Способ получения нефтеполимерных смол

 

Изобретение относится к способу получения нефтеполимерных смол. Задача изобретения – улучшение экологических параметров процесса (уменьшено количество сточных вод и шламов – продуктов нейтрализации). Сущность изобретения: нефтеполимерную смолу получают полимеризацией непредельных соединений фракции жидких продуктов пиролиза прямогонных бензинов с пределами выкипания 130-190°С в присутствии катализатора треххлористого алюминия. Дезактивацию катализатора проводят сначала алифатическим спиртом, взятым в стехиометрическом количестве к катализатору, затем эпихлоргидрином, взятым в количестве, стехиометрическом суммарному количеству атомов хлора в каталитической системе. Продукты нейтрализации остаются в составе нефтеполимерных смол. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения нефтеполимерных смол (НПС) - заменителей дорогих и дефицитных продуктов природного происхождения. Синтезируемые смолы могут быть использованы в производстве лакокрасочных материалов, в целлюлозно-бумажной, шинной, строительной и других отраслях промышленности.

Известны способы получения НПС из фракций жидких продуктов пиролиза ионной и радикальной полимеризацией.

Недостатками метода радикальной полимеризации являются необходимость проведения процесса при повышенных температуре и давлении: 250°С, 11,5 атм, 3,5 час (термическая полимеризация) (АС СССР 717081. Способ получения нефтеполимерной смолы. Варшавер Е.М. и др. Опубл. 25.02.80) или большая продолжительность реакции: 15 час при 160°С (инициированная полимеризация) (АС СССР 861356. Способ получения нефтеполимерной смолы. Алиев С.М. Опубл. БИ 1981, №33).

Известны также способы полимеризации непредельных соединений различных фракций жидких продуктов пиролиза под действием хлористого алюминия и его комплексов при 60°С (ионная полимеризация) (Заявка Японии №57-195715. Способ получения нефтяных смол. Опубл. 01.12.82). В этом случае полимеризация протекает в более мягких условиях, но также имеет недостатки. Одним из основных недостатков является стадия нейтрализации при использовании водных растворов щелочей и аммиака.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения нефтеполимерных смол катионной полимеризацией алкенилароматических фракций жидких продуктов пиролиза под действием каталитического комплекса и последующей обработкой реакционной смеси дезактивирующим агентом окисью пропилена (Патент РФ 2057764. Способ получения нефтеполимерных смол. Опубл. 10.04.96.). К недостаткам данного способа можно отнести сложность и опасность выполнения данной операции, что связано с низкими температурами кипения, вспышки и воспламенения указанного дезактиватора катализатора.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков:

улучшение экологичности процесса за счет уменьшения количества сточных вод и твердых шламов при нейтрализации щелочами;

упрощение технологии получения НПС в случае использования окиси пропилена;

снижение себестоимости продуктов полимеризации за счет использования более дешевых дезактивирующих агентов.

Поставленная задача решается за счет использования в качестве дезактиватора катализатора эпихлоргидрина при предварительной обработке катализатора алифатическими спиртами. Дезактивацию катализатора проводят эпихлоргидрином, взятым в количестве, стехиометрическом суммарному количеству атомов хлора в каталитической системе, при предварительной обработке катализатора алифатическими спиртами, взятыми в стехиометрическом количестве к количеству катализатора, при этом продукты нейтрализации остаются в составе нефтеполимерных смол.

Пример 1

В круглодонную колбу с якорной мешалкой загружают 250 г фракции жидких продуктов пиролиза прямогонных бензинов с пределами выкипания 130-190°С. При температуре 35-40°С при работающей мешалке в колбу загружают 3,75 г (1,5%) порошка хлористого алюминия, а затем температуру в реакторе повышают до 80-85°С и при этой температуре реакционную массу перемешивают в течение 3 часов. По окончании этого времени температуру в реакторе снижают до 30-35°С и при работающей мешалке дозируют 2,56 мл (эквимолярное количество к количеству катализатора) бутанола, а затем 6,6 мл эпихлоргидрина (количество, стехиометрическое количеству атомов хлора в катализаторе). Реакционную массу перемешивают при постепенном повышении температуры до 90°С до полного исчезновения бурой окраски реакционной массы и получения прозрачного раствора. Затем из колбы при температуре 190-200°С и остаточном давлении 5 мм рт.ст. отгоняют непрореагировавшие углеводороды.

Выход смолы составляет 140 г, что составляет 56 мас.% в расчете на исходную фракцию.

Температура размягчения по КиШ 89°С

Цвет 300 мг I₂/100 мл

Кислотное число 0,4 мг КОН/г

Йодное число 48,1 г I₂/100 г

Примеры синтезов нефтеполимерных смол с использованием в качестве катализатора хлористого алюминия, дезактиватора катализатора - эпихлоргидрина при предварительной обработке катализатора алифатическими спиртами приведены в таблице.

Использование предлагаемого способа позволяет:

1. избежать использования растворов едких щелочей, следовательно, ликвидировать сточные воды и твердые шламы, образующиеся при этом;

2. избежать использования низкокипящей окиси пропилена, следовательно, снизить возможность возникновения пожаро-, взрывоопасной ситуации;

3. улучшить экологическую обстановку на производстве;

4. снизить себестоимость полученного продукта.

Формула изобретения

Способ получения нефтеполимерных смол полимеризацией непредельных соединений фракции жидких продуктов пиролиза прямогонных бензинов с пределами выкипания 130-190°С в присутствии хлористого алюминия, отличающийся тем, что дезактивацию катализатора проводят эпихлоргидрином, взятым в количестве стехиометрическом суммарному количеству атомов хлора в каталитической системе, при предварительной обработке катализатора алифатическими спиртами, взятыми в стехиометрическом количестве к количеству катализатора, при этом продукты нейтрализации остаются в составе нефтеполимерных смол.