Способ получения нефтеполимерной смолы

Формула

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЕПОЛИМЕРНОЙ СМОЛЫ путем фракционирования жидких продуктов пиролиза, их термической полимеризации и отгонки непрореагировавших углеводородов, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода нефтеполимерной смолы, повышения ее ненасыщенности и снижения молекулярной массы, смесь фракции C5 с т.кип. 25 - 70oС и C8 - C10 с т.кип. 120 - 200oС полимеризуют при 110 - 150oС и давлении 2 - 5 атм с последующей отгонкой углеводородов, выпикающих до 120oС, и дополимеризацией полученного продукта при 230 - 270oС и давлении 6 - 12 атм.

Описание

Изобретение относится к способам получения нефтеполимерной смолы (НПС) путем полимеризации непредельных соединений, содержащихся в жидких продуктах пиролиза углеводородов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Ввиду дефицита и высокой стоимости инденкумароновых, стирольно-инденовых смол коксохимического производства и канифоли лесохимического происхождения в СССР и за рубежом в последние годы отмечается тенденция к резкому увеличению объема производства нефтеполимерных смол на базе дешевого и доступного сырья - жидких побочных продуктов пиролиза углеводородов.
Известен способ комплексной переработки жидких продуктов пиролиза с получением НПС.
Полимеризацию непредельных соединений осуществляют как термически, так и с использованием инициаторов и катализаторов. Жидкие продукты пиролиза предварительно ректифицируют с выделением фракций C5, C6-C7, C8, C910. Для выработки НПС обычно используют фракции C8, C9-C10. При этом получаемые смолы носят стирольный или инденовый характер, что ограничивает область их применения. Фракция С5, содержащая такие диеновые углеводороды, как циклопентадиен, пиперилен, изопрен, в производстве НПС находят ограниченное применение, так как вовлечение в реакцию сополимеризации изопрена ухудшает качество смолы.
Ближайшим к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения нефтеполимерной смолы путем фракционирования жидких продуктов пиролиза, их термической полимеризации и отгонки непрореагировавших углеводородов.
Для получения нефтеполимерных смол используют фракции С8 и С9, выкипающие соответственно в пределах 130-160оС и 160-190оС. При этом фракцию С8 подвергают инициированной полимеризации в присутствии перекисных соединений и после отгонки от полимеризата низкокипящих углеводородов получают твердую нефтеполимерную смолу СПС (сланцевая полимерная смола). Фракцию С9 полимеризуют с хлористым алюминием или другими хлоридами металлов с получением после отгонки легких углеводородов нефтеполимерной смолы ССПИ (смола сланцевая полиинденовая).
Указанный процесс получения нефтеполимерных смол имеет ряд существенных недостатков:
Низкая ненасыщенность (йодное число 3-6 йода/100 г продукта) и высокая молекулярная масса (до 16-30 тыс) получаемой нефтеполимерной смолы, что обуславливает плохую реакционную способность смол и ухудшает их растворимость в нетоксичных алифатических растворителях:
низкий выход нефтеполимерных смол, составляющий суммарно 7,6%, считая на исходную жидкую смолу пиролиза, в том числе 3,2% смолы СПС (27% на фракцию С8) и 4,4% смолы ССПИ (70% на фракцию С9);
коррозия аппаратуры при использовании в качестве катализатора хлоридов металлов;
необходимость нейтрализации и отмывки катализатора и очистки образующихся при этом сточных вод;
значительная продолжительность полимеризации.
Целью изобретения является увеличение выхода нефтеполимерной смолы, повышение ее ненасыщенности и снижение молекулярной массы.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения нефтеполимерной смолы путем фракционирования жидких продуктов пиролиза, их термической полимеризации и отгонки непрореагировавших углеводородов смесь фракций С5 с т.кип. 25-70оС и С810 с т.кип. 120-200оС полимеризуют при 110-150оС и давлении 2-5 атм с последующей отгонкой углеводородов, выкипающих до 120оС, и дополимеризацией полученного продукта при 230-270оС и давлении 6-12 атм.
