DD240308A3 - PROCESS FOR PREPARATION OF TECHNICAL CARBON MIXTURES - Google Patents
PROCESS FOR PREPARATION OF TECHNICAL CARBON MIXTURES Download PDFInfo
- Publication number
- DD240308A3 DD240308A3 DD21653979A DD21653979A DD240308A3 DD 240308 A3 DD240308 A3 DD 240308A3 DD 21653979 A DD21653979 A DD 21653979A DD 21653979 A DD21653979 A DD 21653979A DD 240308 A3 DD240308 A3 DD 240308A3
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- polymerization
- ene
- polymers
- item
- buta
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerization Catalysts (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Kohlenwasserstoffgemischen, wie sie in Benzinpyrolyseanlagen, Raffinerieanlagen und Butandehydrierungsanlagen anfallen, wobei das Ziel darin besteht, durch schrittweise Polymerisation zu Oligo- und Polymeren des Buta-1,3-diens mit und ohne funktionelle Endgruppen, zu Oligo- und Polymeren des Isobutens und zu Oligo- und Polymeren des But-1-ens in homogener und heterogener Phase zu gelangen, ohne dass vorher eine Abtrennung der zu polymerisierenden Komponente erfolgte. Dadurch ist eine Einsparung von Trennprozessen moeglich, so dass es sich um ein oekonomisches und rationelles Verfahren zur Aufarbeitung von C4-Kohlenwasserstoffgemischen handelt. Es wurde gefunden, dass das Buta-1,3-dien in Oligomere und Polymere mit und ohne funktionelle Endgruppen direkt aus dem Gemisch heraus polymerisiert werden kann, ohne dass sich die Produkteigenschaften gegenueber den aus reinem Buta-1.3-dien erzeugten Polymeren aendern. Es wurde weiterhin gefunden, dass das Isobuten der Restgase der ersten Polymerisationsstufe direkt aus dem Gemisch heraus in Oligomere und Polymere uebergefuehrt werden kann unter Erhalt der Eigenschaften von aus reinem Isobuten hergestellten Produkten. Darueberhinaus wurde gefunden, dass das But-1-en der Restgase der zweiten Polymerisationsstufe direkt aus dem Gemisch heraus in Polybut-1-en uebergefuehrt werden kann, ohne dass sich die von Polybut-1-en, das aus reinem But-1-en hergestellt wurde, bekannten Eigenschaften aendern. Weiterhin wurde gefunden, dass die zweite und die dritte Polymerisationsstufe ohne negative Folgen fuer die Durchfuehrung und die Produkte vertauscht werden koennen.The invention relates to a process for working up hydrocarbon mixtures, as obtained in gasoline pyrolysis plants, refinery plants and butane dehydrogenation plants, the aim being, by stepwise polymerization to oligo- and polymers of buta-1,3-diene with and without functional end groups, to oligo - And polymers of isobutene and to oligomers and polymers of but-1-ene in a homogeneous and heterogeneous phase without having previously carried out a separation of the component to be polymerized. As a result, a saving of separation processes is possible, so that it is an economical and rational process for the workup of C4 hydrocarbon mixtures. It has been found that buta-1,3-diene in oligomers and polymers with and without functional end groups can be polymerized directly out of the blend without changing product properties over the pure buta-1,3-diene produced polymer. It has furthermore been found that the isobutene of the residual gases of the first polymerization stage can be converted directly from the mixture into oligomers and polymers while retaining the properties of products prepared from pure isobutene. In addition, it has been found that the but-1-ene of the residual gases of the second polymerization stage can be converted directly from the mixture into polybut-1-ene, without that of polybut-1-ene, that of pure but-1-ene was prepared to change known properties. Furthermore, it has been found that the second and the third polymerization stage can be interchanged without negative consequences for the implementation and the products.
Description
- 2 - £<iV .5Uo Anwendungsgebiet der Erfindung- 2 - £ <iV .5Uo Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein ökonomisches und rationelles Verfahren zur Aufarbeitung von Kohlenwasserstoffgemischen, die z. B.The invention relates to an economical and rational process for the workup of hydrocarbon mixtures, the z. B.
in Pyrolyseanlagen zur Ethylenerzeugung als Zwangsanfallprodukte entstehen, durch schrittweise Polymerisation der ungesättigten Komponenten zu Produkten mit unterschiedlichen Eigenschaften. Dabei werden Trennungs- und Reinigungsprozesse eingespart und die einzelnen polymerisationsfähigen Komponenten aus dem Gemisch heraus in Polymere übergeführt. Nach jeweils einem Polymerisationsschritt steht das verbliebene Restgas, das noch polymerisierbare Komponenten enthält, als Einsatzgemisch für weitere Reaktionen zur Verfügung.in pyrolysis plants for the production of ethylene as compulsory products by stepwise polymerization of the unsaturated components to produce products with different properties. This separation and purification processes are saved and transferred the individual polymerizable components from the mixture into polymers. After each polymerization step, the remaining residual gas, which still contains polymerizable components, is available as feed mixture for further reactions.
Weiterhin ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Homooligomerisation und -polymerisaten des Buta-1,3-diens, des Isobutens und des But-1-ens mit unterschiedlichen, durch die Reaktionsbedingungen variierbaren Molmassen undFurthermore, the invention allows the preparation of homo-oligomerization and -polymerisaten of buta-1,3-diene, isobutene and but-1-ene with different, variable by the reaction conditions molecular weights and
Mikrostrukturen, . . , .Microstructures,. , ,.
Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung ebenso die Herstellung von Präpolymeren des Buta-1,3-diens, die an jedem Kettenende eine funktioneile Gruppe enthalten, durch Umsetzung der lebenden Polymeren mit verschiedenen Funktionaiisierungsmitteln.In addition, the invention also makes it possible to prepare prepolymers of buta-1,3-diene which contain a functional group at each end of the chain by reacting the living polymers with various functionalizers.
Es ist bekannt, daß Buta-1,3-dien mit Hilfe von Alkalimetallen ohne und in Gegenwart von Reglern selektiv aus buta-1,3- ' dienhaltigen Kohlenwasserstoffgemischen in Polymere mit unterschiedlichen Molmassen übergeführt werden kann. So wird z.B. nach der RO-PS 51.343zur Polymerisation ein Ct-Kohlenwasserstoffgemisch mit Buta-1,3-dien eingesetzt, das bei der Dehydrierung von Butan zu Butan-1,3-dien entsteht. Dieses Gemisch wird mit paraffinischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen versetzt und daraus durch eine feine Dispersion von metallischem Natrium dasButa-1,3-dien in Polymere übergeführt. Die Viskosität der Produkte liegt nach den Polymerisationsbedingungen zwischen 100 und 1500OcP. Nach'der DD-PS 61.102 werden flüssige Buta-1,3-dien-Polymerisate mit Hilfe von Alkalimetallen in Gegenwart von Vinylchlorid als Reglersubstanz und wasserlöslichen cyclischen Ethern im Gemisch mit Wasser erhalten, wenn man Cs-Kohlenwasserstoffgemische, die etwa 50% Buta-1,3-dien enthalten, mit dem oben genannten Initiator zusammenbringt und ca. 12 Stunden bei 600C reagieren läßt. Das Gemisch nicht polymerisierender Kohlenwasserstoffe wird abdestilliert, wobei das flüssige Polybuta-1,3-dien, aus dem durch Wasserwäsche der Initiator entfernt werden muß, zurückbleibt. Der Buta-1,3-diengehalt in den nicht polymerisierenden Kohlenwasserstoffen kann so bis auf ca. 0,5% gesenkt werden. In den beiden Patentschriften Werden keine Angaben zur Struktur der erhaltenen Polymere gemacht, doch ist anzunehmen, daß der Gehalt an 1,2-Struktureinheiten in ähnlicher Weise wie bei der Polymerisation des reinen Buta-1,3-diens größer als 50% ist (vgl. u.a. W. COOPER, G. VAUGHAN, Progr. Polym. Sei. 1,91-160 [1967]; D. H. RICHARDS, Chem. Soc. Rev. 6, 235-60 [1977]). Alkalimetalle in Gegenwart von Aktivatoren, z. B. von kondensierten Aromaten, konjugiert ungesättigten Heterocyclen mit Vinylseitenketten und Diarylketone sowie LEWIS-Basen, z. B. von aliphatischen Monoethern, cyclischen Ethern, Acetalen und tertiären Aminen, sind auch der US-PS 3488340 zur Buta-1,3-dienpolymerisation aus C4-Schnitten geeignet, wobei letztere aus Pyrolyseanlagen oder Paraffin-Dehydrierungsanlagen stammen können. Je nach dem Verhältnis von Monomer zu Initiator lassen sich Polymere mit sehr unterschiedlichen Molmassen erzeugen. In Abhängigkeit von der Polymerisationstemperatur entstehen di- oder monovalente Anionen bzw. Gemische von beiden. Deshalb werden beim Abbruch der Polymerisation mit Funktionaiisierungsmitteln di- oder monofunktionelle Polymere oder Gemische von beiden gebildet. Darüber hinaus ist es möglich. Block- und statistische Copolymere herzustellen, wenn anionisch polymerisierbare Comonomere dem Reaktionsgemisch vorder Polymerisation zugegeben werden. . ·It is known that buta-1,3-diene