Способ получения полиолефинсукцинимида



Способ получения полиолефинсукцинимида
Способ получения полиолефинсукцинимида

 


Владельцы патента RU 2612962:

Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") (RU)

Изобретение относится к области основного органического и нефтехимического синтеза, в частности к способу получения полиолефинсукцинимида, используемого для предотвращения образования углеродистых отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания. Способ включает стадию синтеза алкенилянтарного ангидрида в реакторе с перемешивающим устройством с предварительным разогревом компонентов реакционной массы, стадию синтеза полиолефинсукцинимида. На стадии синтеза полиолефинсукцинимида в качестве олефина используют олигомеры непредельных углеводородов С24 с молекулярной массой 260-1500 и раствор полиэтиленполиамина с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm. Технический результат – упрощение технологического процесса, сокращение энергозатрат и уменьшение продолжительности процесса, а также исключение образования гомополимеров малеинового ангидрида и маслонерастворимых полимеров и увеличение выхода готового продукта. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области основного органического и нефтехимического синтеза, в частности к способу получения полиолефинсукцинимида, используемого в качестве моющей и диспергирующей присадки в составе моторных масел для предотвращения образования углеродистых отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания

Известен способ получения алкенилсукцинимида (пат. РФ №2296133, МПК: C08F 8/12, C08F 8/46, C08G 73/10, С10М 149/22, C10L 1/22, опуб. 07.03.2007 г.).

Способ включает первую стадию синтеза алкенилянтарного ангидрида в реакторе с перемешивающим устройством с этапом предварительного разогрева компонентов реакционной массы из малеинового ангидрида с олефином (низкомолекулярный поли-альфа-олефин) в присутствии инициатора - перекиси третичного бутила до температуры его разложения и этапом выдержки, вторую стадию смешения полученного алкенилянтарного ангидрида с разбавителем (индустриальное масло) и третью стадию синтеза сукцинимида с этапом предварительного смешения полиэтиленполиамина и индустриального масла в реакторе с перемешивающим устройством при взаимодействии компонентов реакционной массы из полученных растворов алкенилянтарного ангидрида и полиэтиленполиамина.

На стадии синтеза алкенилянтарного ангидрида перемешивание исходных компонентов ведут при температуре 70-90°С и затем - при температуре 160-170°С. Этим частично решается задача гомогенизации реакционной массы. Наряду с основным процессом идет побочный процесс образования гомополимеров малеинового ангидрида вследствие взаимодействия молекул малеинового ангидрида между собой. Это обуславливает необходимость проведения стадии фильтрации гомополимеров от алкенилянтарного ангидрида. Образование гомополимеров уменьшает выход целевого продукта.

После реакции алкенилянтарный ангидрид охлаждают до 60°С и подают на стадию смешения с разбавителем. Раствор полиэтиленполиамина в индустриальном масле получают при комнатной температуре. Растворы алкенилянтарного ангидрида и полиэтиленполиамина в масле имеют 50%-ную концентрацию.

Процесс охлаждения алкенилянтарного ангидрида и получение масляного раствора полиэтиленполиамина при комнатной температуре с последующим нагревом растворов аминирования приводит к значительным энергозатратам процесса.

При большой концентрации полиэтиленполиамина в пределах 50% в масле и дозировке алкенилянтарного ангидрида с концентрацией 50% в масле происходит нежелательное явление - образование маслонерастворимых полимеров, что объясняется высокой концентрацией полиэтиленполиамина в масле. Образование маслонерастворимых полимеров увеличивает потерю сырьевых компонентов и создает низкий выход полиолефинсукцинимида.

Известен также способ получения полиэтиленсукцинимида, принятый за прототип. (пат. РФ №2451032, МПК: C08F 8/32, C08F 8/46, C10L 1/224, С10М 149/22, C08G 73/10, опуб. 20.05.2012 г.).

Способ получения полиэтиленсукцинимида включает первую стадию синтеза алкенилянтарного ангидрида в реакторе с перемешивающим устройством с этапом предварительного разогрева компонентов реакционной массы из малеинового ангидрида с низкомолекулярным поли-альфа-олефином в присутствии инициатора - перекиси третичного бутила до температуры его разложения, этапом выдержки и перемешивания. Далее идет вторая стадия получения смеси алкенилянтарного ангидрида с разбавителем - индустриальным маслом в отдельном реакторе с перемешивающим устройством и третья стадия синтеза целевого продукта, включающая смешения полиэтиленполиамина с индустриальным маслом в реакторе, добавление раствора алкенилянтарного ангидрида в индустриальном масле в полученную смесь с последующим вакуумированием и фильтрацией готового продукта.

