RO112502B1

RO112502B1 - Process for selective dimerization of alpha-methyl stirene

Info

Publication number: RO112502B1
Application number: RO9501810A
Authority: RO
Inventors: Ilie Muja; Adrian Nastasi; Aurelia Brebeanu; Constantin Anghel
Original assignee: Sc Icerpsa
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-10-30

Abstract

Prezenta invenție se referă la un procedeu de dimerizare selectivă a a/fe-metil-stirenului și este o invenție de perfecționare a brevetului 103271. Procedeul constă în efectuarea reacției de dimerizare în prezență de cationiți macroporoși, într-un reactor adiabatic, cu recircularea și răcirea efluentului de reacție, în scopul eliminării entalpiei ce se degajă.The present invention relates to a selective dimerization process a α-methyl-styrene and is an invention improvement of patent 103271. The process consists in carrying out the dimerization reaction in presence of macroporous cations in a adiabatic reactor with recirculation and cooling reaction effluent for disposal the enthalpy that is released.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu pentru dimerizarea selectivă a α-metilstirenului, utilizabil în electrotehnică ca fluid dielectric pentru condensatoare, transformatoare și constituie o invenție de perfecționare la invenția principală cu descrierea nr. 103271.The present invention relates to a process for the selective dimerization of α-methylstyrene, usable in electrotechnics as a dielectric fluid for capacitors, transformers and constitutes an improvement invention to the main invention with description no. 103 271.

Se știe că reacțiile de oligomerizare a α-metil-stirenului conduc, după îndepărtarea α-metil-stirenului nereacționat la un amestec cu compoziția aproximativă de 70 - 75° compuși cu formula I ... II, 3 . 5% compus cu formula III, conținând 12 ... 15% trimeri și 5 ... 7% produse polimerice cu greutate moleculară peste 1000.It is known that the oligomerization reactions of α-methyl-styrene lead, after removal of unreacted α-methyl-styrene to a mixture with the approximate composition of 70-75 ° of compounds of formula I ... II, 3. 5% compound of formula III, containing 12 ... 15% trimers and 5 ... 7% polymeric products with a molecular weight over 1000.

H₃C-C-CH=C-CH₃; H₃C-C-CH₂-C=CH₂C₆K₅ C₆H₅ c₆h₅ c₆h₅ H ₃ CC-CH = C-CH ₃ ; H ₃ CC-CH ₂ -C = CH ₂ C ₆ K ₅ C ₆ H ₅ c ₆ h ₅ c ₆ h ₅

(III)(III)

Amestecul ca atare rezultat după distilarea α-metilstirenului nereacționat este utilizat ca agent termic pentru încălzirea instalațiilor industriale, în timp ce fracția de dimeri conținând structurile I și II prezintă interes pentru electrotehnică, unde este utilizat ca fluid dielectric pentru condensatoare, transformatoare, alternatoare etc.The mixture as a result of the distillation of unreacted α-methylstyrene is used as a thermal agent for heating industrial plants, while the fraction of dimers containing structures I and II is of interest for electrotechnics, where it is used as a dielectric fluid for capacitors, transformers, alternators, etc.

Izotermicitatea zonei de reacție este menținută prin preluarea căldurii ce se degajă din reacție (AH_R = - 24 Kcal/mol) de către agentul termic ce circulă prin mantaua reactorului multitubular.The isothermality of the reaction zone is maintained by the heat transfer from the reaction (AH _R = - 24 Kcal / mol) by the thermal agent circulating through the mantle of the multitubular reactor.

Invenția principală se referă la un procedeu de oligomerizare a a-metilstirenului în prezență de cationiți macroporoși la temperaturi de 70 ... 90°C și la viteze volumare LHSV de 0,5 .... 1 m³/m³cat x h într-un reactor izoterm multitubular ce conține catalizatorul acid în spațiul tubular.The main invention relates to a process of oligomerization of α-methylstyrene in the presence of macroporous cations at temperatures of 70 ... 90 ° C and at LHSV volume rates of 0.5 ... 1 m ³ / m ³ cat xh in - a multitubular isothermal reactor containing the acid catalyst in the tubular space.