can be converted with the aid of alkali metals without and in the presence of regulators selectively from buta-1,3- diene-containing hydrocarbon mixtures into polymers having different molecular weights. Thus, for example, according to RO-PS 51.343, a Ct hydrocarbon mixture with buta-1,3-diene is used for the polymerization, which is formed during the dehydrogenation of butane to butane-1,3-diene. This mixture is added with paraffinic or aromatic hydrocarbons and converted therefrom by a fine dispersion of metallic sodium, the butadiene-1,3-diene in polymers. The viscosity of the products is between 100 and 1500 ocP after the polymerization conditions. Nach'der DD-PS 61.102 liquid buta-1,3-diene polymers are obtained with the aid of alkali metals in the presence of vinyl chloride as a regulator substance and water-soluble cyclic ethers in a mixture with water, if Cs-hydrocarbon mixtures containing about 50% buta- Contain 1,3-diene, brings together with the above initiator and allowed to react at 60 0 C for about 12 hours. The mixture of non-polymerizing hydrocarbons is distilled off leaving the liquid polybuta-1,3-diene from which the initiator must be removed by water scrubbing. The buta-1,3-diene content in the non-polymerizing hydrocarbons can thus be reduced to about 0.5%. In the two patents, no information is provided on the structure of the resulting polymers, but it can be assumed that the content of 1,2-structural units in a similar manner as in the polymerization of pure buta-1,3-diene is greater than 50% (see See, inter alia, W. COOPER, G. VAUGHAN, Progr. Polym., 1.91-160 [1967]; DH RICHARDS, Chem. Soc. Rev. 6, 235-60 [1977]). Alkali metals in the presence of activators, eg. B. of fused aromatics, conjugated unsaturated heterocycles with vinyl side chains and diaryl ketones and LEWIS bases, z. As of aliphatic monoethers, cyclic ethers, acetals and tertiary amines, US-PS 3488340 for buta-1,3-dienpolymerisation from C 4 cuts are suitable, the latter can come from pyrolysis or paraffin-dehydrogenation. Depending on the ratio of monomer to initiator polymers can be produced with very different molecular weights. Depending on the polymerization temperature arise di- or monovalent anions or mixtures of both. Therefore, when polymerization is terminated with functionalizers, di- or monofunctional polymers or mixtures of both are formed. In addition, it is possible. Making block and random copolymers when anionically polymerizable comonomers are added to the reaction mixture prior to polymerization. , ·
Es ist weiterhin bekannt, daß Isobuten, But-T-en sowie Er- und Z-But-2-en auf kationischem Weg oligomerisiert und polymerisiert werden können. Dabei zeigt das Isobuten die größte Polymerisationsneigung, was sich in der hohen Reaktionsgeschwindigkeit und den erzielbaren hohen Molmassen der Polymere äußert.It is also known that isobutene, but-T-ene as well as Er- and Z-but-2-ene can be oligomerized and polymerized in a cationic way. The isobutene shows the greatest tendency to polymerize, which manifests itself in the high reaction rate and the achievable high molecular weights of the polymers.
So ist aus der Dissertation von H. HÄRTUNG, Friedrich-Schiller-Universität Jena 1977, und aus der DD-PS 130.937 bekannt, daß Isobuten, das in einem C4-Kohlenwasserstoffgemisch enthalten ist, mittels LEWIS-Säuren, LEWIS-Säuregemischen oder Metallsulfat-Schwefelsäurekomplexen selektiv in Oligomere und Polymere umgewandelt werden kann. In beiden Zitaten geht es jedoch ausschließlich um die Umwandlung des Isobutens, während Aussagen zu einer schrittweisen Aufarbeitung eines d-Kohlenwasserstoffgemisches nicht gemacht werden.Thus, it is known from the dissertation by H. Hardening, Friedrich-Schiller-University Jena 1977, and DD-PS 130,937, that isobutene, which is contained in a C 4 -hydrocarbon mixture, using LEWIS acids, LEWIS acid mixtures or metal sulfate Sulfuric acid complexes can be selectively converted into oligomers and polymers. In both citations, however, it is all about the conversion of the isobutene, while statements on a gradual workup of a d-hydrocarbon mixture are not made.
Nach der DE-OS 2.708.303 können mit Hilfe einer LEWIS-Säure und eines Beschleunigers flüssige Butenpolymerisate hergestellt werden, wenn man C4-Raffineriegasgemische mit 10-70% Isobuten und 10-30% n-Butenen in genau einzuhaltenden Temperaturintervallen der Einwirkung mit HCI aktivierter trockener AICI3-Teilchen aussetzt. Je nach Temperaturintervall und Initiatorkonzentration liegen die Molmassen der Polymerisate zwischen 335 und 1300. Je niedriger Polymerisationstemperatur und Initiatorkonzentration sind, desto höher ist der Anteil an Isobuten-Struktureinheiten im Polymerisat. Höhere Polymerisationstemperaturen und höhere Initiatorkonzentrationen führen zu Polymeren, deren Gehalt an IR- und NMR-spektroskopisch ermittelten Isobuten-Struktureinheiten nicht mit der Umwandlung des Isobutens übereinstimmt. Eine Erklärung für diese Erscheinung kann jedoch nicht gegeben werden. Der erhöhte Poly-n-butengehalt soll zu stabileren Schmiermitteln und Schmiermittelzusätzen führen. V .- ... . ; According to DE-OS 2,708,303 can be prepared using a LEWIS acid and an accelerator liquid butene polymers, if C 4 -Raffin gas mixtures with 10-70% isobutene and 10-30% n-butenes in exactly maintained temperature intervals of exposure to HCI activated dry AICI 3 particles suspended. Depending on the temperature interval and initiator concentration, the molar masses of the polymers are between 335 and 1300. The lower the polymerization temperature and the initiator concentration, the higher the proportion of isobutene structural units in the polymer. Higher polymerization temperatures and higher initiator concentrations lead to polymers whose content of isobutene structural units determined by IR and NMR spectroscopy does not coincide with the conversion of the isobutene. However, an explanation for this phenomenon can not be given. The increased poly-n-butene content should lead to more stable lubricants and lubricant additives. V .- .... ;
Aus Sb. Pr. Vyzk. Chem. Vyuziti UhIi, Dehtu Ropy 12,43-59 (1972) ist bekannt, daß das Isobuten aus einer C4-Fraktion in flüssiger Phase an Kationenaustauschern oligomerisiert werden kann. :: . '"' ; ' ' " \·.\ .· ,:,"·; '' ; V- \ ; : ; : From Sb. Pr. Vyzk. Chem. Využití UhIi, Dehtu Ropy 12.43 to 59 (1972) it is known that the isobutene can be oligomerized from a C 4 fraction in the liquid phase over cation exchangers. ::. ''';''".. \ · \ ·:" ·;''; V \;:;:
Die kontinuierlich oder diskontinuierlich durchführbare Reaktion liefert ein Gemisch an Isobutendimeren und Codimeren mit But-1-en. ... '.-" .-;;..: . · -.Vv.-:- '- ./. V: ^'.ν. '; . } ':.:.- ;. -. :.; v ... .-V-V; . -' -- .. -· .. ' . .: - ;.- .The continuous or discontinuous reaction yields a mixture of isobutene dimers and codimers with but-1-ene. ... '.- ".- ;; ..:. · -.Vv.-: -' - ./. V: ^ '. Ν. ' ;. } ':. : .-;. -.: .... -; .. '- - · .. - ..'; v ....-VV
Der Anteil an Codimeren nimmt mit steigender Temperatur zu, was mit Hilfe von gaschromatographischen Untersuchungen festgestellt werden konnte. Der Initiator ist empfindlich gegen Acetylene und Diolefine, deren.Gehalt im C4-Schnitt unter 0,01 bzw. 0,1% liegen soll. ' .,.·.--^ " / :. '.·' '--ΐ-'^' ' <'.. ' '' " · ' · . ··'-V- .---V : ' ' Y-- '.: ' " ' ' '- -'': :' ' ' ' --" '": The proportion of codimers increases with increasing temperature, which could be determined with the aid of gas chromatographic investigations. The initiator is sensitive to acetylenes and diolefins, whose content in C4Cut should be less than 0.01 or 0.1%. '.,.:, '.' '' --Ϊ́ - '^' '<'..'''"· '·. ·· '-V- .--- V : 'Y--'.: '"'''--'':'''' - "'" :
Darüber hinaus ist bekannt, daß man But-1-en mittels heterogener und homogener ZIEGLER-NATTA-Katalysatoren zu hoch isotaktischen Polymeren polymerisieren kann. Katalysatorkomponenten sind dabei in der Regel Halogenide des drei- und vierwertigen Titans in Kombination mit aluminiumorganischen Verbindungen, wobei häufig eine Vielzahl organischer Verbindungen, u.a. ausder Reihe der Ketone, der Carbonsäureester und der Amine, als dritte Komponente eingesetzt werden. Diese LEWIS-Basen haben die Aufaabe, die StereosDezifität der Katalysatoren zu erhöhen. . : . ;. ,. .' ......... V·· '.; ,·., .;.:.Moreover, it is known that but-1-ene can polymerize by means of heterogeneous and homogeneous ZIEGLER NATTA catalysts to highly isotactic polymers. Catalyst components are generally halides of trihydric and tetravalent titanium in combination with organoaluminum compounds, often a variety of organic compounds, including ausder series of ketones, the carboxylic acid esters and amines, are used as the third component. These LEWIS bases have the task of increasing the stereospecificity of the catalysts. , : . ;. . . ' ......... V ·· '.; , ·.,. ; .:.