При синтезе алкенилянтарного ангидрида осуществляется этап предварительного разогрева в течение 20-50 мин с последующим введением инициатора - перекиси третичного бутила с увеличением температуры до 130°С, а этап выдержки ведется при температуре 165-175°С в течение 50-60 минут в реакторе с пропеллерной мешалкой со скоростью 350 об/мин. Далее полученный алкенилянтарный ангидрид переводят в дополнительный реактор с перемешивающим устройством для получения смеси алкенилянтарного ангидрида с индустриальным маслом в весовых соотношениях 1:(0,72-0,79). Концентрация алкенилянтарного ангидрида в масле составляет 54-58%. Смешение полиэтиленполиамина с индустриальным маслом ведется при температуре 100-106°С в весовых соотношениях 1:(1,94-2,60). Концентрация полиэтиленполиамина в масле составляет 28-34%.

Смешение полученных растворов алкенилянтарного ангидрида и полиэтиленполиамина в индустриальном масле осуществляют при температуре 90-110°С. Далее процесс получения полиэтиленсукцинимида проводят при температуре до 150°С под вакуумом с последующей фильтрацией полученного продукта.

Известный способ частично решает задачу сокращения образования гомополимеров малеинового ангидрида при использовании в реакторе получения алкенилянтарного ангидрида пропеллерной мешалки и уменьшения маслонерастворимых полимеров при получении полиэтиленсукцинимида за счет применения дополнительного промежуточного реактора и дифференцированного использования индустриального масла как разбавителя.

Однако дополнительное введение в производственный процесс реакционного узла для приготовления смеси алкенилянтарного ангидрида в разбавителе - индустриальном масле приводит к усложнению технологического процесса (дополнительное оборудование, увеличение энергозатрат, значительная продолжительность процесса), при этом не исключается в процессе получения полиэтиленсукцинимида образование маслонерастворимых полимеров.

Задачей изобретения является упрощение технологического процесса, снижение его продолжительности и энергозатрат, а также исключение образования гомополимеров малеинового ангидрида и маслонерастворимых полимеров.

Это достигается в способе получения полиолефинсукцинимида, включающем стадию синтеза алкенилянтарного ангидрида в реакторе с перемешивающим устройством с предварительным разогревом компонентов реакционной массы из малеинового ангидрида и олефина в присутствии инициатора - перекиси третичного бутила до температуры его разложения с последующей выдержкой и стадию синтеза полиолефинсукцинимида со смешением алкенилянтарного ангидрида, полученного на первой стадии, с полиэтиленполиамином и разбавителем и последующим вакуумированием и фильтрацией, в котором согласно изобретению на стадии синтеза алкенилянтарного ангидрида в качестве олефина используют олигомеры непредельных углеводородов С2 и С4 с молекулярной массой 260-1500 при температуре реакции 100-240°С с последующем охлаждением алкенилянтарного ангидрида в том же реакторе, а на стадии синтеза полиолефинсукцинимида сначала полиэтиленполиамин смешивают с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1, в весовом соотношении (1-9):1 в реакторе с перемешивающим устройством, затем добавляют разбавитель в весовом соотношении (3,3-5,9):1 к вышеупомянутой смеси, а затем - алкенилянтарный ангидрид в эквимолярном соотношении к вышеупомянутой смеси полиэтиленполиамина и гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1, при температуре 100-230°С.

Целесообразно после смешения полиэтиленполиамина с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1, выдержать полученную смесь в течение 10 мин при температуре 50-60°С, а при добавлении разбавителя в смесь полиэтиленполиамина и гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, y≥7, а n и m≥1, провести перемешивание в течение 30 мин при температуре 50-60°С.

В качестве разбавителя целесообразно использовать индустриальное масло.

Использование в синтезе полиолефинсукцинимида в качестве олефина олигомеров непредельных углеводородов С2 и С4 с молекулярной массой 260-1500 и раствора полиэтиленполиамина с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1, позволяет исключить дифференцированное добавление разбавителя, что упрощает технологический процесс и позволяет полностью исключить образование гомополимеров малеинового ангидрида и маслонерастворимых полимеров, тем самым значительно повысить качество и увеличить выход целевого продукта - полиолефинсукцинимида.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

I стадия - синтез алкенилянтарного ангидрида

В реактор, снабженный перемешивающим устройством, датчиком температуры и конденсатором, загружают олигомеры непредельных углеводородов С2 и С4 с молекулярной массой 280-1500 и малеиновый ангидрид в мольном соотношении 1:1, а также инициатор реакции - перекись третичного бутила в количестве 0,8-1,2% от веса исходных продуктов. На предварительном этапе реакционную смесь разогревают при перемешивании в течение 30 мин до температуры разложения инициатора - перекиси третичного бутила, которая согласно ТУ 6-05-2026-86 составляет 110°С, далее регулируют температуру реакции от 100-130°С до 210-240°C. Реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 40 мин. Окончание реакции определяют анализом на остаточное содержание свободного малеинового ангидрида в реакционной массе. Полученный полупродукт - алкенилянтарный ангидрид охлаждают до температуры 100-120°С в этом же реакторе.