In invenția principală se utilizează α-metil-stiren de puritate ridicată, conversia realizată prin contactarea directă a acestuia cu stratul fix de cationit fiind de ~ 90%.High purity α-methyl-styrene is used in the main invention, the conversion achieved by its direct contact with the fixed cationite layer being ~ 90%.

Reacția de dimerizare a a-metistirenului urmează o cinetică de ordinul II cu o energie de activare de cca. 16 Kcal/ mol, viteza de reacție fiind direct proporțională cu concentrația hidrocarburii nesaturate.The dimerization reaction of α-metystyrene follows a second-order kinetics with an activation energy of approx. 16 Kcal / mol, the reaction rate being directly proportional to the unsaturated hydrocarbon concentration.

Formarea trimerilor, conform mecanismului de reacție, decurge prin ciocnirea bimoleculară a moleculelor de dimeri cu cele de monomer și depinde pronunțat de temperatura la care este condus procesul.The formation of trimers, according to the reaction mechanism, proceeds through the bimolecular collision of the dimer molecules with the monomer molecules and depends strongly on the temperature at which the process is conducted.

Prin procedeul conform invenției principale, din cauza prezentei în zona de reacție a unor concentrații ridicate în ametil-stiren, sunt realizate selectivități inferioare în dimeri, o cantitate apreciabilă din monomer transformându-se în oligomeri superiori. La acest inconvenient se mai adaugă și ancrasarea suprafeței catalitice cu polimeri de α-metil-stiren, fapt ce conduce la pierderea prematură a activității.By the process according to the main invention, because of the presence in the reaction zone of high concentrations in amethyl styrene, lower selectivities are made in dimers, an appreciable amount of the monomer being transformed into higher oligomers. In addition to this disadvantage, the addition of the catalytic surface with α-methyl-styrene polymers is added, which leads to the premature loss of activity.

Procedeul, conform prezentei invenții de perfecționare, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că reacția este efectuată în diluție cu solvenți inerți, ca dimeri de α-metil-siren sau izopropilbenzen, într-un reactor adiabatic, cu recircularea efluentului de reacție după răcirea la 60°C, în care se dozează reactantul, la temperaturi de 60 ... 90°C, viteză volumară LHSV de 3 ... 5 m³/m³cat. X oră și la presiune de 2 ... 3 at.The process according to the present invention enhances said disadvantages, in that the reaction is carried out in dilution with inert solvents, such as α-methyl-siren or isopropylbenzene dimers, in an adiabatic reactor, with the recirculation of the reaction effluent upon cooling to 60. ° C, in which the reactant is dosed, at temperatures of 60 ... 90 ° C, LHSV volume speed of 3 ... 5 m ³ / m ³ cat. X hour and under pressure of 2 ... 3 at.

Prezenta invenție prezintă următoarele avantaje:The present invention has the following advantages:

- realizarea unor selectivități de 85 ... 90%în dimeri de a-metil-stiren;- achieving selectivity of 85 ... 90% in a-methyl-styrene dimers;

creșterea cu 100% a productivității cationitului, prin eliminarea depunerilor de polimeri pe centrii acizi și a supraîncălzirilor locale ce conduc la desulfurarea termică.100% increase of cationite productivity, by eliminating polymer deposits on acidic centers and local overheating leading to thermal desulfurization.

In continuare se prezintă două exemple de realizare a invenției, în legătură și cu figura care prezintă schema de fluxThe following are two examples of embodiments of the invention, in connection with the figure showing the flow diagram.

RO 112502 Bl tehnologic pentru procedeul conform invenției.RO 112502 Technological block for the process according to the invention.

Exemplul 1. Cu pompa Ρ_η, 250 kg/h α-metil-stiren de puritate 99,5% sunt trimise cu o presiune de 2 ... 3 at. în linia de refulare a pompei de recirculare P₂unde întâlnesc 1000 kg/h efluent de reacție având temperatura de 90°C. După omogenizare, amestecul conținând 20% a.metil-stiren, după răcirea la 60°C în schimbătorul de căldură S, pătrunde la partea superioară a reactorului adiabatic R în care se află stratul fix de cationit macroporos.Example 1. With the pump Ρ _η , 250 kg / h α-methyl-styrene of 99.5% purity are sent with a pressure of 2 ... 3 at. in the discharge line of the recirculation pump P ₂ where they encounter 1000 kg / h of reaction effluent having a temperature of 90 ° C. After homogenization, the mixture containing 20% α-methyl-styrene, after cooling to 60 ° C in the heat exchanger S, penetrates to the top of the adiabatic reactor R in which is the fixed layer of macroporous cationite.