So wird nach der US-PS 4.058.653 aus einem C4-Schnitt mit einem But-1-en-gehalt zwischen 75 und 90%, der frei von Isobuten, Buta-1,3-dien und Alkinen ist, mit Hilfe von ZIEGLER-NATTA-Katalysatoren isotaktisches Polybut-1-en hergestellt. Der Katalysator besteht aus einer Organoaluminiumverbindung, einem Übergangsmetallhalogenid aus der IV. bis Vl. Gruppe des Periodensystems sowie einer LEWIS-Base zur Erhöhung der Stereospezifität. Zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit und der Isotaktizität des Produktes wird ein inerter Kohlenwasserstoff (Aromaten, Cycloaliphaten) als Lösungsmittel verwendet, in dem darüber hinaus eine homogene Polymerisationsreaktion abläuft. In keinem der angegebenen Beispiele wird jedoch ein C4-Schnitt, wie er im Text der Patentschrift angeführt wird, verwendet.Thus, according to US-PS 4,058,653 from a C 4 cut with a but-1-ene content between 75 and 90%, which is free of isobutene, buta-1,3-diene and alkynes, with the aid of ZIEGLER-NATTA catalysts prepared isotactic polybut-1-ene. The catalyst consists of an organoaluminum compound, a transition metal halide from the IV. To Vl. Group of the periodic table and a LEWIS base to increase the stereospecificity. To increase the reaction rate and the isotacticity of the product, an inert hydrocarbon (aromatics, cycloaliphatic) is used as solvent, in which moreover a homogeneous polymerization reaction takes place. In none of the examples given, however, is a C 4 cut , as stated in the text of the patent, used.
Auch in der Dissertation von H. HÄRTUNG, Friedrich-Schiller-Universität Jena 1977, sowie in der DD-PS 126.998 wird die selektive But-1-enpolymerisation aus einem But-1-en enthaltenden C4-Kohlenwasserstoffgemisch beschrieben. Teirkristallines Polybut-1-en, das sich besonders zur Herstellung von Folien eignet, kann nach der DE-OS 2.318.901 durch Polymerisation von reinem But-1-en oder eines But-1-en neben ButT2-en und Butan enthaltenden C4-Schnittes erhalten werden, wenn man als Katalysator einen Mischkontakt aus TiCI3 · η AICI3 und Diethylaluminiummonochlorid einsetzt. Zur Erzielung eines etherlöslichen Anteils von 10-30% im Polymer sind Zusätze von bis zu 15Mol-% Aluminiumtrialkylzum Katalysator sowie Polymerisationstemperaturen zwischen 70 und 1000C notwendig. -Also in the dissertation of H. Hardening, Friedrich-Schiller-University Jena 1977, as well as in DD-PS 126.998, the selective but-1-enpolymerisation of a but-1-en-containing C 4 hydrocarbon mixture is described. Teirkristallines polybut-1-ene, which is particularly suitable for producing films, can according to DE-OS 2,318,901 by polymerization of pure 1-butene or a 1-butene addition ButT2-en and butane-containing C 4 Are obtained when using as catalyst a mixed contact of TiCl 3 · η AICI 3 and diethylaluminum monochloride. To achieve an ether-soluble fraction of 10-30% in the polymer additives of up to 15 mol% of Aluminiumtrialkylzum catalyst and polymerization temperatures between 70 and 100 0 C are necessary. -
Nach diesem Verfahren ist es auch möglich, a-Olefine, speziell Propen, als Comonomere in Anteilen bis zu 10Gew.-% bezogen auf das But-1-en einzusetzen, ohne daß sich die gewünschten Produktionseigenschaften in.nächteiliger Weise ändern. Allen hier angeführten Verfahren ist gemeinsam, daß zwar aus einem C4-Kohlenwasserstoffgemisch durch bestimmte Initiatoren vorrangig eine Komponente in ein Polymer übergeführt wird, aber nicht in jedem Falle von unmittelbar bei der Pyrolyse und anderen Prozessen anfallenden Gemischen ausgegangen wird, sondern von an bestimmten Bestandteilen abgereicherten Gemischen, ohne daß die Restgase einer Weiterverarbeitung zugeführt bzw. Aussagen überWeiterverwertungsmöglichkeiten gemacht werden.According to this process, it is also possible to use α-olefins, especially propene, as comonomers in proportions of up to 10% by weight, based on the but-1-ene, without the desired production properties changing in a fractional manner. All of the processes mentioned here have in common that, although a component is converted into a polymer from a C 4 -hydrocarbon mixture by certain initiators, it is not assumed in every case of mixtures obtained directly in the pyrolysis and other processes but of certain constituents depleted mixtures, without the residual gases fed to a further processing or statements about reverberation possibilities are made.
Ziel der Erfindung ist es, ein ökonomisches und rationelles Verfahren zur Herstellung von Homooligomerisaten und polymerisaten des Buta-1,3-diens, des Isobutens und des But-1-ens mit unterschiedlichen, durch die Reaktionsbedingungen variierbaren Molmassen und Mikrostrukturen, aus C4-Kohlenwasserstoffgemischen ohne vorherige Abtrennung der zu polymerisierenden Komponente zu entwickeln, wobei die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt werden sollen. Aufgäbe der Erfindung ist es, die in C4-Kohlenwasserstoffgemischen aus Benzinpyrolyseanlagen, aus Raffinerieanlagen und aus Butandehydrierungsanlagen enthaltenen polymerisierbaren Komponenten durch reaktive Trennung in Form aufeinanderfolgender Polymerisationen in Produkte mit unterschiedlichen Eigenschaften überzuführen. Die Polymerisation der einzelnen ungesättigten Komponenten soll dabei stets aus dem Gemisch heraus erfolgen, d. h. ohne vorherige Abtrennung der zu polymerisierenden Komponente und damit unter Einsparung von Trennprozessen verlaufen. Nach jeweils einem Polymerisationsschritt soll das verbleibende Restgas, das noch polymerisierbare Komponenten enthält, als Einsatzgemisch für weitere Polymerisationsschritte zur Verfügung stehen.The aim of the invention is to provide an economical and rational process for the preparation of homo-oligomers and polymers of buta-1,3-diene, of isobutene and of but-1-ene with different molecular weights and microstructures which can be varied by the reaction conditions, from C 4 - To develop hydrocarbon mixtures without prior separation of the component to be polymerized, the disadvantages of the known methods to be eliminated. The object of the invention is to convert the polymerisable components contained in C 4 hydrocarbon mixtures from gasoline pyrolysis plants, from refinery plants and from butane dehydrogenation plants into products with different properties by reactive separation in the form of successive polymerizations. The polymerization of the individual unsaturated components should always take place from the mixture, ie without prior separation of the component to be polymerized and thus run with the saving of separation processes. After each polymerization step, the remaining residual gas, which still contains polymerizable components, should be available as feed mixture for further polymerization steps.
