Способ получения темных нефтеполимерных смол

 

Изобретение относится к способу получения темных нефтеполимерных смол (НПС), которые используют в качестве мягчителя в производстве шин, в регенератной резиновой промышленности, а также для получения вяжущих добавок, используемых в производстве пластобетонов, дорожных покрытий. Техническая задача - получение темной нефтеполимерной смолы на основе тяжелой смолы пиролиза нефтяного сырья с переделами выкипания 190-360°С в мягких условиях, повышение выхода смол. Получение темных нефтеполимерных смол осуществляют в результате продувки исходного сырья (тяжелой пиролизной смолы) воздухом при 130-150°С в присутствии алюминийорганических соединений: диэтилалюминийхлорид, триэтилалюминий, триизобутилалюминий. Расход воздуха 15-30 ч^-1. 2 табл.

Изобретение относится к способу получения темных нефтеполимерных смол (НПС), которые используют в качестве мягчителя в производстве шин, в регенератной резиновой промышленности вместо дорогих и дефицитных мягчителей - древесно-пирогенных и сосновых смол, а также для получения вяжущих добавок, используемых в производстве пластобетонов, дорожных покрытий Известны способы получения темных НПС из тяжелой смолы пиролиза термической полимеризацией при температуре 180-200^oC при атмосферном давлении в течение 20 часов с выходом 30-35% или при температуре 240-300^oC с выходом 27,8%. Недостатками данных способов является высокая температура и продолжительность процесса и низкий выход целевого продукта.

Известен также способ получения темных НПС термической полимеризацией тяжелой пиролизной смолы при температуре 230-250^oC и давлении 0,08-0,4 МПа. При этом снижается продолжительность реакции до 5-10 ч и увеличивается выход темной НПС (50,3-59,2%) (Костюченко и др. Получение нового мягчителя для регенерации резины-пиропласта. Нефтепереработка и нефтехимия. 1974. N 1, с. 39-41).

Недостатком этого способа является необходимость поддержания высокой температуры и проведение процесса под давлением.

Наиболее близким к предлагаемому является способ термической полимеризации тяжелой пиролизной смолы с дальнейшей продувкой воздухом реакционной массы при этой же температуре. Но и в этом способе одновременное проведение термической полимеризации и окислительного процесса - выход целевого продукта, темной НПС, составляет 35% (Мухина Т.Н. и др. Состав и переработка тяжелых смол пиролиза, обзор. Москва. ЦНИИТэнефтехим. 1979. с. 1-77.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение выхода целевого продукта и проведение реакции в мягких условиях.

Поставленная цель достигается продувкой исходного сырья (тяжелой пиролизной смолы) воздухом при температуре 130-150^oC в присутствии алюминийорганических соединений (АОС): диэтилалюминийхлорид (ДЭАХ), триэтилалюминий (ТЭА), триизобутилалюминий (ТИБА).

Применение указанных соединений позволяет: 1) увеличить выход темной НПС до 68-70%, 2) снизить температуру процесса до 130-150^oC, 3) проводить процесс при атмосферном давлении, 4) понизить унос углеводородов тяжелой смолы пиролиза за счет снижения температуры процесса и, соответственно, увеличить глубину превращения тяжелой смолы пиролиза в темную нефтеполимерную смолу и не допустить загрязнение окружающей среды.

Выбранные алюминийорганические соединения, вероятно, играют роль инициатора окислительно-восстановительного процесса, протекающего при взаимодействии компонентов тяжелой смолы пиролиза с кислородом воздуха. Образование темных нефтеполимерных смол объясняется одновременным протеканием процессов радикальной полимеризации и конденсации ароматических и алкенилароматических фрагментов тяжелой смолы пиролиза.

Предлагаемый способ подтверждается следующими примерами.

Пример (пр. 2 табл. 1) В стеклянный реактор барботажного типа загружают 100 г тяжелой смолы пиролиза и 7 мл 20%-ного раствора ТЭА в гептане (1,0 мас.%) нагревают до 140^oC и начинают пропускать окислитель - воздух. Расход воздуха поддерживают равным 20 ч^-1. Непрореагировавшие углеводороды удаляют вместе с воздухом для продувки, собирают в ловушке и подвергают дальнейшей переработке. Контроль за ходом реакции осуществляют по уровню органической фазы в ловушке. Процесс заканчивают при достижении постоянного уровня органической фазы, продолжительность 6 часов. Выход темной НПС составляет 68%, температура размягчения по методу кольца и шара (КиШ) равна 67^oC, иодное число 50,0 г I₂/100 г.

Следующие примеры, подтверждающие влияние концентрации АОС (табл. 1, примеры 1, 2, 3), температуры (табл. 1, примеры 6, 2, 7), расхода воздуха (табл. 1, примеры 4, 2, 5) на выход, продолжительность реакции и качественные показатели смолы, проведенные по вышеописанной методике, представлены в табл. 1.

Примеры, характеризующие влияние алюминийорганического соединения (ДЭАХ, ТЭА, ТИБА) на выход, продолжительность реакции и качественные показатели смолы представлены в табл. 2.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что при продувке тяжелой смолы пиролиза воздухом (15-30 ч^-1) при температуре 130-150^oC и концентрации алюминийорганического соединения в интервале 0,5-1,5% получаются темные нефтеполимерные смолы с выходом 65-70%, температура размягчения смол находится в интервале 65-72^oC, йодное число - 46,4-52,1 г I₂/100 г. Наиболее эффективно в качестве инициатора использовать триэтилалюминий.

Формула изобретения

Способ получения темных нефтеполимерных смол действием кислорода воздуха на тяжелую смолу пиролиза с пределами выкипания 190 - 360^oС, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии 0,5 - 1,5 мас.% алюминий органического соединения (диэтилалюминийхлорида, триэтилалюминия, триизобутилалюминия) в интервале температур 130 - 150^oС, при продувке воздухом 15 - 30 ч^-1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2