Reacția exotermă de dimerizare a α-metil-stirenului are loc prin contactarea fazei lichide cu stratul fix de cationit, temperatura crescând treptat până la 85 ... 90°C ce se înregistrează la ieșirea din zona catalitică. Cu pompa P₂, 5 părți din masa de reacție sunt recirculate în alimentarea reactorului, în timp ce o parte cu compoziția: 4 ... 5% a-metil-stiren, 90 ... 92% dimeri de α-metil-stiren și 3 ... 4% trimeri de α-metil-stiren este trimisă pe unul din talerele de alimentare ale coloanei de distilare C, ce separă la vârf a-metilstirenul nereacționat, iar din bază sunt evacuate continuu 237 kg.produs conținând 96% dimeri.The exothermic dimerization reaction of α-methyl-styrene occurs by contacting the liquid phase with the fixed cationite layer, the temperature gradually rising to 85 ... 90 ° C which is recorded at the exit of the catalytic zone. With pump P ₂ , 5 parts of the reaction mass are recycled into the reactor feed, while one part with the composition: 4 ... 5% α-methyl-styrene, 90 ... 92% α-methyl-styrene dimers. and 3 ... 4% α-methyl-styrene shippers are sent to one of the feed trays of distillation column C, which separates the unreacted a-methylstyrene at the tip, and from the base 237 kg are continuously discharged. The product contains 96% dimer.

Exemplul 2. Cu pompa P₁, 400 kg/h amestec α-metil-stiren, conținând 40% izopropilbenzen, așa cum rezultă din procesul de dehidrogenare a izopropilbenzenului, sunt trimise cu o presiune de 2Example 2. With the P ₁ pump, 400 kg / h of α-methyl-styrene mixture, containing 40% isopropylbenzene, as resulted from the dehydrogenation process of isopropylbenzene, are sent with a pressure of 2

... 3 atîn linia de refluare a pompei P₂unde întâlnește 800 kg/h efluent de reacție având temperatura de 9O°C. După omogenizare, amestecul conținând 22% α-metil-stiren, după răcirea la 60°C în răcitorul cu apă S pătrunde la partea superioară a reactorului de dimerizare R, temperatura crescând la 90°C în zona de evacuare a masei de reacție.... 3 at the P ₂ pump discharge line where it meets 800 kg / h of reaction effluent having a temperature of 9O ° C. After homogenization, the mixture containing 22% α-methyl-styrene, after cooling to 60 ° C in the water cooler S penetrates to the top of the dimerization reactor R, the temperature increasing to 90 ° C in the outlet area of the reaction mass.

Cu pompa P₂, 2 părți din efluent sunt recirculate în alimentarea reactorului R prin răcitorul S în timp ce o parte conținând 40% izopropil-benzen; 3 % ametil-siren; 55% dimeri de a-metil-stiren și 2% trimeri este supusă distilării în coloana C, din care continuu sunt evacuate 228 kg/h dimeri conținând 3,5% trimeri de a-metil-stiren.With pump P ₂ , 2 parts of the effluent are recycled into the R reactor feed through the S cooler while one part contains 40% isopropyl benzene; 3% amethyl siren; 55% dimers of α-methyl-styrene and 2% trimers are subjected to distillation in column C, from which 228 kg / h dimers containing 3.5% trimers of α-methyl-styrene are continuously discharged.

Claims

Process for selective dimerization of α-methyl styrene, in the presence of macroporous cations, according to the main invention with description no. 103271, characterized in that the reaction is carried out in dilution with inert solvents, such as amethyl-siren or isopropyl-benzene dimers, in an adiabatic reactor, with the recirculation of the reaction effluent after cooling to 60 ° C, in which the reactant is dosed, at temperatures of 60 ... 90 ° C, volume speed LHSV of 3 ... 5 m ³ / m ³ cat. X hour, and at a pressure of 2 ... 3 at.