В указанных условиях димеризации подвергаются главным образом циклопентадиен и пиперилен; в последующем эти димеры сополимеризуются со стиролом, винилтолуолом, инденом и другими непредельными углеводородами фракции С810. Выбранные параметры давления обеспечивают нахождение сырья при температуре процесса в жидкой фазе.
В настоящее время фракция С5 используется не достаточно квалифицированно и в смеси с другим фракциям жидких продуктов пиролиза гидрируется с целью последующего использования в качестве компонента бензина.
Получаемая согласно изобретению светлая нефтеполимерная смола характеризуется высокой реакционной способностью и ненасыщенностью (йодное число по марготесу 60-90 йода/100 г продукта), мол. м. 400-800 и температурой размягчения 70-90оС.
Ниже приводятся примеры получения нефтеполимерной смолы предлагаемым способом в лабораторном автоклаве объемом 2 л, снабженном электрообогревом и перемешивающим устройством.
Исходным сырьем служит смесь фракции С810, выкипающей в пределах 120-200оС, и фракции С5 с пределами кипения 25-70оС жидких продуктов пиролиза бензина.
Качество и углеводородный состав фракций С810 и С5 приведены соответственно в табл. 1 и 2.
Из фракции С810 на аппарате АРН-2 выделены фракции с пределами кипения 130-160оС (С8) и 160-190оС (С9). Выход их составил соответственно 80 и 12 мас.%.
Показатели качества выделенных фракций и их компонентный состав приведены в табл. 1 и 2.
П р и м е р 1. Фракции С810 пиролиза бензина в количестве 1000 г в смеси с 100 г (10 мас.%) фракции С5 подвергают полимеризации при температуре 150оС и давлении 5 атм в течение 3 ч. После отгонки 58 г легких углеводородов, выкипающих до 120оС, остаток в количестве 1042 г подвергают полимеризации при температуре 270оС, давлении 12 атм в течение 4 ч.
От полученного полимеризата производят отгонку непрореагировавших углеводородов и жидких полимеров. В остатке получают нефтеполимерную смолу с температурой размягчения 72оС. Выход ее составил 438 г, т.е. 43,8 мас.% от фракции С810 или 39,8 мас.%, считая на исходную смесь. Показатели качества полученной НПС представлены в табл. 3.
П р и м е р 2. Смесь 1000 г фракции С810, выкипающей в пределах 120-200оС, пиролиза бензина с 300 г (30 мас.%) фракции С5 с пределами кипения 25-70оС подвергают полимеризации при температуре 110оС, давлении 2 атм, продолжительности 4 ч. От полученного полимеризата производят отгонку 183 г легких углеводородов, выкипающих до 120оС.
1127 г продукта полимеризации с т.кип. выше 120оС подвергают полимеризации в течение 4,5 ч при температуре 230оС и давлении 6 атм. После отгонки от полимеризата части жидких углеводородов получают 461 г нефтеполимерной смолы с температурой размягчения 88оС. Выход НПС составил 46,1 мас.% от фракции С810 или 35,5 мас.% считая на исходную смесь. Данные по качеству полученной нефтеполимерной смолы приведены в табл. 3.
Из данных углеводородного состава (см. табл. 2) видно, что способ согласно изобретению позволяет увеличить вовлечение в НПС диеновых углеводородов. При этом выход смолы от исходного сырья в сравнении с суммарным выходом НПС по известному способу повышается на 11,7-16,0 мас.% (см. табл. 3) или в 1,5-1,7 раза. Суммарное время димеризации и полимеризации исходного сырья по изобретению составляет 7-8,5 ч, что в 3-43,7 раза меньше суммарного времени полимеризации фракций согласно прототипу. Получаемые нефтеполимерные смолы характеризуются значительно более высокой ненасыщенно- стью (йодное число 68-82 йода/100 г продукта против 3-8 г йода/100 г продукта), более низкой молекулярной массой (470-760 против 1400-2700) и температурой размягчения (72-88оС против 106-122оС).
Таким образом, изобретение позволяет увеличить выход нефтеполимерной смолы и снизить ее молекулярную массу.

Рисунки

Заявка

2724567/05, 12.02.1979

Варшавер Е. М, Думский Ю. В, Костин Н. И, Мельникова Р. А, Новожилов Л. В, Леонтьев Г. Н, Гандман З. Е

МПК / Метки

МПК: C08F 240/00

Метки: смолы, нефтеполимерной

Опубликовано: 09.01.1995

Код ссылки

<a href="http://patents.su/0-862578-sposob-polucheniya-neftepolimernojj-smoly.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения нефтеполимерной смолы</a>

Похожие патенты