Способ получения нефтеполимерных смол

 

Использование: изобретение относится к способам получения нефтеполимерных смол, используемых при производстве бумаги, лакокрасочных материалов, резин и других материалов. Сущность изобретения: нефтеполимерные смолы получают полимеризацией непредельных соединений фракций жидких продуктов пиролиза в присутствии алюминиевой пудры и отходов производства микросферического катализатора полимеризации пропилена при весовом соотношении Al:TiCl₄ -отх(0,02-0,2):1,0 в интервале температур 30-130^oC и концентрации катализатора 1-4 вес. %, при этом отходы производства представляют собой смесь следующего состава, вес.%: четыреххлористый титан - 15, хлористый алюминий - 10, диизоамиловый эфир - 21 и гептан - 54. 3 табл.

Изобретение относится к способу получения нефтеполимерных смол (НПС) - заменителей дорогих и дефицитных продуктов природного происхождения: растительных масел (в лакокрасочных материалах), канифоли (в производстве бумаги), а также древесно-пирогенных и инден-кумароновых смол (в резиновых смесях и производстве резинотехнических изделий).

Известны способы получения НПС из фракций пироконденсата ионной и радикальной полимеризацией. Недостатками метода радикальной полимеризации являются необходимость проведения процесса в жестких условиях: 250^oC, 11,5 атм, 3,5 ч (термическая полимеризация) или большая продолжительность реакции: 15 ч при 160^oC (инициированная гидроперекисью изопропилбензола полимеризация).

Наиболее близким к предлагаемому является метод ионной полимеризации. Известны способы полимеризации различных непредельных фракций пироконденсата под действием хлористого алюминия и его комплексов при 60^oC. Известны способы полимеризации фракций углеводородов С₄-C₅, образующихся при пиролизе нефти, в присутствии 20%-ного раствора Al₂(C₂H₅)₃Cl₃ в алифатическом углеводороде при температуре 15^oC. Ионная полимеризация протекает в более мягких условиях, но также имеет недостатки. В случае использования хлористого алюминия к недостаткам относятся трудности работы с сухим хлористым алюминием его высокая гигроскопичность, невозможность использования в непрерывном процессе, трудности дозирования. При использовании алюминийорганических катализаторов к недостаткам относятся их дороговизна, высокая пожаро- и взрывоопасность.

Целью изобретения является упрощение технологии получения НПС, устранение отмеченных недостатков и снижение себестоимости продукта полимеризации.

Цель достигается за счет использования в качестве катализатора полимеризации алюминиевой пудры и отхода производства микросферического катализатора полимеризации пропилена (треххлористого титана) в весовом соотношении (0,02-0,2):1,0.

Отходы производства катализатора маточник после промывки треххлористого титана содержит: TiCl₄ 15% AlCl₃ 10% диизоамиловый эфир - 21% гептан 54% Использование предлагаемой каталитической системы позволяет: устранить трудности работы с хлористым алюминием; избежать использования дорогостоящих, пожаро-, взрывоопасных алюминийорганических катализаторов; устранить стадию уничтожения отходов производства микросферического катализатора, заключающуюся в нейтрализации продуктов промывки TiCl₃ с последующей отгонкой и сжиганием гептана; улучшить экологическую обстановку на производстве; снизить себестоимость смолы за счет использования отходов производства.

Пример (пример 2, табл.2). В реактор с якорной мешалкой загружают 2425 кг фракции пироконденсата с пределами выкипания 130-190^oC. При температуре 35-40^oC при работающей мешалке в реактор загружают 12,5 кг алюминиевой пудры и 416,6 кг отходов производства микросферического катализатора, содержащего 15% TiCl₄, т.е. 62,5 кг. Содержание каталитического комплекса от веса фракции пироконденсата составляет 3% соотношение между компонентами комплекса Al: TiCl₄-отх 0,2:1,0. После загрузки каталитического комплекса температуру реакции поднимают до 70^oC и проводят реакцию в течение 4 ч. По окончании этого времени в реактор подают 100 кг 40%-ного водного раствора NaOH и перемешивают реакционную массу в течение 1 ч. После этого реактор охлаждают и через 24 ч спускают из нижней части реактора водный слой, содержащий NaCl, гидроксиды титана и алюминия. Из рабочего объема реактора при температуре 150-160^oC с водяным паром отгоняют растворитель. Выход смолы составляет 44% температура размягчения 68^oC, цвет 60 мг I₂/100 мл, кислотное число 0,9 мг KOH/1 г, иодное число 52,7 г I₂/100 г.

Примеры, подтверждающие влияние условий полимеризации различных фракций продуктов пиролиза: концентрации катализатора, температуры реакции, соотношения количества алюминиевой пудры и отходов производства микросферического катализатора (TiCl₄-отх) на качество полученной смолы, представлены в табл. 1-3.

Таким образом, использование в качестве катализатора полимеризации Al-пудры и отходов производства микросферического катализатора полимеризации пропилена позволяет получать НПС с температурой размягчения 46-78^oC, цветом 20-80 мг I₂/100 мл, кислотным числом 0,4-3,2 мг KOH/1 г, иодным числом 48,1-58,3 г I₂/100 г. выходом 20,5-48,0.

Формула изобретения

Способ получения нефтеполимерных смол каталитической полимеризацией фракций продуктов пиролиза, отличающийся тем, что полимеризацию проводят при 30 130^oС в присутствии 1 4 мас. катализатора, состоящего из алюминиевой пудры и отходов производства микросферического катализатора полимеризации пропилена при их массовом соотношении 0,02 0,2 1,0 соответственно, отходы производства представляют собой смесь следующего состава, мас.

Четыреххлористый титан 15 Хлористый алюминий 10 Диизоамиловый эфир 21 Гептан 54а

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2