Способ получения ненасыщенного димера -метилстирола

 

Использование: в качестве регуляторов роста полимерной цепи производства пластмасс. Сущность изобретения: a-метилстирол димеризуют при температуре 30-40oC в присутствии 70-75% серной кислоты и 0,01-0,03% вес. по отношению к мономеру сульфата железа или смеси сульфатов железа, хрома, меди и никеля при скорости дозирования их с серной кислотой 0,07-0,15 об. ч./час при обеспечении поддержания скорости конверсии мономера в пределах 12-28% в час.

Изобретение относится к способам получения ненасыщенных димеров -алкилстирола, в частности a-метилстирола, которые можно использовать в качестве регуляторов роста полимерной цепи производства пластмасс.

Известен способ получения ненасыщенного димера a-метилстирола путем его димеризации в присутствии 70-76%-ной серной кислоты при 25-40 град. С, объемном соотношении кислоты к исходному продукту 1:100 и при непрерывном равномерном дозировании кислоты в реакционную смесь со скоростью 0,13-0,25 объема в 1 час в течение всего процесса димеризации. Полноту димеризации определяют по коэффициенту рефракции 1,5685-1,5715, а выход ненасыщенного димера a-метилстирола по бромному числу.

Недостатками этого способа являются низкий выход ненасыщенного димера, который по бромному числу составляет 96-98% а при использовании современного хроматографического метода выход ненасыщенного димера еще ниже за счет примесей других ненасыщенных соединений. Кроме того, проведение димеризации в пределах заявленного режима приводит к получению продукта с большим разбросом по составу и свойствам.

Задачей предлагаемого способа является увеличение выхода ненасыщенного димера и повышение однородности готового продукта по составу и свойствам за счет целенаправленного регулирования процесса димеризации.

Данная задача решается за счет димеризации в присутствии сульфата железа или смеси сульфатов железа, хрома, меди и никеля в количестве 0,01-0,03 вес. к мономеру, позволяющей регулировать скорость конверсии мономера в пределах 12-28% в час при варьировании температуры процесса и скорости дозировки кислоты.

Предложенный способ получения димера позволяет увеличить выход ненасыщенного димера a-метилстирола, в несколько раз уменьшается разброс показателей по составу при поддержании режима в заданных пределах, улучшаются качественные характеристики.

Указанный эффект достигается за счет того, что в отличие от известного способа в предложенном способе димеризация проводится в присутствии FeSOa или смеси сульфатов металлов (Fe, Cr, Cu, Ni), которые ингибируют реакции образования циклического димера, тримеров и других олигомеров, снижающих выход ненасыщенного димера при достаточно полной степени конверсии.

Присутствие указанных сульфатов металлов обеспечивает поддержание скорости конверсии в заданных пределах при изменениях температуры реакции, концентрации кислоты и скорости ее дозирования. При этом появляется возможность снижения скорости дозирования до 0,07 объемных частей в час, что ниже известных пределов.

Стабилизация режима за счет этого позволяет не только увеличить выход ненасыщенного димера, но и снизить разброс показателей продукта по составу и свойствам.

Следует отметить, что в известных способах получения димеров метод оценки выхода ненасыщенного димера по бромному числу дает неполную информацию о составе продукта. Информация о выходе ненасыщенного димера может искажаться, если в процессе димеризации образуются тримеры и другие олигомеры. В частности, указанные примеси повышают коэффициент рефракции реакционной смеси, поэтому при достижении заданной рефракции в процессе димеризации в продуктке остается высокая концентрация 4-метилстирола, при этом выход ненасыщенного димера по бромному числу существенно повышается. Кроме того, даже при допустимом остатке a-метилстирола и отсутствии циклического димера присутствие указанных примесей завышает выход ненасыщенного димера.

В предлагаемом способе для анализа получаемого продукта используют современный хроматографический метод, который более объективно характеризует состав готового продукта (остаточный мономер, ненасыщенные и циклические димеры, тримеры, олигомеры) в сравнении с прототипом (бромное число), дающим несколько искаженную картину о продуктах димеризации, завышая выход целевого продукта.

Пример 1. В реактор с мешалкой объемом 0,5 м3 загружается 100 об.ч. a-метилстирола (ТУ 38.103679-89, массовая доля a-метилстирола 99,7% n2D0 - 1,5387). Затем при интенсивном перемешивании в реактор вводится 0,01 вес.ч. FeSO и при температуре 30 град. С непрерывно дозируют 75%-ную техническую серную кислоту (ГОСТ 2184-77) со скоростью 0,15 об. ч. в 1 час в объемном соотношении кислоты и исходного мономера 1:100. По достижении коэффициента рефракции 1,5685-1,5715 процесс прекращают. Реакционную смесь отстаивают без перемешивания 3 часа, после чего нижний слой серной кислоты сливают и возвращают в производство для повторного использования, а верхний слой целевого продукта перекачивают в емкость для хранения.