Ferner soll durch die einzelnen Polymerisationsschritte die Synthese von Homooligomerisaten und -polymerisaten des Buta-1.3-diens, des Isobutens und des But-1-ens mit unterschiedlichen, durch die Art der eingesetzten Initiatoren und der angewendeten Reaktionsbedingurigen variierbaren Molmassen und Mikrostrukturen möglich sein.Furthermore, by the individual polymerization steps, the synthesis of homo-oligomers and polymers of buta-1,3-diene, isobutene and but-1-ene be possible with different, variable by the nature of the initiators used and the reaction conditions applied variable molecular weights and microstructures.
.- .) .-. )
Ziel der Erfindung ist es, ein ökonomisches und rationelles Verfahren zur Herstellung von Homooligomerisaten und polymerisaten des Buta-1.3-diens, des Isobutens und des But-1-ens mit unterschiedlichen, durch die Reaktionsbedingungen variierbaren Molmassen und Mikrostrukturen, aus.C4-Kohlenwasserstoffgemischen ohne vorherige Abtrennung der zu polymerisierenden-Komponente zu entwickeln, wobei die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt werden sollen. Aufgabe der Erfindung ist es, die in Cj-Kohlenwasserstoffgemischen aus Benzinpyrolyseanlagen, aus Raffinerieanlagen und aus Butandehydrierungsanlagen enthaltenen polymerisierbaren Komponenten durch reaktive Trennung in Form aufeinanderfolgender Polymerisationen in Produkte mit unterschiedlichen Eigenschaften überzuführen. Die Polymerisation der einzelnen ungesättigten Komponenten soll dabei stets aus dem Gemisch heraus erfolgen, d. h. ohne vorherige Abtrennung der zu polymerisierenden Komponente und damit unter Einsparung von Trennprozessen verlaufen. Nach jeweils einem Polymerisationsschritt soll das verbleibende Restgas, das noch polymerisierbare Komponenten enthält, als Einsatzgemisch für weitere Polymerisationsschritte zur Verfugung stehen.. . : V- . j . ·The aim of the invention is an economical and rational process for the preparation of homo-oligomers and polymers of buta-1,3-diene, isobutene and but-1-ene with different, variable by the reaction conditions molecular weights and microstructures .C 4 -hydrocarbon mixtures to develop without prior separation of the component to be polymerized, the disadvantages of the known methods to be eliminated. The object of the invention is to convert the polymerizable components contained in C 2 -hydrocarbon mixtures from gasoline pyrolysis plants, from refinery plants and from butane dehydrogenation plants into products with different properties by reactive separation in the form of successive polymerizations. The polymerization of the individual unsaturated components should always take place from the mixture, ie without prior separation of the component to be polymerized and thus run with the saving of separation processes. After each polymerization step, the remaining residual gas, which still contains polymerizable components, should be available as a feed mixture for further polymerization steps. : V-. j. ·
Ferner soll durch die einzelnen Polymerisationsschritte die Synthese von Homooligomerisaten und -polymerisaten des Buta-1.3-diens, des Isobutens und des But-1-ens mit unterschiedlichen, durch die Art der eingesetzten Initiatoren und der angewendeten Reaktionsbedingungen variierbaren Molmassen und Mikrostrukturen möglich sein.Furthermore, by the individual polymerization steps, the synthesis of homo-oligomers and polymers of buta-1,3-diene, isobutene and but-1-ene be possible with different, variable by the nature of the initiators used and the reaction conditions used molecular weights and microstructures.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer ersten Polymerisationsstufe nach Entfernung acetvlenischer und allenischer Verunreinigungen Buta-1,3-dien aus einem C4-Schnitt mit Hilfe von Initiatoren, die eine anionische und koordinative Polymerisation hervorrufen, in Buta-1..3-dienoligomere und -polymere übergeführt wird. Die Polymerisation kann dabei u. a. durch Alkalimetall-Aromaten-Komplexe, durch Alkalimetalle und ihre Legierungen und durch Org°anolithium-Verbindungen ausgelöst werden. Je nach dem verwendeten Initiatorsystem entstehen lebende Mono- und Dianionen als Kettenträger der Polymerisation, die entweder durch protonenabgebende Agentien wie Wasser und Alkohole in Oligomere oder Polymere oder durch Funktionalisierungsmittel in mono-oder bifunktionalisierte Oligomere (Telechelics) und Polymere übergeführt werden können..' ; ";..,... ; ''.V-v.'.;... ::. ; . ' .·;. V.-vy ' ;.. 'v/v.: ' '· ' ' ' .;.· : v;,; !··:- Vv-'-'V .- -:. vv-vV-:-,.. "V-. "' : ' ' ' : ''' ν". :'-. Die zur Initiierung der Polymerisation verwendeten Alkalimetall-Aromaten-Komplexe werden durch Umsetzung von Alkalimetallen mit Aromaten, vorzugsweise Naphthalin, in etherischer Lösung, z. B. in THF, erhalten und als 0,1-0,5 molare .Lösungen eingesetzt. .....·..- ,.·-. V.-; .. VV>-; ----- -./ '-.· .· '.- . : V-- VV v« -V ν ' 'V.,- :--l/;,-%V-VVVV·'. -. .-. VV.j.V...;- - -V : The object is achieved in that in a first polymerization stage after removal of acetylenic and allenic impurities buta-1,3-diene from a C 4 cut with the aid of initiators which cause anionic and coordinative polymerization, in Buta-1..3 -diene oligomers and polymers is converted. The polymerization can be triggered inter alia by alkali metal aromatic complexes, by alkali metals and their alloys and by Org ° aolithium compounds. Depending on the initiator system used, living mono- and dianions are formed as chain supports of the polymerization, which can either be converted by proton-donating agents such as water and alcohols into oligomers or polymers or by functionalizing agents in mono- or bifunctionalized oligomers (Telechelics) and polymers .. ';"; .., ..., ...:;; '' .Vv. '...'. · ;. V.-vy ';..' v / v .: '' · '''.;. ·: V ; , ; ! ··: - Vv -'- 'V .- - : vv-vV -: -, .. "V-. '': ''':''' ν ". : '-. The alkali metal aromatic complexes used to initiate the polymerization are prepared by reacting alkali metals with aromatics, preferably naphthalene, in ethereal solution, e.g. In THF, and used as 0.1-0.5 molar .Lösungen. ..... · ..-, · · -. V.- ; .. VV> - ; ----- -. / '-. · . ·' .-. : V - VV v «- V ν '' V., -: - l /;, -% V-VVVV · '. -. .-. VV.jV ..; - - -V :
Die Alkalimetalle können.in Form ihrer Legierungen, z. B. in Form von Natrium-Kalium-Legierung eingesetzt werden, wobei sich die Inkubationszeit der Polymerisationsreaktion gegenüber der Verwendung der reinen Metalle erheblich verkürzt. Die zur Initiierung der Polymerisation verwendeten Organolithium-Verbindungen vom TypThe alkali metals may be in the form of their alloys, e.g. Example in the form of sodium-potassium alloy, wherein the incubation time of the polymerization reaction compared to the use of pure metals significantly shortened. The organolithium compounds of the type used to initiate the polymerization
in denen R und R'Alkylreste mit 1-30 C-Atomen, vorzugsweise 3-15 C-Atomen sind, η die Werte 1-12, vorzugsweise 2-3, annimmt und R"-Li bzw. R"'-Li jeweils ein Lithiumatom enthaltende, z.T. mit Alky!gruppen substituierte aromatische Reste, vorzugsweise Phenylgruppen, bei denen sich das Lithiumatom in ortho-Stellung befindet, sind, werden entweder in Substanz oder als 0,1—0,5 molare Lösungen in aromatischen Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise Benzen, eingesetzt. Die Polymerisation kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden.in which R and R 'are alkyl radicals having 1-30 C atoms, preferably 3-15 C atoms, η is the values 1-12, preferably 2-3, and R "-Li or R"' - Li respectively a lithium atom containing, partly aromatic groups substituted with alkyl groups, preferably phenyl groups, in which the lithium atom is in the ortho position, are used either in bulk or as 0.1-0.5 molar solutions in aromatic hydrocarbons, preferably benzene. The polymerization can be carried out in a manner known per se.
Es ist möglich, in derverflüssigten, bei der jeweiligen Polymerisationstemperatur unter ihrem Eigendruck stehende C4-Fraktion zu arbeiten, wobei die nicht polymerisierenderi Kohlenwasserstoffe als Verdünnungsmittel wirken, oder auch Hilfslösungsmittel wie aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sowie aliphatische und cyclische Ether einzusetzen. Die Polymerisation kann bei Temperaturen von —75bis+150°C,vorzugsweise_bei —10 bis+1000C bei Atmosphärendruck oder bei erhöhtem Druck durchgeführt werden.It is possible to work in the liquefied C 4 fraction which is under its own pressure at the respective polymerization temperature, the non-polymerizing hydrocarbons acting as diluents or else using auxiliary solvents such as aliphatic and aromatic hydrocarbons and also aliphatic and cyclic ethers. The polymerization can be carried out at temperatures of -75bis + 150 ° C, -10 vorzugsweise_bei be performed to + 100 0 C at atmospheric pressure or at elevated pressure.
