Способ получения высоковакуумного масла "алкарен-24

Патент 973520

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Соез Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>973520 ф с.г . г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0111.77 (21) 2537780/23-04 (ф1) М Кд 3

С 07 С 15/24

С 07 С 2/68 с присоединением заявки ¹

1осударствеииый комитет С С С Р, по делам изобретеиий и открытий (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 151182, Бюллетень Hо42

t j3) УДК 665. 652...4(088.8) Дата опубликования описания 151132

И.Л. Котляревский, Н.И. Мякина и С.А. Глядинсжая (72) Авторы изобретения

Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОВАКУУМНОГО NACJlA

"АЛКАРЕН-2 4 "

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к производству органических жидкостей, используемых в качестве рабочего тела в диффузионных насосах сверхвысокого вакуума.

В качестве рабочей жидкости указанных насосов используется полифениловый эфир ("Капча3ех"), обладающий высокой термоокислительной стойкостью, низкой упругостью пара и позволяющий получать раэряжение на . уровне 2-5 .10 Змм рт.ст. без применение азотных ловушек.

Однако, обладая хорошими качест- вами, полифениловый эфир очень дорог ввиду сложности технологии.его получения. Кроме того, он обладает высокой токсичностью..

Известен способ получения высоковакуумного масла путем алкилирования нафталина индивидуальными высшими е(-олефинами, содержащими от 20 до .24 атомов углерода в молекуле. Процесс алкилирования протекает при повышенной температуре в присутствии

s качестве катализатора активной глины. Эти жидкости обеспечивают при работе в диффузионных насосах получение сверхвысокого вакуума 2,8-4,8 10 мм рт. ст. (1).

Однако недоступность индивидуальных высших олефинов не дает возмож-, ности широко использовать указанный способ в промьхапенности.и, таким образом. сверхвысоковакуумное масло, полученное алкилированием нафталина, практически недоступно на производстве.

Кроме того, при алкилировании нафталина олефинами со значительной скоростью протекает олигомеризация олефпнов, что обуславливает загряз нение целевого продукта димерами и е трнмерами олефинов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения высоковакуумного масла "Алкарен-I" путем алкилирования нафталина с использованием в качестве алкнлнрующего агента продукта дегидратации кубового остатка, образующегося .прн гидрировании кашалотовых спиртов.

Процесс проводят при 20-100оC в присутствии комплексного катализатора

2 ВГ Н РО . Продуктом алкилирования а нафталйна является смесь высших алкнлнафталинов, которая после перегонки в вакууме обеспечивает в диффузионных насосах сверхвысокого. ва973520 куума разряжение .порядка

2 10 9мм рт.ст. без применения азотных ловушек (2 ).

Кубовой остаток, образующийся при гидрировании кашалотовых спиртов, считается отходом производства. Это 5 дешевое и доступное "сырье" и высо-. ковакуумное масло "Алкарен-I", полученное этим способом, реально доступно на производстве. Но ввиду высокой дефицитности основного сырь- i0 евого источника вЂ” кашалотовых спиртов, этот способ не может найти широкого практического использования.

Следует также отметить, что хотя олигомеризация олефинов при катализаторе 2BF Н РО,» идет в значительно ".

» »еньшей степени, все-таки целевой продукт загрязнен олигомерами олефинов (иодное число полученных алкилнафталинов равно 2-3). В условиях промышленного производства очистка алкилнафталинов от олигомеров олефи. нов представляет большие трудности.