II стадия - синтез полиолефинсукцинимида

В реактор с перемешивающим устройством загружают полиэтиленполиамин и гетероорганическое соединение с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1, в весовом соотношении (1-9):1 и при температуре 50-60°С выдерживают в течение 10 мин. В полученную смесь добавляют индустриальное масло в весовом соотношении к вышеуказанной смеси как (3,3-5,9):1 и перемешивают в течение 30 мин при 50-60°С. Далее дозируют в полученную реакционную массу алкенилянтарный ангидрид в мольном соотношении к смеси полиэтиленполиамина и гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1, как 1:1. Затем поднимают температуру от 100°С до 230°С, подключают вакуум (15-20 мм рт.ст.) и отгоняют воду и свободные амины в течение 60 мин. Конец реакции имидизации определяют по остаточной влаге и свободному амину. Смесь охлаждают до 60-70°С и фильтруют через фильтрующую центрифугу. Полученный полиолефинсукцинимид испытывают на соответствие ТУ 38.101146-77.

В таблицах 1 и 2 приведены конкретные примеры осуществления изобретения, где:

- ММ1 - молекулярная масса олигомеров непредельных углеводородов С2 и С4;

- ММ2 - молекулярная масса гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1;

-m1 - вес в кг олигомеров непредельных углеводородов С2 и С4;

- m2 - вес в кг малеинового ангидрида;

- m3 - вес в кг полиэтиленполиамина;

- m4 - вес в кг гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1;

- m5 - вес в кг разбавителя - индустриального масла;

- m6 - вес в кг смеси полиэтиленполиамина и гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1;

- М - выход целевого продукта - полиолефинсукцинимида.

Из приведенных данных в таблицах видно, что использование в синтезе полиолефинсукцинимида в качестве олефина олигомеров непредельных углеводородов С2 и С4 с молекулярной массой 260-1500 и раствора полиэтиленполиамина с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm, где х≥2, у≥7, а n и m≥1, исключает образование гомополимеров малеинового ангидрида и маслонерастворимых полимеров и тем самым позволяет значительно повысить качество и увеличить выход целевого продукта - полиолефинсукцинимида.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет упростить технологический процесс за счет исключения стадии смешения алкенилянтарного ангидрида с разбавителем и, как следствие, сократить энергозатраты и уменьшить продолжительность процесса. Также предлагаемая технология получения полиолефинсукцинимида позволяет предотвратить образование гомополимеров малеинового ангидрида и маслонерастворимых полимеров и увеличить выход готового продукта.

1. Способ получения полиолефинсукцинимида, включающий стадию синтеза алкенилянтарного ангидрида в реакторе с перемешивающим устройством с предварительным разогревом компонентов реакционной массы из малеинового ангидрида и олефина в присутствии инициатора - перекиси третичного бутила до температуры его разложения с последующей выдержкой и стадию синтеза полиолефинсукцинимида со смешением алкенилянтарного ангидрида, полученного на первой стадии, с полиэтиленполиамином и разбавителем и последующим вакуумированием и фильтрацией, отличающийся тем, что на стадии синтеза алкенилянтарного ангидрида в качестве олефина используют олигомеры непредельных углеводородов С2 и С4 с молекулярной массой 260-1500 при температуре реакции 100-240°С, причем охлаждение алкенилянтарного ангидрида проводят в том же реакторе, а на стадии синтеза полиолефинсукцинимида сначала полиэтиленполиамин смешивают с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm, где x≥2, y≥7, а n и m≥1, в весовом соотношении (1-9):1 в реакторе с перемешивающим устройством, затем добавляют разбавитель в весовом соотношении (3,3-5,9):1 к вышеупомянутой смеси, а затем - алкенилянтарный ангидрид в эквимолярном соотношении к вышеупомянутой смеси полиэтиленполиамина и гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где x≥2, y≥7, а n и m≥1, при температуре 100-230°С.

2. Способ получения полиолефинсукцинимида по п. 1, отличающийся тем, что после смешения полиэтиленполиамина с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm, где x≥2, y≥7, а n и m≥1, выдерживают вышеупомянутую смесь в течение 10 мин при температуре 50-60°С.