Die zu verwendende Initiatormenge wird durch die gewünschte Molmasse der Oligomeren oder Polymeren bestimmt, da es sich um einestöchiometrische Polymerisation handelt. Erfindungsgemäß können Polymere mit niedrigen Molmassen, z.B. 500 bis 10000, aber auch mit hohen Molmassen, z. B. 100000 bis 500000 hergestellt werden.The amount of initiator to be used is determined by the desired molecular weight of the oligomers or polymers, since it is a stoichiometric polymerization. According to the invention, polymers having low molecular weights, e.g. 500 to 10,000, but also with high molecular weights, z. B. 100000 to 500000 are produced.
Während der Polymerisation, die bis zum vollständigen Umsatz des But-1.3-diens führt, treten keine Abbruchreaktionen auf, so daß die lebenden Kettenenden mit elektrophilen Funktionalisierungsmitteln umgesetzt und so mono- oder bifunktionalisierte Produkte erhalten werden können. . ·During the polymerization, which leads to the complete conversion of the but-1,3-diene, no termination reactions occur, so that the living chain ends can be reacted with electrophilic functionalizing agents and so mono- or bifunctionalized products can be obtained. , ·
Als Funktionalisierungsmittel können u. a. Epoxide, Aziridine, Lactone und CO2 verwendet werden.Suitable functionalizing agents include epoxides, aziridines, lactones and CO 2 .
. Die hergestellten Produkte weisen die gleichen Eigenschaften wie bei Verwendung von reinem Buta-1.3-dien erhaltene Polymere auf, so daß bereits der erste Schritt des Verfahrens eine rationelle und billige Methode darstellt, um zu Buta-1.3-dierioligomeren und -polymeren mit und ohne funktioneile Endgruppen zu gelangen, ohne daß eine Buta-1.3-dienextraktion aus dem C4-Schnitt erforderlich ist. . . ., The products produced have the same properties as when using pure buta-1,3-diene polymers, so that even the first step of the process is a rational and inexpensive method to buta-1,3-dierioligomeren and polymers with and without functional To reach end groups without a buta-1,3-diene extraction from the C 4 cut is required. , , ,
Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer zweiten Polymerisationsstufe losbuten aus dem Restgas der ersten Polymerisatio.nsstufe oder aus einer nach der Buta-1.3-dienextraktion verbleibende Butenfraktion mit Hilfe von Initiatoren, die eine kationische Polymerisation hervorrufen, in Isobutenpligomere bzw. -polymere übergeführt wird: Die Polymerisation kann dabei u.a. durch Metallsulfat-Schwefelsäure-Komplexe, durch LEWIS-Säuren oder durch LEWIS-Säuregemische ausgelöst werden. ·'. '' ·Furthermore, the object is achieved in that in a second polymerization losbuten from the residual gas of the first Polymerisatio.nsstufe or from a remaining after the buta-1,3-diene extraction butene fraction with the aid of initiators that cause a cationic polymerization, in isobutene or Polymer is transferred: The polymerization may include, inter alia be triggered by metal sulfate-sulfuric acid complexes, by LEWIS acids or by LEWIS acid mixtures. · '. '' ·
Die zur Initiierung der Isobuten-Oligomerisierung verwendeten Metallsulfat-Schwefelsäure-Komplexe werden in fester Form zur Oligomerisation eingesetzt und können deshalb auf einfache Weise, z. B. durch Filtration, vom Reaktionsprodukt abgetrennt werden. The metal sulfate-sulfuric acid complexes used to initiate the isobutene oligomerization are used in a solid form for the oligomerization and can therefore easily, for. B. by filtration, are separated from the reaction product.
Die LEWIS-Säuregemische, die zur Initiierung der Isobuten-Polymerisation dienen, werden kurz vor dem Beginn der Polymerisation aus den Komponenten, z. B. aus AIBr3 und TiCI4, hergestellt. Dabei kann ein Hilfslösungsmittel, z. B. ein cycloaliphatische Kohlenwasserstoff wie Cyclqhexan, Verwendung finden. . · The LEWIS acid mixtures, which serve to initiate the isobutene polymerization are prepared shortly before the start of the polymerization of the components, for. B. from AIBr 3 and TiCl 4 . In this case, a co-solvent, for. As a cycloaliphatic hydrocarbon such as cyclohexane, use. , ·
Die Oligomerisation und die Polymerisation können wiederum in bekannter Weise durchgeführt werden. Die Oligömerisationen sind sowohl in der Gasphase als auch in der flüssigen Phase möglich; im letztgenannten Fall wird entweder in dem verflüssigten und bei der jeweiligen Oligomerisationstemperatur unter seinem Eigendruck stehenden C4-Schnitt selbst oder in einem Lösungsmittel gearbeitet. Als Lösungsmittel dienen aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan und Cyclohexan. Die Polymerisationen sind ebenfalls sowohl in Substanz, d. h. in dem verflüssigten C4-Schnitt, als auch in einem Lösungsmittel wie aliphatischen und cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen möglich. Die Polymerisation kann bei Temperaturen zwischen —100 und +100°C, vorzugsweise zwischen —75 und +500C Atmosphärendruck oder bei erhöhtem Druck durchgeführt werden. Die Oligomerisationen erfolgen zwischen —300C und + 1000C, vorzugsweise zwischen+20 und+5O0C. ' ,· . :/,', , \ ' . , " ; \The oligomerization and the polymerization can in turn be carried out in a known manner. The oligomerizations are possible both in the gas phase and in the liquid phase; in the latter case, either in the liquefied and at the respective Oligomerisationstemperatur under its own pressure standing C4 cut itself or in a solvent. The solvents used are aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane and cyclohexane. The polymerizations are also possible both in substance, ie in the liquefied C 4 cut , as well as in a solvent such as aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons. The polymerization can be carried out at temperatures between -100 and + 100 ° C, preferably between -75 and + 50 0 C atmospheric pressure or at elevated pressure. The oligomerizations take place between -30 0 C and + 100 0 C, preferably between + 20 and + 5O 0 C. ', ·. : /, ' ,, \'. , ";
Die Isobutenoligomeren und -polymeren, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, besitzen die gleichen Eigenschaften wie die aus reinem Isobuten erhaltenen Produkte, so daß auch dieser Schritt des Verfahrens eine rationelle und billige Methode darstellt, zu den genannten Produkten zu kommen. . ^; ^ ; The isobutene oligomers and polymers produced by the process according to the invention have the same properties as the products obtained from pure isobutene, so that this step of the process is also a rational and inexpensive method for obtaining the said products. , ^; ^ ;
Darüber hinaus wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer dritten Polymerisationsstufe But-1-en aus dem Restgas der zweiten Polymerisationsstufe mit Hilfe von Katalysatoren, die eine komplex-koordinative Polymerisation bewirken, in Polybut-1-en übergeführt werden kann. - : . -vIn addition, the object is achieved in that in a third polymerization stage but-1-ene can be converted from the residual gas of the second polymerization stage by means of catalysts which cause a complex-coordinating polymerization in polybut-1-en. -:. -v
Die Polymerisation kann dabei u.a. durch ZIEGLER-NATTA-Katalysatoren, die sich aus einem Übergangsmetallhalogenid der IV. bis Vl. Gruppe und einer metallorganischen Verbindung der I. bis III. Hauptgruppe bestehen, ausgelöst werden. Als Übergangsmetallhalogenide können u.a. Halogenide des Titans verwendet, als Metallorganverbindungen Aluminiumverbindungen des Typs AIRnX3.n eingesetzt werden, wobei R einen Alkylrest mit 1-10, vorzugsweise 1-4 C-Atomen, darstellt und X ein Halogen, vorzugsweise Chlor, ist.-. · ,. --'Z .. . .·.-. . : · -... . .. . . ..·'The polymerization can be effected, inter alia, by ZIEGLER-NATTA catalysts which consist of a transition metal halide of IV. To VI. Group and an organometallic compound of I. to III. Main group are triggered. Halides of titanium may be used as transition metal halides, while aluminum compounds of type AIR n X 3 may be used as metal organ compounds. n , where R is an alkyl radical having 1-10, preferably 1-4 C atoms, and X is a halogen, preferably chlorine, is.-. ·,. - 'Z .. .-. ·. , : · -.... ... , .. · '
Zur Modifizierung des ZIEG LER-N ATTA-Katalysators können Elektronendonatoren u.a. aus den Verbindungsklassen der Amine, Ether und Carbonylverbindungen verwendet werden. . ....-: : ;. \;.f * . -. :To modify the ZIEG LER-N ATTA catalyst, electron donors can be used, inter alia, from the classes of amines, ethers and carbonyl compounds. , ....-:: ; , \ ; .f *. -. :
Die Polymerisationen können in an sich bekannter Weise durchgeführt werden. Sie sind sowohl in dem verflüssigten C4-Schnitt als auch unter Verwendung eines Hilfslösungsmittelsaus der Reihe der aliphatischen und cycloaliphatischen : >: νThe polymerizations can be carried out in a manner known per se. They are both in the liquefied C 4 cut and using an auxiliary solvent from the series of aliphatic and cycloaliphatic:>: v
Die Polymerisationstemperaturen liegen zwischen +20 und +150°C, vorzugsweise zwischen +60 und +1000C. .. ZThe polymerization temperatures are between +20 and + 150 ° C, preferably between +60 and +100 0 C. .. Z
Die But-1-enpolymeren, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt wurden, besitzen die gleichen Eigenschaften wie die aus reinem But-1-en erhaltenen Produkte, so daß dieser Verfahrensschritt gleichfalls eine rationelle und billige Methode, darstellt, zu den genannten Produkten zu gelangen. Des weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polymerisationsschritte 2 und 3 in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können, d.h. daß die Polymerisation des But-1-ens mit Hilfe von ZIEGLER-NATTA-Katalysatoren vor der kationischen Isobutenoligomerisation und -polymerisation erfolgt, ohne daß sich in der Art der Durchführung und im Ergebnis der Polymerisation Nachteile bemerkbar machen.The but-1-enpolymers which have been prepared by the process according to the invention have the same properties as the products obtained from pure but-1-ene, so that this process step also represents a rational and inexpensive method of obtaining the said products , Furthermore, the object is achieved according to the invention in that the polymerization steps 2 and 3 can be carried out in the reverse order, i. that the polymerization of but-1-ene with the aid of ZIEGLER NATTA catalysts before the cationic isobutene oligomerization and polymerization takes place without causing any disadvantages in the mode of implementation and as a result of the polymerization.
