Способ получения углеводородного модификатора для поливинилхлорида

Авторы патента:

АЛИЕВ В.С.

АЛИЕВ С.М.

C08K5/03 - ароматических

C07C2/66 - каталитические способы

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО МОДИФИКАТОРА ДЛЯ ПОЖВИНИЛ- ХЛОРРЩА с применением каталитической переработки ароматических углеводородов при повьппенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости модификатора, в качестве ароматических углеводородов используют фракцию ароматического концентрата с т. кип. 200-270 С вьщеленную экстракцией фурфуролом из флегмы каталитического крекинга, которую обрабатывают пропиленом при 170-220 С в присутствии алюмосиликатного катализатора при массовом соотношении пропилен: фракция ароматического концентрата 0,5-1:1 и давлении 5-25 атм.<S(Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYEiflHH! !9! !! !!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PGK0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2144742/23 вЂ” 04 (22) 17.06.75 (46) 15.08.85. Бюл. 9 30 (72) В.С.Алиев, С.М.Алиев, З.А.Ахмед-заде, Н.И.Гусеинов, Ф.И.Зейналов, Н.N.Èíäþêîâ, M.À.Ìàðäàíîâ, Г.M.Ìàðäæàíîâ, А.А.Мириманян, N.È.Ðóñòàìoâ, И.И.Сидорчук, З.Г.Сулейманова и Ф.А.Эминова (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимических процессов им. акад. Ю.Г.Мамедалиева (53) 547.534.07(088.8) (56) 1. Патент США й- 3172919, кл. 260-674, опублик. 1965.

2. Мощинская Н. К. "Полимерные материалы на основе ароматических углеводородов и формальдегида

Киев, "Техника", 1970, с. 108, 147 (прототип) . (5Ц4 С 08 К 5/03, С 07 С 2/66 (54 ) (5 7) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО МОДИФИКАТОРА ДЛЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРК А с применением каталитической переработки ароматических углеводородов при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости модифивЂ” катора, в качестве ароматических углеводородов используют фракцию ароматического концентрата с т. кип. о

200 вЂ” 270 С выделенную экстракцией фурфуролом из флегмы каталитического крекинга которую обрабатывают проФ о пиленом при 170-220 С в присутствии алюмосиликатного катализатора при массовом соотношении пропилеи: фракция ароматического концентрата

0,5-1:1 и давлении 5-25 атм.

630827 смешивают с фракцией до 270 С ароматического экстракта. Смесь подают для алкилирования в проточный реактор в присутствии синтетического алюмосиликата.

Реакция происходит в следующих условиях: о температура 220 С, давление

10 ати, скорость подачи смеси 0,5ч о весовое соотнбшение фракции до 270 С ароматического экстракта:пропилен

1: 1. Продолжительность опыта 8 ч.

Получено, г: алкилата 925, газа

55, кокса 7. Потери 10 г. 15

Алкилат подвергают четкой ректификации в вакууме на колонке с эффективностью 10-15 т.т ° и кратности орошения (8-1 0): 1 .

Выделено, r фр. 200-270 С (воз- 20 вратного ароматического экстракта) с п в вЂ” 1,5370 556, фр. 270-420 УМ, с ь, вЂ” 1,5610 336 остаток 22. Потери 11 г.

Таким образом, выход УМ на исходную смесь составляет 33,6 мас.X.

Пример 5. В баллон емкостью о

2 л, загружают 670 г фракции до 270 С ароматического экстракта, куда также через сифон загружают 330 r пропиле- З0 на. Под давлением азота пропилен смео шивают с фракцией до 270 С ароматического экстракта. Смесь подают для алкилирования в реактор в присутст. вии синтетического алюмосиликата.

Реакция проходит в следующих условиях:

0 температура 220 С, давление 5 ати, 1 скорость подачи смеси сырья 0,5 ч о весовое соотношение фракции до 270 С 40 ароматического экстракта: пропилен

2:1. Продолжительность опыта 8 ч.

Получено, г: алкилата 970, газа

14, кокса 5 ° Потери 11 r °

Алкилат подвергают четкой ректи- 45 фикации в вакууме на колонке с эффективностью 10-15 т.т и кратности орошения (8-10): 1. о . Выделено, r: фракции 200-270 С (возвратного ароматического экстракта) с пв вЂ” 1,5360 715, фр, 270420 УМ n вЂ” 1,5596 223, остаток 21,3.

Потери 10,7 г.

Таким образом, выход УМ на исходную смесь составляет 2 1,3 мас.X. 55

Сводный материальный баланс пол-чения УМ при оптимальных условиях приведен в табл. 1.

Полученный оптимальный образец

УМ из опыта 1 испытывают при добавке его в количестве 40-50Х при получении ПВХ композиций.

Свойства ПВХ композиций, содержащих ТНМ, диоктилфталат (ДОФ) и пластификатор УМ, а также непластифицированного ПВХ приведены в табл. 2.

Непластифицированный ПВХ является жестким материалом; температура стеклования его лежит в пределах о от +78 до +105 С, температура текучести от +150 до +160 С, содержит

0,3-0,5% летучих веществ и влагу, прочность на разрыв составляет 400600 кгс/см, относительное удлинение при разрыве 10-50%, морозостойкость (-10 С) .