3. Способ получения полиолефинсукцинимида по п. 1, отличающийся тем, что при добавлении разбавителя к смеси полиэтиленполиамина и гетероорганического соединения с брутто-формулой CxHyOnNm, где x≥2, y≥7, а n и m≥1, проводят перемешивание в течение 30 мин при температуре 50-60°С.

4. Способ получения полиолефинсукцинимида по п. 1, отличающийся тем, что в качестве разбавителя используют индустриальное масло.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, в частности к способу получения алкенилсукцинимидов 1,2-дизамещенных имидазолина путем взаимодействия малеинового ангидрида олефинами при повышенной температуре с последующим взаимодействием алкенилянтарного ангидрида с аминами в присутствии растворителя, отличающийся тем, что в качестве олефинов используют полиальфаолефин с молекулярной массой 800-950, или полиизобутилен с молекулярной массой 750-1050, или олигомер этилена с молекулярной массой 950-1150, или сополимер этилена и пропилена, содержащий 55-60% звеньев пропилена с молекулярной массой 850-950, процесс ведут в присутствии инициатора сначала при температуре 75-85°C в течение 1-1,5 ч, затем при 170-180°C в течение 3,5-4 ч при мольном соотношении полиальфаолефин, или полиизобутилен, или олигомер этилена, или сополимер этилена и пропилена: малеиновый ангидрид=1:1,0-1,05 с последующей конденсацией полученного алкенилянтарного ангидрида в масле с 1,2-дизамещенными имидазолинами формулы: где R=(СН3)2СН, СН3(СН2)2, С17Н33, n=1-2, при мольном соотношении алкенилянтарный ангидрид:1,2-дизамещенный имидазолин, равном 1:1, сначала при 50-80°C в течение 1-1,5 ч, затем при 145-155°C в течение 4,5-5 ч.
Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, в частности к способу получения полиэтиленсукцинимида, используемого, например, в качестве моющей и диспергирующей присадки в составе моторных масел.

Изобретение относится к способу получения алкенилсукцинимидов путем алкилирования малеинового ангидрида полиальфаолефином или полиизобутиленом, у которых содержание атомов углерода С 10-30, молекулярная масса 800-1000 в присутствии инициатора сначала при температуре 60-100°С в течение 0,5-1 ч, затем при 165-175°С в течение 3,5-4,5 ч при мольном соотношении полиальфаолефин (полиизобутилен):малеиновый ангидрид = 1:1-1,1, с последующей конденсацией полученного алкенилянтарного ангидрида в присутствии масла с 5-метил-1,4,7,10-тетраминодеканом или 8-метил-1,4,7,10,13,16-гексаминогексадеканом сначала при 30-58°С в течение 0,5-1,0 ч, затем при 136-145°С в течение 3,5-4,0 ч в мольном соотношении алкенилянтарный ангидрид:амин = 1-1,5:1.

Изобретение относится к способу получения имидов алкенилянтарной кислоты путем алкилирования малеинового ангидрида полиальфаолефинами (с содержанием атомов углерода С10-30) молекулярной массой 750-1200 в присутствии инициатора сначала при 60-100°С в течение 1-1,5 часов, с последующим повышением температуры до 160-170°С в течение 3-4 часов и выдержкой при 175-180°С в течение 0,5 часов в мольном соотношении полиальфаолефин: малеиновый ангидрид =1:1-1,1, с последующей конденсацией алкилированного малеинового ангидрида смесью, содержащей полиэтиленполиамины при 50-110°С в течение 1-1,5 часов с последующим нагреванием при 135-145°С в течение 3,5-4 часов в мольном соотношении алкилированный малеиновый ангидрид: смесь (полиэтиленполиамин) =1:1-1,1 в среде масла или ароматических углеводородов.
Изобретение относится к способу получения алкенилсукцинимидов путем взаимодействия малеинового ангидрида с полиальфаолефином или полиизобутиленом, у которых содержание атомов углерода С 10-30, молекулярная масса 700-1100 в присутствии инициатора сначала при температуре 70-90°С в течение 0,5-1,0 ч, затем при 165-175°С в течение 3-4 часов при мольном соотношении полиальфаолефин (полиизобутилен): малеиновый ангидрид =1:1-1,1, с последующей конденсацией полученного алкенилянтарного ангидрида в масле с полипропиленполиаминами при 40-70°С в течение 0,5-1,5 ч, затем при 140-145°С в течение 4-4,5 ч.

Изобретение относится к химмотологии топлив и масел и может быть использовано для снижения температуры застывания нефтепродуктов. .

