Способ получения 1,1,3-триметил-3-фенилиндана

 

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, а именно к способу получения 1,1,3-триметил-3-фенилиндана (ТМФИ), который применяется в качестве пластификатора, высокотемпературного теплоносителя, сырья для получения высококалорийного топлива, смазочных масел, присадок к смазочным маслам. 1,1,3-Триметил-3-фенилиндан предлагается получать путем циклоолигомеризации α-метилстирола в присутствии цеолитсодержащего катализатора крекинга Ц-10, взятого в количестве 5-50 мас.% при температуре 60-150°С. Технический результат – повышение выхода ТМФИ и упрощение технологии способа. 1 табл.

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, а именно к способу получения 1,1,3-триметил-3-фенилиндана (ТМФИ), который применяется в качестве пластификатора, высокотемпературного теплоносителя, сырья для получения высококалорийного топлива, смазочных масел, присадок к смазочным маслам.

Известен способ получения ТМФИ каталитической димеризацией α-метилстирола в присутствии 80-90%-ной серной кислоты. Процесс осуществляется при 35-60°С, при непрерывной продувке азотом с объемной скоростью не менее 100 л/ч, при перемешивании со скоростью не менее 80 см/с и дозировке серной кислоты 0,3-0,5 маc. ч./ч. В полученном продукте содержится 99,9% ТМФИ.

Недостаток данного способа - технические трудности при удалении серной кислоты и образующихся продуктов сульфирования из реакционной массы. Когда основным продуктом реакции является ТМФИ (>99%), реакционная масса при температурах ниже 50°С находится в кристаллическом состоянии и удалить из такого продукта 1-3 мас.% серной кислоты невозможно без применения нейтрализации. Это, в свою очередь, ведет к образованию сточных вод и потерям продукта.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения ТМФИ, осуществляемый путем циклодимеризации α-метилстирола в присутствии кислотных катализаторов, в том числе таких, как цеолиты типа морденит и СаХ , в среде растворителей - нитробензола или нитрометана /а.с. СССР № 829608, кл. С 07 C 15/20, 1981 г./.

Содержание растворителя составляет 41-45 об.%, содержание катализатора 18-19 маc.% на шихту; температура реакции 80°С, время - 2-2,5 ч. Выход ТМФИ составляет 99,0 маc.%. Конверсия α-метилстирола не указана. Но поскольку в описании говорится о том, что при выделении ТМФИ отгоняется непрореагировавший α-метилстирол, можно сделать заключение о неполном превращении мономера.

К недостаткам этого способа можно отнести:

1. Наличие растворителя (нитробензола или нитрометана), используемого в больших количествах. Это снижает эффективность использования оборудования и производительность процесса.

2. Применение на стадии синтеза растворителя ухудшает технико-экономические показатели процесса, поскольку для регенерации растворителя требуется стадия ректификации и, следовательно, появляются дополнительные оборудование и энергозатраты.

3. При ректификации реакционной массы последняя подвергается воздействию повышенной температуры, что может привести к изменению состава продукта и ухудшению его качества.

4. Очевидно, конверсия α-метилстирола невысока.

Целью настоящего изобретения является упрощение способа получения 1,1,3-триметил-3-фенилиндана.

Указанная цель достигается тем, что способ получения 1,1,3-триметил-3-фенилиндана путем циклоолигомеризации α-метилстирола осуществляют, согласно изобретению, в присутствии цеолитсодержащего катализатора крекинга Ц-10, при температуре реакции 60-150°С и количестве катализатора 5-50 маc.%.

Сравнительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от прототипа тем, что в процессе циклоолигомеризации α-метилстирола до 1,1,3-триметил-3-фенилиндана в качестве катализатора используют цеолитсодержащий катализатор крекинга Ц-10. Процесс циклоолигомеризации осуществляют при температуре 60-150°С, количество катализатора составляет 5-50 маc.%. Конверсия сырья достигает 100 маc.%, выход ТМФИ - 92-98,8%.

Полученная после отделения катализатора реакционнная масса содержит 92,5-99,7 маc.% ТМФИ и может быть использована без какой-либо дополнительной обработки, например, в качестве пластификатора для полимеров. В этом случае технология получения ТМФИ сводится к двум стадиям: контактированию мономера с катализатором и отделению катализатора от продукта реакции.

Не требуются стадии выделения и регенерации растворителя, непрореагировавшего сырья - α-метилстирола, а также выделения целевого продукта. Отсутствует кубовый остаток. Катализатор может использоваться многократно.

Продукт реакции (ТМФИ) не загрязнен катализатором. При необходимости использования высокочистого ТМФИ (содержание основного вещества более 99,9%), его легко получить однократной кристаллизацией из углеводородных растворителей, например, изооктана.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Цикло-олигомеризацию α-метилстирола проводят периодическим методом. В работе используют цеолитсодержащий катализатор крекинга Ц-10, выпускаемый ОАО “Салаватнефтеоргсинтез” по ТУ 38.1011372-00.

Сырье (α-метилстирол) загружают в реактор и при температуре реакции 60-150°С порциями загружают катализатор. Реакционную массу перемешивают при температуре реакции в течение определенного времени. Через установленные промежутки времени отбирают пробы и анализируют методом ГЖХ на хроматографе Московского опытного завода марки 3700 мод. 3 с ПИД. Условия анализа: металлическая колонка 1 м х 2 мм, заполненная хроматоном GMDS с 5% SE-30. Температура анализа 50-280°С с программированным нагревом 8°С/мин. Температура детектора 250°С, температура испарителя 300°С, газ-носитель гелий.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами (таблица).

Пример 1. В стеклянный обогреваемый реактор с мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 100 г α-метилстирола и начинают нагревать. При температуре 150°С загружают порциями 5 г катализатора Ц-10. Суспензию перемешивают при 150°С в течение 3 ч. После отфильтровывания катализатора получают 98,9 г реакционной массы состава, мас.%: α-метилстирол - 0,1; фенилиндан - 92,5; линейные димеры 4,4, тримеры - 3,1.

Примеры 2-7 приведены в таблице. Аналогично примеру 1.

Формула изобретения

Способ получения 1,1,3-триметил-3-фенилиндана путем циклоолигомеризации α-метилстирола в присутствии цеолитного катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют цеолитсодержащий катализатор крекинга Ц-10 в количестве 5-50 мас.% и реакцию проводят при температуре 60-150°С.