Целью изобретения является новышение чистоты целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения высоковакуумного масла путем алкилирования нафталина алкилирующим аген.том прн 20-100 С в присутствии ката . лизатора процесс проводят с исполь- 30 эованием в качестве катализатора хлористого алюминия и в,качестве алкилирующего агента используют нор« мальные вторичные алкилхлориды, содержащие 8-12 атомов углерода, или 35 их смеси при мольном соотношении алкилхлоридов и нафталина, равном

2 5-5, Технология способа состоит в следующем.. Процесс алкилирования прово- @ дят при 20ОС и лишь для окончания процесса требуется кратковременное повышение температуры до 100ОC. . Продуктом алкилирования нафталина является смесь ди- и триалкилнафта45 линов с йодным числом около О, которая после несложной очистки может использоваться в качестве рабочей жидкости в диффузионных насосах сверхвысокого вакуума, обеспечивая получение вакуума порядка 4 -10 9 мм рт.ст. беэ применения азотных ловушек. Кроме того, при перегонке в вакууме выделяется более низкокипящая фракция, обеспечивающая вакуум 1O ». мм рт.ст. 55 йлкилхлориды, применяемые в качестве алкилирующего агента, могут быть получены присоединением хлористого водорода к олефинам С -С„ или их смесям. Смесь олефинов СЭ-С > является весьма доступным и дешевым сырьем, так как получается в крупных промышленных масштабах пиролизом парафинов. Б5

Пример 1. Соотношение алкилхлоридов к нафта»пину 2,7:1. В реакционный сосуд с мешалкой загружают 1,5 кг (19,5 моль) нафталина и

13 кг (74 моль) алкилхлоридов, образующихся при нрисоединении газообразного хлористого водорода.к фракции ct-олефинов с т. кип. 180-240ОС.

При 20-25 С в три порции по 20-30 r эа 1,5 ч загружают 70 r безводного хлористого алюминия. Происходит бурное выделение хлористого водорода.

Для окончания реакции смесь эа 2 ч нагревают до 90 С, охлаждают до 50ОС, добавляют 13 л бензина "кал ыа" и оставляют отстаиваться. на 3 ч. Нижний слой комплекса сливают, а к углеводородному слою добавляют 100 r порошкообразного едкого кали (или едкого натра), перемешивают 30 мин, дают отстояться 30 мин, и.щелочной слой (300-400 мл) сливают, отфильт1 ровывают осадок, а углеводород при»соединяют к общему углеводородному слою.

От углеводородов в вакууме 2012 мм отгоняют бензин "калоша" нао

I гревая в конце до 120 . Продукт алкилирования сливают s перегонный куб и подвергают разгонке с небольшой колонкой (2-3 теоретических тарелки).

Получают, кг: легкая фракция с т. кип. до 200 С/1 мм рт.ст. 3,89;

"Алкарена вЂ” 21" с т.кип. 200

240 C/1 мм рт.ст, 1,32; "Алкарена-24" с т. кип. 240-280 C/1 мм рт.ст. 7,1; остаток 0,8.

После очистки от олигомерных олефинов продукт алкилирования ("AJIKcLpeH-24") имеет средний мол. вес 570 (т.е. состоит иэ нафталинового ядра с тремя алкильными ра« дикала»л, содержащими каждый в среднем 10 атомов углерода), йодное число О.

"йлкарен-24" при использовании в качестве рабочей жидкости в диффузионных насосах обеспечивает получение вакуума 4 10 9 мм рт.ст. без применения азотных ловушек и

8-10 "омм рт.ст. с азотными ловушками, "Алкарен-24" не изменяется при напуске воздуха в работающую систему.

"Рлкарен-21" в тех же условиях обеспечивает вакуум 10- и 10"в мм рт.ст.

Пример 2. Соотношение алкилхлоридов к нафталину (2,5:1), В колбе с мешалкой проводят конденсацию 62 г нафталина с 212 г смеси алкилхлоридов в присутствии 3 r хлористого алюминия в условиях, аналогичных примеру.1. После завершения реакции верхний углеводородный слой сливают с нижнего слоя комплекса и разбавляют равным объемом петроле »ного эфира (т. кип. 70-100 C) и »цают хорошо отстояться.

