Способ получения углеводородного модификатора для поливинилхлорида

Способ получения углеводородного модификатора для поливинилхлорида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 — 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 модифи— катора, в качестве ароматических углеводородов используют фракцию ароматического концентрата с т. кип. о

200 — 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 — 1,5370 556, фр. 270-420 УМ, с ь, — 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 — 1,5360 715, фр, 270420 УМ n — 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 — 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

О

57,4 мас ° ч. за один проход сырья, а при рециркуляции непрореагировавших продуктов — 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 — 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 „ — 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

О

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 — 1,5370 556, фр. 270-420 УМ, с h — 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 — 1,5360 715, фр. 270420 УМ n > — 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) .

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). 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

Пропилея

Фр. 270-420 С (УМ) 93,4

57,0

Остаток

2,0

2,0

3,3

2,0

2,0

3,3

Потери

61э0 61э0 100 100

100

100

Всего

1довано, r

Получено, г

Израсходовано, Ж

Получечено, 7

630827

О

E и о о

07 о х а оо

1о

3 и

Ю

1 а ь

1 I О Ф

1 Х х о х 0) о

CCj

Cd а î а

1» а

QJ 1

Ф Я 1 х х а

Ю и !

C) ь 4 (Ч о и

Е х

1» (,), и

Г»

Ю

ЮЮ

Ю с4 с т1

I1 1

K х

1-

Cd а

Ю ь

С4

Ю

Ю л

Ю а

О1 С Ч л е ь л Qj д а

V E" (jj о х ю а О х

cjj o

Ь tf

О л ь

< 1 л

Ю Ю л л ь .с

О О л ь

A и о х х х

Е

Cd

С) Ю О

+ ь л

Ц аю

1о -

1 !

1 !

I

I ! !

I х х х

cd о

Ц

Х

dj и (б а и !.» о с6

E" и

>х о

М (3 е ь х лo ь ю

»

+ + м х

Cdj Ф

0 И å ь

»

+ х

М х о

И

X о

Ц

cd

Я

Ц х Ê

Х о х

Cd <"„

К М а о

dj

tf

o и

И е х х

1 х о

И

Х о

М о !

Х х х

xæ

Ц о

I-—

I1

lC

Щ х

Р о х

М E» Cjj Ф о и и cd д ц о о

Ф\ О) Е 1- ю ь а (Ч о

+ + +

О

C)

+ ь

CO С 4 л л л со л со

+ I + I 1