Композиции, содержащие пластификаторы, отличаются от непластифицированного ПВХ низкой температурой стеклования, высокой эластичностью, пониженной прочностью на разрыв, высоким процентом относительного удлинения и лучшей морозостойкостью (за исключением композиций с THM).

Все приведенные пластификаторы являются неокрашивающими.

Предложенный УМ имеет примерно такую же температуру стеклования как у ДОФ (-75 С и -8 С соответственно).

Пластификатор ТНМ имеет более высоо кую температуру стеклования +12 С.

По температуре текучести композиции УМ мало отличаются от THN (+155 С и +160 С, соответственно и превосхоо дят ДОФ (+120 С). По летучести УМ и ТНМ не превосходят ДОФ (О, 1%, О, 1% и 0,65%) .

Важным преимуществом композиции, содержащей УМ, является более высокая прочность на разрыв (226 кгс/см ) по сравнению с композициями, содержащими ДОФ (150 кгс/см и THN (190 кгс/см ) . Морозостойкость (-30 С) композиции с УМ также вьппе по сравнению с композицией, содержащей

ТНМ (+5 С), и приближается к морозостойкости композиции с ДОФ (-35 С).

Таким образом, пластификатор УМ превосходит THM по таким важным показателям композиции как температура стеклования, прочность на разрыв и морозостойкость, à IIo сравнению с ДОФ повышает температуру текучести и прочности на разрыв композиции.

630827

2) Пропилен чистотой ... 99,9Х, полученный низкотемпературным фракционированием пиролизного газа.

3) Катализатор вЂ” промышленный шариковый синтетический алюмосиликат.

Опыты по получению УМ проводят на лабораторной установке проточного типа в условиях: температура изменяется от 180 до

220 С, давление от 5 до 25 ати, объо 10 емная скорость подачи сырья и пропилена в реактор изменяется от 0,3

l до 0 5 ч и весовое соотношение ароматического экстракта к пропилену от 0,5-.1 к 1,0.

Выход УМ-фракции алкилата от 300 до 420 С колеблется от 23,0 до

57,4 мас ° ч. за один проход сырья, а при рециркуляции непрореагировавших продуктов вЂ” около 94,0 мас.X на исходное сырье.

Полученный УМ испытывают в ПВ композициях в количестве до 50,0 мас.7.

Пример 1. В баллон с объемом

2 л загружают 670 г фракции до 270 С ароматического экстракта, куда также загружают через сифон 330 г пропилена. Под давлением азота пропилен о смешивают с фракцией до 270 С ароматического экстракта. Смесь подают 30 для алкилирования Bпроточный реактор, где в присутствии синтетических алюмосиликатов проходит реакция в условиях: температура 220 С, давление 35

20 ати, скорость подачи смеси сырья

0 5 ч весовое соотношение фрака ции до 270 С ароматического экстракта: пропилеи 2: 1. Продолжительность опыта 8 ч. 40

В результате опыта получено, г: алкилата 990, газа 0 1 кокса 5.

Потери 4 r.

Алкилат подвергают четкой ректификации в вакууме на колонке с эффек-45 тивностью 10-15 т.т. и кратностью орошения (8-10): 1. а

Выделено, r: фр. ?00-270 С (возвратный ароматический экстракт с и

1,5410 390, фр. 270-420 С УМ с qp вЂ” 50

1,5690 570, остаток 20. Потери 10 r.

Таким образом, выход УМ на исходную смесь составляет 57 мас.X.

Пример 2. В баллон емкостью

2 л загружают 670 г фракции до 270 С 55 о ароматического экстракта, куда также загружают через сифон 330 г пропилена. Под давлением азота пропилен смешивают с фракцией до 270 С ароматического экстракта. Смесь подают для алкилирования в проточный реактор, где в присутствии синтетических алюмос:ликатов проходит реакция в условиях: а температура 220 С, давление

25 ати, скорость подачи смеси сырья

0,3 ч, весовое соотношение фракции до 270 С ароматического экстракта:пропилея 2:1. Продолжительность опыта 13,3 ч.

Получено, r: алкилата 980, газа 3, кокса 7. Потери 10 г.

Алкилат подвергают четкой ректификации в вакууме на колонке с эффективностью 10-15 т.т. и кратностью орошения (8-10): 1.

Выделено, r: 529,2 фр. 200-270 С (УМ) с пд 1,5626, остаток 26,5.

Потери 12,7 r.

Таким образом выход УМ на исходную смесь составляет 4 1, 16 мас.X.

Пример 3. В баллон емкостью

2 л загружают 670 г фракции до 270 С ароматического экстракта, куда также через сифон загружают 330 r пропилена. Под давлением азота пропилеи смешивают с фракцией до 270 С ароматического экстракта. Смесь подают для алкилирования в проточный реактор, где в присутствии синтетического алюмосиликата проходит реакция в следующих условиях: а температура 180 С, давление

20 атм, скорость подачи смеси 0,5 ч весовое соотношение фракции о до 270 С ароматического экстракта: пропилеи 2:1. Продолжительность опыта 8 ч.