Die nach der dritten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zurückbleibenden Restgase, die vorwiegend aus E- und Z-But-2-en sowie aus n- und iso-Butan bestehen, können einer weiteren Verwendung zugeführt werden.The remaining after the third stage of the process according to the invention residual gases, which consist mainly of E and Z-but-2-ene as well as of n- and iso-butane, can be supplied to a further use.
Die angeführten Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren erläutert, ohne es in irgendeiner Weise einzuschränken.The examples given are intended to explain the process according to the invention without restricting it in any way.
In einem mit Rührer, Thermometer und Temperiermantel ausgerüsteten Glasautoklaven von 2 Liter Fassungsvermögen werden 200ml eines C4-Kohlenwasserstoffgemisches mit der ZusammensetzungIn a 2 liter glass autoclave equipped with stirrer, thermometer and tempering jacket, 200 ml of a C 4 -hydrocarbon mixture having the composition
1,4%C3-Ko.hlenwasserstoffe . 1.4% C 3 -K.hydrocarbon.
5,7% n-und iso-Butan • 46,2% But-1-en und Isobuten5.7% n- and iso-butane • 46.2% but-1-ene and isobutene
9,9% E-und Z-But-2-en . ' '- ·9.9% E and Z-but-2-ene. '' - ·
35,9% BuM .3-dien35.9% BuM .3-diene
0,9% Cs-Kohlenwasserstoffe0.9% Cs hydrocarbons
vorgelegt und 1 200ml trockenes Heptan zugegeben. Nach Hinzufügen von 28,2mmol des Initiators N,N'-Di(o-Iithiumphenyl)-N,N'-di-n-butyl-ethylendiamin, gelöst in 90 ml Benzen, wird das homogene Reaktionsgemisch 12 Stunden bei 85°C gerührt. Nach beendeter Buta-1.3-dienumsetzung, die gaschromatographisch festgestellt werden kann, wird die Polymerisation durch Zugabe von Methanol abgebrochen und die Polymerisationslösung in der üblichen Weise aufgearbeitet. Man erhält 43g eines Polybuta-1.3-diens, das 34% 1.4-cis, 56% 1.4-trans-und 10% 1.2-Struktureinheiten aufweist.submitted and 1 200ml dry heptane added. After adding 28.2 mmol of the initiator N, N'-di (o-lithiumphenyl) -N, N'-di-n-butyl-ethylenediamine dissolved in 90 ml of benzene, the homogeneous reaction mixture is stirred at 85 ° C for 12 hours , After completion of the buta-1,3-dienumsetzung, which can be determined by gas chromatography, the polymerization is stopped by the addition of methanol and worked up the polymerization in the usual manner. This gives 43 g of a polybutadiene-1,3-diene which has 34% 1,4-cis, 56% 1,4-trans and 10% 1,2-structural units.
Beispie! 2Step Example! 2
Die Polymerisation wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 angegeben durchgeführt, jedoch nach vollständigem Buta-1.3-dienumsatz 60 ml Ethylenoxid hinzugefügt und nochmals 2 Stunden auf 600C erwärmt. Die Ausbeute an Polymeren, dessen Funktionalität bei 1,88 liegt, beträgt 100%. Die strukturelle Zusammensetzung ist der des Polymeren aus Beispiel 1 sehr ähnlich.The polymerization was carried out in the same manner as described in Example 1, but added after complete buta-1,3-dienumsatz 60 ml of ethylene oxide and heated again to 60 0 C for 2 hours. The yield of polymers whose functionality is 1.88 is 100%. The structural composition is very similar to that of the polymer of Example 1.
In einem mit Rührer, Thermometer, Manometer und Kühl- bzw. Heizschlange ausgerüsteten Polymerisationsreaktor mit 5 Liter Fassungsvermögen werden 21 eines C4-Kohlenwasserstoffgemisches mit der ZusammensetzungIn a 5 liter capacity polymerization reactor equipped with stirrer, thermometer, manometer and cooling coil, 21 of a C 4 -hydrocarbon mixture having the composition
0,9%C3-Kohlenwasserstoffe · 0.9% C 3 hydrocarbons ·
8,0% n-und iso-Butan 43,5% But-1-en und Isobuten : 8.0% n- and iso-butane 43.5% but-1-ene and isobutene :
8,2% E-und Z-But-2-en ' . '"...· · .. 8.2% E and Z-but-2-ene '. '"... · · ..
39,2% BuM .3-dien39.2% BuM .3-dien
0,2% Cs-Kohlenwasserstoffe,0.2% Cs hydrocarbons,
dessen Gehaltan acetylenischen und allenischen Verunreinigungen nicht größer als 75ppm ist, vorgelegt und die Temperatur auf+10°C eingestellt. Nach Zugabe von 12mmol Natrium-Kalium-Naphthalid, das durch Umsetzung von Naphthalin mit Natrium-Kalium-Legierung in THF hergestellt wurde, beginnt sofort die Polymerisation, was durch Temperaturanstieg und Rotfärbung der Polymerisationslösung angezeigt wird. Die Temperatur wird auf 300C eingestellt und nach vollständigem Buta-1.3-dienumsatz, der durch gaschromatographische Analyse festgestellt wurde, durch Zugabe von Methanol abgestoppt. Das Restgas wird bei etwas erhöhter Temperatur ausgetrieben und wieder verflüssigt, so daß es für weitere Umsetzungen zur Verfügung steht. 'whose content of acetylenic and allenic impurities is not greater than 75 ppm, submitted and the temperature adjusted to + 10 ° C. Upon addition of 12mmol of sodium potassium naphthalide prepared by reacting naphthalene with sodium-potassium alloy in THF, polymerization immediately commences, as indicated by temperature rise and red coloration of the polymerization solution. The temperature is adjusted to 30 0 C and stopped after complete buta-1,3-dienumsatz, which was determined by gas chromatographic analysis, by addition of methanol. The residual gas is expelled at a slightly elevated temperature and liquefied again, so that it is available for further reactions. '
Das Polymere, das in einer Ausbeute von über 90% erhalten wird, besitzt eine Molmasse von 93000 und einen IR-spektroskopisch ermittelten Anteil von 62% 1.2-Struktureinheiten. , .. - V. ',:'. , .' ',The polymer, which is obtained in a yield of over 90%, has a molecular weight of 93,000 and an IR spectroscopically determined proportion of 62% 1.2-structural units. , .. - V. ',:'. '. '
Beispiel 4 ' '-''''''"'.'''''.^ T·'.' ! "' '" '' ' '. ΐ/ '" "' ' "' · ^-' "; J----^;-;"-'-;··': " :-';';·· ' ;" .^ ^ • ^ r-.·:^ ..> . .·-.- . ..—., .-. ^-..-..-:. -,.·.. ·,:, ..-; ·.- . -.. -In den Beispiel 3 verwendeten Polymerisationsreaktor werden 2[eines C^Kohlenwasserstoffgemisches, das als Restgas nach Polymerisationen nach Beispiel 1 entsteht, mit der Zusammensetzung - ; ' -' - ' Example 4 '' - ''''''''.'''''. ^ T ·'. ' ! "''"''''. ΐ / '""' '"' ^ ^ - '"; J ---- ^; -; "-'-;··':" : - ';'; ·· ';" . ^ ^ • ^ r-. ·: ^ ..>. · · --.-. ..-., .-. ^ -..-..- :. -, · · · ·,:, ..-; · .-. - .. - Polymerization reactor used in Example 3 are 2 [of a C ^ hydrocarbon mixture, which is produced as the residual gas after polymerizations according to Example 1, with the composition -; '-' - '
. 0,2%Cs-Kohlenwasserstoffe . . . ;,. .>,.:- .·., 0.2% Cs hydrocarbons. , , ;,. >,.: -. ·.