Изобретение относится к химмотологии топлив и масел и может быть использовано для снижения температуры застывания нефтепродуктов. .

Изобретение относится к неводной суспензии агента снижения гидродинамического сопротивления течению углеводородных жидкостей, которая может быть использована в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов при перекачке их в турбулентном режиме течения.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа получения высокооктанового компонента моторных топлив из олефинсодержащих смесей. Один из вариантов способа заключается в том, что олефинсодержащую смесь подвергают окислению закисью азота с последующим выделением смеси продуктов в качестве высокооктанового компонента.

Изобретение описывает способ регулирования содержания кислорода в высокооктановом компоненте моторного топлива на основе карбонильных соединений общей формулы, где R1 - Н, либо алкоксид -O-CnH2n+1, либо углеводородный радикал общей формулы -CnH2n+1; R2 - углеводородный радикал общей формулы -CnH2n+1; n - число от 1 до 5 или их смеси, и регулирования химической стабильности этого компонента топлива, заключающийся в том, что карбонильные соединения указанной выше общей формулы или их смесь в газовой фазе в избытке водорода пропускают над слоем композита, состоящего из механической смеси катализатора гидрирования и катализатора дегидратации, при температуре 100-400°С и давлении 1-100 атм.

Изобретение раскрывает альтернативное автомобильное топливо с октановым числом не менее 85,0 ед., определенным по моторному методу, которое включает в себя этиловый спирт и углеводородную фракцию, при этом в качестве углеводородной фракции используется бензиновая фракция процесса гидрокрекинга, выкипающая в интервале температур 28-225°С, при следующем соотношении компонентов, % масс.: этиловый спирт 54-85; углеводородная фракция до 100.

Изобретение раскрывает многофункциональную добавку к авиационным бензинам, которая включает тетраэтилсвинец, 1,2-дибромэтан и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, добавка имеет температуру начала кристаллизации не выше минус 40°C и содержит углеводородную фракцию, имеющую температуру конца кипения не выше 201°C, давление насыщенных паров при 38,7°C не более 51 кПа, содержащую не менее 10% масс.

Предлагаемое альтернативное автомобильное топливо с октановым числом не менее 92,0 ед., определенным по исследовательскому методу, включает в себя этиловый спирт и углеводородную фракцию и отличается тем, что в качестве углеводородной фракции содержит бензиновую фракцию процесса гидрокрекинга, выкипающую в интервале температур 28-225°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%: этиловый спирт 20-40, углеводородная фракция до 100.

Изобретение относится к экологичным способам производства органических веществ, таких как нефтяные вещества и ароматические кислоты, фенолы и алифатические поликарбоновые кислоты, с использованием процесса окислительного гидротермического растворения (ОГР).
Изобретение описывает топливную композицию для дизельных двигателей, характеризующуюся тем, что в качестве присадки к топливу используется смесь 10-25 мас.% смеси алкилнитратов спиртов С6-С9, 10-25 мас.% смеси простых диалкиловых эфиров на основе спиртов С6-С9 и до 100 мас.% дизельного топлива или любого углеводородного растворителя, причем в качестве исходных спиртов С6-С9 для получения смеси алкилнитратов и смеси простых диалкиловых эфиров используют фракцию спиртов C6-C9, полученных методом жидкофазного окисления фракции н-алканов C6-C9 водным раствором пероксида водорода в среде метанола на гетерогенном катализаторе ДП-2, и последующего гидрирования реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе Pd/Al2O3.

Изобретение относится к области изготовления топлива. Способ изготовления биотоплива включает: изготовление суспензии, содержащей исходный органический материал, воду и нефть, обработку суспензии в реакторном устройстве при температуре от приблизительно 200°С до приблизительно 450°С и давлении от приблизительно 100 бар (10 МПа) до приблизительно 350 бар (35 МПа), охлаждение суспензии и снижение указанного давления, в результате чего получается продукт, содержащий указанное биотопливо, при этом указанный исходный органический материал содержит лигноцеллюлозный материал или лигнит.

Изобретение раскрывает октаноповышающую добавку к автомобильным бензинам на основе изобутанола, которая дополнительно содержит побочные продукты производства бутиловых спиртов или их смесь с отходами получения 2-этилгексанола, при следующем соотношении компонентов, % масс: побочные продукты производства бутиловых спиртов или их смесь с отходами получения 2-этилгексанола 5-30; изобутанол до 100.

Изобретение относится к новым термостойким растворимым полиимидным покрытиям волоконных световодов и способу их изготовления. Полученные покрытия характеризуются удовлетворительной адгезией к волокну как в присутствии аппрета, так и без него.
Наверх