Получено, r: алкилата 970, газа 20 и кокса 4 г. Потери 6 r.

Алкилат подвергают четкой ректификации в вакууме на колонке с эффективностью 10-15 т.т. и кратностью орошения (8-1):1.

Выделено, г: фр. 200-270 С (возвратного ароматического экстракта с n „ вЂ” 1,5340, 610, фр. 270-420 С

УМ nр N - 1ф5610, 340, остаток 14 °

Потери 6 г.

Таким образом выход УМ на исходную смесь составляет 34,0 мас.X.

Пример 4. В баллон емкостью

2 л загружают 500 г фракции до 270 С ароматического экстракта, куда также через сифон загружают 500 г пропилена. Под давлением азота пропилен

630827 смешивают с фракцией до 270"С ароматического экстракта. Смесь подают для алкилирования в проточный реактор в присутствии синтетического алюмосиликата.

Реакция происходит в следующих условиях: о температура 220 С, давление

10 ати, скорость подачи смеси 0,5 ч о весовое соотношение фракции до 270 С ароматического экстракта:пропилен

" 1: 1. Продолжительность опыта 8 ч.

Получено, r: алкилата 925, газа

55, кокса 7. Потери 10 г. !5

Алкилат подвергают четкой ректификации в вакууме на колонке с эффективностью 10-15 т.т. и кратности орошения (8-10): 1.

Выделено, г; фр. 200-270 С (возвратного ароматического экстракта) с ив вЂ” 1,5370 556, фр. 270-420 УМ, с h вЂ” 1,5610 336 остаток 22. Потери 11 r.

Таким образом, выход УМ на исходную смесь составляет 33,6 мас.X.

Пример 5. В баллон емкостью о

2 л, загружают 670 г фракции до 270 С ароматического экстракта, куда также через сифон загружают 330 г пропиле- 30 на. Под давлением азота пропилен смео шивают с фракцией до 270 С ароматического экстракта. Смесь подают для алкилирования в реактор в присутст. вии синтетического алюмосиликата. 35

Реакция проходит в следующих условиях: о температура 220 С, давление 5 ати, ! скорость подачи смеси сырья 0,5 ч о весовое соотношение фракции до 270 С 4р ароматического экстракта: пропилен

2:1. Продолжительность опыта 8 ч.

Получено, г: алкилата 970, газа

14, кокса 5. Потери 11 г.

Алкилат подвергают четкой ректи- 45 фикации в вакууме на колонке с эффективностью 10-15 т.т и кратности орошения (8-10):1. о

Выделено, r: фракции 200-270 С (возвратного ароматического экстрак- gp та) с пв вЂ” 1,5360 715, фр. 270420 УМ n > вЂ” 1,5596 223, остаток 21,3.

Потери 10,7 г.

Таким образом, выход УМ на исходную смесь составляет 2 1,3 мас.X.

Сводный материальный баланс пол-чения УМ при оптимальных условиях приведен в табл. 1, Полученный оптимальный образец

УМ из опыта 1 испытывают при добавке его в количестве 40-507. при получении ПВХ композиций.

Свойства ПВХ композиций, содержащих THM" диоктилфталат (ДОФ) и пластификатор УМ, а также непластифицированного ПВХ приведены в табл. 2.

Непластифицированный ПВХ является жестким материалом: температура стеклования его лежит в пределах о от +78 до +105 С, температура текучести от +150 до +160 С, содержит

0,3-0,5Х летучих веществ и влагу, прочность на разрыв составляет 400600 кгс/см, относительное удлинение при разрыве 10-503, морозостойкость (-10 С) .

Все приведенные пластификаторы являются неокрашивающими.

Предложенный УМ имеет примерно такую же температуру стеклования как у ДОФ (-75 С и -8 С соответственно). о о.

Пластификатор ТНМ имеет более высоо кую температуру стеклования +12 С.

По температуре текучести композио ции УМ мало отличаются от THN (+155 С и +160 С соответственно и превосхоо о дят ДОФ (+120 С) . По летучести УМ и THM не превосходят ДОФ (0,17, 0,17 и 0,65%).

Важным преимуществом композиции, содержащей УМ, является более высокая прочность на.разрыв (226 кгс/см ) по сравнению с композициями, содержащими ДОФ (150 кгс/см и THM (190 кгс/см ) . Морозостойкость (-30 С) композиции с УМ также выше по сравнению с композицией, содержащей

THM (+5 С), и .приближается к морозостойкости композиции с ДОФ (-35 С).

Таким образом, пластификатор УМ превосходит ТНМ по таким важным показателям композиции как температура стеклования, прочность на разрыв и морозостойкость, а по сравнению с ДОФ повышает температуру текучести и прочности на разрыв композиции.

630827

Таблица1

Сводный материальный баланс получения УИ в оптимальных условиях

Взято, r Получено, г Изра;.хоПродукт

Фр. 200-270 С

66,7

45,4

27,7

39,0

54,6

33 3

33,3