13,4% n-und iso-Butan . ' : :13.4% n- and iso-butane. '::
..." 13,6% E- und Z-But-2-en . ' :J : _ ^ " -J : :- ;' . \... "13.6% E- and Z-but-2-en ': J: _ ^." -J:: -; '. \
0,4% BuM .3-dien " · '" ':" " ' :- .'-' : . : : :'. ; . ^0.4% BuM .3-dien "· '"': ""' : - . ' - ': . ::: '. ; , ^
eingefüllt und die Temperatur auf etwa 400C eingestellt. 6 mmol AIBr3, gelöst in Cyclohexan, werden mit 0,36 mol TiCI4 gemischt und nach einer Reaktionszeit von 10 Minuten zum C4-Gemisch zugegeben. . :·.-.'... ,:.'.· .... ;filled and the temperature set to about 40 0 C. 6 mmol of AIBr 3 , dissolved in cyclohexane, are mixed with 0.36 mol of TiCl 4 and, after a reaction time of 10 minutes, added to the C 4 mixture. , : ·.-.'...,:. '. · ....;
Dabei steigt die Temperatur an und wird bis zum Ende der Reaktion bei +500C konstant gehalten. Der Polymerisationsverlauf wird gaschromatographisch verfolgt und die Polymerisation nach beendeter Isobutenumsetzung (etwa 2,5 Stunden) durch Zugabe von Methanol abgebrochen. Das nicht umgesetzte Restgas wird wie im Beispiel 3 beschrieben gesammelt. Derverbleibende Rückstand wird in wenig Benzin gelöst und in salzsaurem Methanol ausgefällt. Nach derTrocknung erhält man mit85%iger Ausbeute ein wasserklares viskoses Öl mit der Molmasse 1300. : ,VThe temperature rises and is kept constant until the end of the reaction at +50 0 C. The course of the polymerization is monitored by gas chromatography and the polymerization is stopped after completion of the isobutene conversion (about 2.5 hours) by addition of methanol. The unreacted residual gas is collected as described in Example 3. The remaining residue is dissolved in a little petrol and precipitated in hydrochloric methanol. After drying, a water-clear viscous oil with a molar mass of 1300 is obtained with 85% yield
Beispiel 5 Example 5
Zur Polymerisation wird eine Butenfraktion, die nach der Extraktion von But-1.3-dien zurückbleibt, mit der folgenden Zusammensetzung eingesetzt:For polymerization, a butene fraction remaining after the extraction of 1,3-butadiene is used having the following composition:
- 0,3% C3-Koh!enwasserstoffe '- 0.3% C 3 hydrocarbons
4,9%n-Butan4.9% n-butane
19,2% iso-Butan ; .19.2% iso-butane; ,
22,1% But-1-en . . .22.1% but-1-ene. , ,
40,7% Isobuten 40.7% isobutene
6,5% E-But-2-en . . ' ,6.5% E-but-2-ene. , ',
0,3%But-1.3-dien ' . .0.3% but-1,3-diene '. ,
Bei einer analogen Verfahrensweise wie im Beispiel 4, jedoch bei Temperaturen zwischen —60 und —70X, erhält man nach 10 Stunden Reaktionszeit in 65%iger Ausbeute ein farbloses plastisches Polyisobuten mit einer Molmasse von 80000.In an analogous procedure as in Example 4, but at temperatures between -60 and -70X, is obtained after 10 hours of reaction time in 65% yield, a colorless plastic polyisobutene with a molecular weight of 80,000.
Beispiele 6-9 . .Examples 6-9. ,
Bei einer analogen Verfahrensweise wie im Beispiel 4 und bei Verwendung eirier Butenfraktion gleicher Zusammensetzung erhält man durch Variation der Reaktionstemperatur Polyisobutene mit folgenden MolmassenIn an analogous procedure as in Example 4 and using a Butenfraktion same composition is obtained by varying the reaction temperature polyisobutenes having the following molecular weights
In dem in Beispiel 3 beschriebenen Polymerisationsreaktor werden 21 einer Butenfraktion mit 46,7 % Isobuten vorgelegt und mit 5g eines Initiators mit der Zusammensetzung 2VOSO4H2SO4 bei 5OX gerührt.In the polymerization reactor described in Example 3, 21 of a butene fraction with 46.7% isobutene are introduced and stirred with 5 g of an initiator having the composition 2VOSO 4 H 2 SO 4 at 5OX.
Nach etwa 6 Stunden ist die Isobutenumsetzung weitgehend angeschlossen, worauf das nicht umgesetzte Restgas abdestilliert und wieder verflüssigt wird. Die fraktionierte Destillation des Rückstandes, der zuvor über basisches Aluminiumoxid filtriert wird, liefert 70% Diisobuten und 20% Triisobuten, während der Rest aus Tetraisobuten und höheren Oligomeren besteht. In der folgenden Tabelle ist die Zusammensetzung des C4-Schnittes vor und nach der Oligomerisierung des Isobutens angegeben. ' .After about 6 hours, the Isobutenumsetzung is largely connected, whereupon the unreacted residual gas is distilled off and liquefied again. Fractional distillation of the residue, previously filtered through basic alumina, gives 70% of diisobutene and 20% of triisobutene, the remainder being tetraisobutene and higher oligomers. The following table shows the composition of the C 4 cut before and after the oligomerization of the isobutene. '.
%vor der Umsetzung %nachder% before implementation% after
Umsetzung -Implementation -
0,1 .0.1.
. - - '. ·· ' : :; 9,4 : , - ' .·. , .-.- - ', - - '. ·· '::; 9.4 : , - '. ,.-.- - '
' ' -. " .· ' . /.20,8 ..:..' ' " '"'. " '/.'" '' -. ". '' /.20,8 ..: .. ''" '"'." '/.' "
41,741.7
" V : 13,3 "" '" " ' ' " "I "" ' ' .'" " "V: 13.3" "'" "' '" "I" "' '.'" "
' - · - ' . 7,9 ' . ': '.-. . · ;- . -. .-,. , ; . '·" ' .'- · -'. 7,9 '. ':' .-. , ·; -. -. .- ,. ,; , '· "'.
Beispiel 11 " .;.'· ;. ; , . '' . : ':" ];-': ;/ ;;.·.'; '<' '" ;/'-; '.'','. ,'y' 1^'--"''-. .". '"\,/;ν·.Τ'." "'... '"":.."';_/' ·' ' ,'" .' . ";". In dem Beispiel 1 beschriebenen Glasautoklaven werden 9mmol r-TiCI3und 3mmol Aluminiumtriethyl, gelöst in Cyclohexan, vorgelegt und 11 einer C4-Kohlenwasserstoffmischung mit der Zusammensetzung νExample 11 ".;. '·;.;,. ''.:':"]; - ':; / ; ;. ·. ';'<''";/'-;'''','.,' y ' 1 ^'-"'' -. ". '" \, / ; ν · .Τ '. ""' ... '"": .. "'; _ / ' ·'','".' , ";". In the glass autoclave described in Example 1, 9 mmol of r-TiCl 3 and 3 mmol of aluminum triethyl, dissolved in cyclohexane, are initially charged and 11 of a C 4 -hydrocarbon mixture having the composition ν
.: 30,5% η-und iso-Butan .... ,,-.;/ .; . - . '".' ; v. : :' .: 30.5% η and iso-butane ...., -.; /.; , -. ''. ' v. :: '
die bei einer Polymerisation nach Beispiel 4 entstanden ist, dazugegeben. - ' ~: ' "'' '' ' " ' !' " ' ;.' ': -: ':'v: which was formed in a polymerization according to Example 4, added. - '~ : '"''''''' ! ''';.'': - : ': ' v:
Bei einer Temperatur von 7OX ist die But-1-enpolymerisation nach 12 Stunden bis zu einem 90%igen Umsatz erfolgt. Nach der üblichen Aufarbeitung erhält man ein festes weißes Polymer, daß zu etwa 60% aus isotaktischen Struktureinheiten besteht.At a temperature of 7OX, the but-1 enpolymerization is carried out after 12 hours up to a 90% conversion. After the usual workup, a solid white polymer is obtained which consists of about 60% of isotactic structural units.
