ability to rapidly decompose. The chelating agent is ferrous sulfate. Completion abrupt In the overwhelming majority of cases, the conversion of monomers is less than 65% since the high conversion causes a partial conversion of the polymer gel. To ensure uniform quality of the product, the reaction stops barely reaches the desired conversion. Several inhibitors are used in solution, such as dimetilditiocarbamato sodium. Stabilizers These emulsions are being added to latex before coagulation to prevent degradation by oxidation and entrecuzamiento polymer during the finishing operations and storage. They are used several stabilizers, including phenyl-N alpha-naphthylamine (D Neozona, PBNA, 2246, or C-5). Coagulants The polymerization generates a latex, that is a mass viscose in emulsion. If you want a solid rubber, latex should be coagulated by the addition of chemicals. The main coagulant is a sodium chloride solution containing sulfuric acid. Regulators molecular weight The molecular weight of the final product is regulated by mecaptanes as dodecyl mercaptans, which helps limit the molecular weight chains causing transfers.
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