973520

Формула изобретения

Способ получения высоковакуумного масла путем алкилирования нафталина алкилирующим агентом при температуре 20-100 С в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью повыаения чистоты целевого продукта, процесс проводят с использованием в качестве катали40 затора хлористого алюминия и в качестве алкилирующего агента используют -нормальные вторичные алкилхлориды, содержащие 8-12 атомов углерода, или их смеси при мольном соот45 ношении алкилхлоридов и нафталина, равном 2,5-5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент CILIA У 3563673, 50 кл. С 07 С 15/24, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 544644, кл. С 07 С 3/52, 1972 (про,тотип).

Составитель Л. редактор И. Дылын Техред М.Надь

Боброва

КорректорО. Вилах

Заказ 8606/24 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

После отстаивания верхний органический слой отделяют от нижнего тяжелого слоя и перемешивают с 7 r твердого порошкообраэного КОН до обесцвечивания. После фильтрации от щелочи и удаления петролейного эфира остаток подвергают вакуумной перегонке и получают следующие фракции:

1. Легкая фракция (смесь углеводородов и низших алкилнафталинов).

T. кип. 90-200 C/1 мм рт.ст. вЂ” 27.г. !

1. "Алкарен-21". Т.кип. 200 240oC/1 мм рт.ст. вЂ” 25 г.

lll. "Алкарен-24".. Т.кип. 240ЗОО C/1 мм рт.ст. вЂ” 103 г -0,2.

При необходимости получения более узкой фракции "Алкарена-24" III фракцию можно повторно перегнать с ректификационной колонкой в 2-3 теоре тические тарелки.

Пример 3. При конденсации

5 моль 2-хлороктана с 1 моль нафталина, проведенной в условиях примера 1, получается смесь октилнафт-линов, имеющая средний мол. вес.550, йодное число 0,6. Выход 46,7Ъ, т.кип. 230-260oC/0,5 мм рт.ст.

Этот продукт конденсации состоит из нафталинового ядра, имеющего в качестве заместителей в среднем

3,75 октильных радикала, т.е. состоит в основном иэ тетраоктилнафталина с примесью триоктилнафталина. При работе в диффузионных насосах обес.печивает .получение вакуума .10.8мм рт.ст.

П р .и м е р 4. Соотношение алкилхлоридов к нафталину (2,8:1).

Проведен в тех же условиях, что и пример 1. Иэ 412 г додецилхлорида, 92 г нафталина и 3 г хлористого алю-, миния получено 278 г алкилнафталинов (выход 64,53), состоящих в основном из тридодецилнафталина с примесью дидоцецилнафтапина, средний мол. sec йродукта 613, пределы кипения 230-270ОС/О „.5 мм рт.ст., йодное число 0,7. При работе в диффузионных насосах обеспечивает вакуум 10 8мм рт.ст. без применения азотных ловушек.

Ьлкилнафталины, полученные предложенным способом, представляют собой бесцветные жидкостй, устойчивые к окислению. После перегонки в вакууме можно получить различные фракции, которые используются в диффузионных насосах сверхвысокого вакуума в,качестве рабочей жидкости для достижения требуемого вакуума.

Высоковакуумные масла, полученные предложенным способом, представляют полиалкилнафталины, имеющие в качестве заместителей при нафталиновом ядре от 2 до 4 коротких алкильных цепей С -C« . Это определяет доступность сырьевой базы, а следовательно, и легкость реализации предложенного способа в проьышленном производстве.

Кроме того, получение сравнительно чистых алкилнафталинов позволяет значительно упростить технологию их очистки в промышленных условиях.

Поскольку для получения сверхвысоковакуумного масла алкилхлориды применяются в молярных количествах (от 2,5 до 5), значительно превышающих молярное количество нафталина, последний не содержится в продуктах реакции, потому отпадает необходимость в проведении перегонки легко кристаллизующегося и воэгоняющегося нафталина, обычно забивающего трубопроводы перегонной аппаратуры.