Целевой продукт анализируют по ТУ 38.402-17-106-91 "Диаметр 4-метилстирола. Технические требования". Разработчик: 450075, г. Уфа, проспект Октября, 141. НИИНЕФТЕХИМ.

В соответствии с ТУ 38.402-67-106-91 углеводородный состав, в частности, массовую долю ненасыщенного димера, массовую долю a-метилстирола, циклического димера и олигомеров определяли на хроматографе "Цвет-102" с программированием температуры колонки и с пламенно-ионизационным детектором.

Результаты анализов приведены в таблице.

Пример 2. Аналогично примеру 1. Количество добавки FeSOa 0,02 вес.

Пример 3. Аналогично примеру 1. Количество добавки FeSO4 0,03 вес.

Пример 4. Аналогично примеру 1. Количество добавки FeSO4 0,02 вес. температура 35 град. С, концентрация Н4SO2 70% и скорость дозировки 0,07 объемных частей в 1 час.

Пример 5. Аналогично примеру 4. Температура 40 град. С. Температура - 40 град. С.

Пример 6. Аналогично примеру 4. Вместо FeSO4 введена смесь сульфатов, в пересчете на металл вес. (от мономера): Fe 0,002, Сr 0,009, Сu 0,007, Ni 0,0011 при общей концентрации смеси 0,02 вес. к мономеру.

Пример 7 (прототип). Добавку не вводят. Аналогично примеру 1. Температура 25 град. С, скорость конверсии 2-6 в час.

Пример 8 (прототип). Аналогично примеру 7. Температура 30 град. С, скорость дозировки кислоты 0,25 объемных частей в 1 час, скорость конверсии 25-40% в час.

Пример 9 (прототип). Аналогично примеру 8. Температура 40 град. С, концентрация кислоты 70% скорость конверсии 40-60% в час.

Результаты приведены в таблице.

Приведенные данные показывают, что в предлагаемом способе как при использовании добавки FeSO4 (примеры 1-5), так и при использовании смеси сульфатов Fe, Cr, Cu, Ni (пример 6) по сравнению с прототипом (примеры 7-9), увеличивается выход ненасыщеннго димера 4-метилстирола и уменьшается разброс этого показателя в пределах заявленного режима с 71,2-96,0% до 90,1-98,7% При увеличении дозировки кислоты до верхнего предела (см. пример 8) увеличивается скорость конверсии до 25-40 вес. в час, что приводит к образованию значительного количества олигомеров и, соответственно, снижению выхода ненасыщенного димера до 83,7% Если при этом увеличить температуру до 40 град. С (пример 9), скорость конверсии увеличивается до 40-60 в час, резко увеличивается количество непрореагировавшего мономера.

В предлагаемом способе при увеличении температуры (примеры 4,5) скорость конверсии остается в заданных пределах за счет снижения концентрации кислоты до 70% и уменьшения ее дозировки до 0,07 объемных частей в час. В то время как в прототипе (пример 9) снижение концентрации кислоты до 70 не приводит к желаемому результату.

По сравнению с прототипом в предлагаемом способе снижается кислотность и содержание влаги в готовом продукте, а также расход катализатора процесса - серной кислоты.

Формула изобретения

Способ получения ненасыщенного димера альфа-метилстирола путем димеризации его в присутствии 70 75% серной кислоты при температуре 30 - 40oС с последующим выделением полученного продукта известными методами, отличающийся тем, что процесс димеризации проводят в присутствии 0,01 0,03 мас. по отношению к мономеру сульфата железа или смеси сульфатов железа, хрома, меди и никеля при скорости дозирования их с серной кислотой 0,07 0,15 об.ч./ч, обеспечивающих поддержание скорости конверсии мономера в пределах 12 28% в ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам получения димеров альфа-метилстирола, в частности к получению жидких (4-метил-2,4-дифенилпентен-1,2) и твердых (1,1,3-триметил-3-фенилиндан) димеров альфа-метилстирола, которые могут использоваться в качестве трансформаторных и конденсаторных масел, основы для фрикционных жидкостей, пластификаторов для каучуков и пластмасс

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения совместного получения изопрена и 3-метилбутена-1, которые находят применение в промышленности СК и нефтехимии

Изобретение относится к нефтехимии, конкретно к получению С4-С8-олефинов ди- и/или содимеризацией -олефинов в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов, в частности в присутствии катализатора, содержащего триалкилалюминий AlR3, тетраалкоксититан Ti(OR)4

Изобретение относится к нефтехимии, конкретно к получению С4-С8-олефинов ди- и/или содимеризацией -олефинов в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов, в частности в присутствии катализатора, содержащего триалкилалюминий AlR3, тетраалкоксититан Ti(OR)4

Изобретение относится к ациклическим ненасыщенным соединениям ,в частности, к получению бутиленов или гексенов
Наверх