Bei einer analogen Verfahrensweise wie im Beispiel 11, jedoch mit einer Butenfraktion, aus der das Isobuten nicht abgetrennt wurde und die folgende Zusammensetzung hatte:In an analogous procedure as in Example 11, but with a butene fraction from which the isobutene was not separated and had the following composition:
0,3%C3-Kohlenwasserstoffe ..0.3% C 3 hydrocarbons.
4,9%n-Butan . :4.9% n-butane. :
19,2%iso-Butan . ' .19.2% iso-butane. '.
22,1%But-1-en , 22.1% but-1-ene,
40,7% Isobuten .40.7% isobutene.
6,5% E-But-2-en .6.5% E-but-2-ene.
5,6%Z-But-2-en / . . , ' ' 5.6% Z-but-2-ene /. , , ''
0,3%But-1.3-dien0.3% but-1.3-diene
konnte ein festes weißes Polybut-1-en in 90%iger Ausbeute erhalten werden. Aufgrund des etherlöslichen Anteils kann mit ca. 75% isotaktischen Struktureinheiten gerechnet werden. : ..·...- - — - - a solid white polybut-1-ene could be obtained in 90% yield. Due to the ether-soluble portion can be expected with about 75% isotactic structural units. : .. · ... - - - - -
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD21653979A DD240308A3 (en) | 1979-10-30 | 1979-10-30 | PROCESS FOR PREPARATION OF TECHNICAL CARBON MIXTURES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD21653979A DD240308A3 (en) | 1979-10-30 | 1979-10-30 | PROCESS FOR PREPARATION OF TECHNICAL CARBON MIXTURES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD240308A3 true DD240308A3 (en) | 1986-10-29 |
Family
ID=5520814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD21653979A DD240308A3 (en) | 1979-10-30 | 1979-10-30 | PROCESS FOR PREPARATION OF TECHNICAL CARBON MIXTURES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD240308A3 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8013073B2 (en) | 2005-12-30 | 2011-09-06 | Chevron Oronite Company Llc | Method for preparing polyolefins containing vinylidine end groups using nonaromatic heterocyclic compounds |
US8063154B2 (en) | 2008-06-24 | 2011-11-22 | The University Of Southern Mississippi | Preparation of exo-olefin terminated polyolefins via quenching with alkoxysilanes or ethers |
US8133954B2 (en) | 2008-10-22 | 2012-03-13 | Chevron Oronite Company Llc | Production of vinylidene-terminated and sulfide-terminated telechelic polyolefins via quenching with disulfides |
US8394897B2 (en) | 2008-03-25 | 2013-03-12 | Chevron Oronite Company Llc | Production of vinylidene-terminated polyolefins via quenching with monosulfides |
US8492491B2 (en) | 2010-06-10 | 2013-07-23 | Chevron Oronite Company Llc | Methods for producing telechelic polyolefins from terpene initiators |
US8530586B2 (en) | 2004-08-20 | 2013-09-10 | Chevron Oronite Company Llc | Method for preparing polyolefins containing a high percentage of exo-olefin chain ends |
US9650449B2 (en) | 2009-01-16 | 2017-05-16 | The University Of Southern Mississippi | Functionalization of polyolefins with phenoxy derivatives |
-
1979
- 1979-10-30 DD DD21653979A patent/DD240308A3/en not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8530586B2 (en) | 2004-08-20 | 2013-09-10 | Chevron Oronite Company Llc | Method for preparing polyolefins containing a high percentage of exo-olefin chain ends |
US8013073B2 (en) | 2005-12-30 | 2011-09-06 | Chevron Oronite Company Llc | Method for preparing polyolefins containing vinylidine end groups using nonaromatic heterocyclic compounds |
US8394897B2 (en) | 2008-03-25 | 2013-03-12 | Chevron Oronite Company Llc | Production of vinylidene-terminated polyolefins via quenching with monosulfides |
US8063154B2 (en) | 2008-06-24 | 2011-11-22 | The University Of Southern Mississippi | Preparation of exo-olefin terminated polyolefins via quenching with alkoxysilanes or ethers |
US8133954B2 (en) | 2008-10-22 | 2012-03-13 | Chevron Oronite Company Llc | Production of vinylidene-terminated and sulfide-terminated telechelic polyolefins via quenching with disulfides |
US8383760B2 (en) | 2008-10-22 | 2013-02-26 | Chevron Oronite Company Llc | Production of vinylidene-terminated and sulfide-terminated telechelic polyolefins via quenching with disulfides |
US8507641B2 (en) | 2008-10-22 | 2013-08-13 | Chevron Oronite Company Llc | Production of vinylidene-terminated and sulfide-terminated telechelic polyolefins via quenching with disulfides |
US8895672B2 (en) | 2008-10-22 | 2014-11-25 | Chevron Oronite Company Llc | Production of vinylidene-terminated and sulfide-terminated telechelic polyolefins via quenching with disulfides |
US9650449B2 (en) | 2009-01-16 | 2017-05-16 | The University Of Southern Mississippi | Functionalization of polyolefins with phenoxy derivatives |
US8492491B2 (en) | 2010-06-10 | 2013-07-23 | Chevron Oronite Company Llc | Methods for producing telechelic polyolefins from terpene initiators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69408265T2 (en) | Process for the production of polybutadiene with highly active catalysts | |
EP1343829B1 (en) | Method for producing polyisobutenes | |
DE69405683T2 (en) | Process for the preparation of cis-1,4-polybutadiene with reduced gel formation | |
DE2434203C3 (en) | Process for polymerizing vinyl monomers and a catalyst for carrying it out | |
DD245200A5 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF 1,4-CIS POLYBUTADIENES | |
DE10211418A1 (en) | Process for the production of highly reactive polyisobutenes | |
DE60004437T2 (en) | Process for the preparation of neodymium neodecanoate and use thereof as a catalyst component for the solution polymerization of butadiene | |
DE2257494A1 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POLYMERS AND COPOLYMERS OF ISOBUTYLENE | |
DD240308A3 (en) | PROCESS FOR PREPARATION OF TECHNICAL CARBON MIXTURES | |
DE2122956A1 (en) | Process for the production of liquid butadiene polymers | |
DE2605247A1 (en) | METALLIC POLYMERS, THEIR PRODUCTION AND USE | |
DE1270820C2 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF BLOCK MIXED POLYMERISATES | |
DE1938485C3 (en) | Process for the production of copolymers from ethylene, an α-olefin and a polyene compound | |
DE2112839C2 (en) | Process for the preparation of alternating copolymers by copolymerizing butadiene - (1,3), isoprene or pentadiene - (1,3) with an α-olefin of the general formula CH? 2? = CHR, in which R is a normal alkyl group with 1 to 4 carbon atoms or with styrene | |
EP0020913B1 (en) | Polybutadiene/alpha-olefin copolymers and their preparation | |
EP0270001A2 (en) | Process for the manufacture of decene oligomers and their application as lubricants | |
DE2328541C2 (en) | Process for the production of high molecular weight butyl rubber | |
DE2014424A1 (en) | Polymeric resinous material | |
DE2127621C3 (en) | Process for the production of polybutadiene with a predominantly cis-1,4 structure | |
DE1620931A1 (en) | Process for the polymerization and inter-polymerization of conjugated dienes | |
DE2257786C2 (en) | Process for the homopolymerization of butadiene (1,3), isoprene or pentadiene (1,3) and for the mixed polymerization of butadiene (1,3) with isoprene or pentadiene (1,3) or of butadiene (1, 3) or isoprene with ethylene | |
DE2836992A1 (en) | PROCESS FOR THE POLYMERIZATION OF ISOOLEFINS AND MULTIOLEFINES | |
DE2422725A1 (en) | POLYMERES AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURING | |
DE2358764A1 (en) | MINERAL LUBRICATING OIL ADDITIVES | |
DE2365940C2 (en) | Process for the production of liquid diene polymers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |