Способ получения нефтеполимерных смол

 

Изобретение относится к способу получения нефтеполимерных смол и может найти применение в химической, нефтяной, лакокрасочной промышленности при производстве олиф, лаков и красок, а также как заменитель дорогостоящей и дефицитной канифоли при производстве бумаги. Задача изобретения: получение нефтеполимерной смолы в мягких условиях с одновременным упрощением процесса ее получения. Сущность изобретения: получение нефтеполимерной смолы в результате предварительной обработки фракции (t_к=130-200^oС) жидких продуктов пиролиза прямогонного бензина в присутствии нефтеполимерной смолы, полученной радикальной полимеризацией, и дальнейшей полимеризации фракции при 130-140^oС в течение 2-4 ч в присутствии солей металлов переменной валентности. Предварительную обработку проводят при 80-100^oС в течение 2-4 ч. Соли металлов переменной валентности используют в количестве 0,01-0,05 мас.% в расчете на фракцию жидких продуктов пиролиза. 1 табл.

Изобретение относится к области получения нефтеполимерных смол (НПС) и может найти применение в лакокрасочной промышленности при производстве олиф, лаков и красок, а также для замены канифоли в производстве бумаги и в резинотехнической промышленности.

Известен способ получения светлых нефтеполимерных смол термической полимеризацией непредельных углеводородов продуктов пиролиза газа и бензина в присутствии низкомолекулярного полимера, содержащего 40-45% дициклопентадиеновых звеньев, при температуре 200-250^oC и давлении 0,4-0,8 МПа в течение 6 часов. Недостаток данного способа заключается в необходимости проведения процесса при высокой температуре и давлении [а.с. СССР 1549967 А1. Способ получения светлой нефтеполимерной смолы / Ю.В. Думский и др., 1990, БИ N 10] .

Известен также способ получения светлых нефтеполимерных смол термической полимеризацией непредельных углеводородов продуктов пиролиза нефтяного сырья при 225-235^oC в течение 6-7 часов под давлением 0,8 МПа с предварительной термообработкой при 140-160^oC в течение 1,5-2,0 часов. Данный способ также имеет недостатки: необходимость проведения реакции в автоклаве и достаточно высокая температура процесса [а.с. СССР 1799876 А1. Способ получения светлой нефтеполимерной смолы / Ю.В. Думский и др., 1990].

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения нефтеполимерных смол инициированной полимеризацией с использованием в качестве инициатора смеси органических пероксидов (гидропероксид кумола, пероксид дитретбутила, пероксид бензоила) с солями органических кислот (соли нафтеновых, жирных и ароматических кислот щелочных, щелочноземельных металлов и металлов переменной валентности). Процесс полимеризации проводят при температуре 150-250^oC, давлении 0,3-1,5 МПа и продолжительности реакции 15-20 часов. Например, полимеризация фракции с температурой выкипания 20-190^oC, выделенной из жидких продуктов пиролиза бензина, при инициировании смесью пероксида бензоила и нафтената кобальта, взятых в соотношении 1:1, протекает при температуре 150^oC и давлении 0,4 МПа в течение 15 часов. Этот способ также не лишен недостатков: высокая продолжительность процесса, необходимость использования органических пожаро-, взрывоопасных пероксидов и необходимость поддержания повышенного давления [а.с. СССР 861356. Способ получения нефтеполимерных смол / С.М. Алиев и др. Опубл. 7.09.81, БИ N 33].

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. проведение реакции в мягких условиях - при атмосферном давлении и более низкой температуре с одновременным упрощением процесса получения нефтеполимерной смолы.

Поставленная задача достигается проведением предварительной обработки фракции жидких продуктов пиролиза прямогонного бензина с температурой выкипания 130-200^oC в присутствии нефтеполимерной смолы, полученной радикальной полимеризацией, и дальнейшей полимеризации в присутствии солей металлов переменной валентности общей формулы: (RCOO)_nMe, где Meⁿ⁺ - катион металла переменной валентности (Со, Ni, Mn, Fe), n - валентность металла, RCOO^- - кислотный остаток нафтеновых кислот, талловых кислот, синтетических жирных кислот (СЖК), кислот канифоли, жирных кислот растительного и животного происхождения.

Проведение процесса указанным способом позволяет: 1. снизить температуру процесса до 140^oC; 2. уменьшить продолжительность процесса (не выше 6 часов); 3. устранить необходимость использования органических пероксидов; 4. устранить необходимость проведения реакции в токе инертного газа; 5. проводить процесс при атмосферном давлении.

Предлагаемый способ подтверждается следующими примерами (см. таблицу).

Пример (пример 2 таблицы)
В стеклянный реактор, помещенный в термостат и снабженный обратным холодильником и мешалкой, загружают 100 г фракции (t_k=130-200^oC) жидких продуктов пиролиза прямогонного бензина и 12,5 г нефтеполимерной смолы, полученной термической полимеризацией, реакционную массу перемешивают до растворения смолы и выдерживают при температуре 80^oC в течение 4 часов. По истечении указанного времени в реакционный раствор добавляют 0,52 г соли СЖК кобальта (0,05 мас.% по металлу) температуру поднимают до 140^oC и раствор перемешивают в течение 2 часа. После этого при пониженном давлении (10-12 мм рт. ст. ) отгоняют незаполимеризовавшиеся углеводороды и получают 45,9 г смолы, что в пересчете на загруженную фракцию продуктов пиролиза составляет 33,4%, с температурой размягчения по методу КиШ 66^oC и цветом по иодометрической шкале 300 мг I₂/100 см³.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить нефтеполимерную смолу в мягких условиях.

Формула изобретения

Способ получения нефтеполимерных смол полимеризацией непредельных соединений фракции жидких продуктов пиролиза прямогонного бензина, выкипающей при температуре 130-200^oС, отличающийся тем, что проводят предварительную обработку фракции при температуре 80-100^oС в течение 2-4 ч в присутствии нефтеполимерной смолы, полученной радикальной полимеризацией и взятой в количестве 10-15%, далее полимеризуют непредельные соединения фракции при температуре 130-140^oС в течение 2-4 ч в присутствии солей металлов переменной валентности общей формулы
(RCOO)_nMe,
где Меⁿ⁺ - катион металла переменной валентности (Со, Ni, Mn, Fe);
n - валентность металла;
RCOO^- - кислотный остаток нафтеновых кислот, талловых кислот, синтетических жирных кислот, кислот канифоли, жирных кислот растительного и животного происхождения,
при содержании металла в солях 0,01-0,05 мас.% в расчете на фракцию жидких продуктов пиролиза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2