RU2068833C1

RU2068833C1 - Method of cyclopentadiene synthesis

Info

Publication number: RU2068833C1
Application number: RU93012913/04A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Пантух; С.А. Егоричева
Original assignee: Стерлитамакский нефтехимический завод
Priority date: 1993-03-10
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1996-11-10

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: method involves monomerization of dicyclopentadiene in the presence of N-isopropyl-N-phenylphenylenediamine-1,4 and cyclohexanone condensation products at mass ratio N-isopropyl-N-phenylphenylenediamine-1,4 : cyclohexanone condensation products : dicyclopentadiene = (0.001-0.005):(0.005-1.000):1.000, respectively. Synthesized product is used as monomer for synthetic rubber and resin production. EFFECT: improved method of synthesis. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, конкретно, к способу получения циклопентадиена (ЦПД), который может найти применение в качестве мономера для получения синтетических каучуков, в производстве смол, пленкообразующих компонентов, для получения пестицидов, ферроцена, высокоэнергетических топлив для реактивных двигателей, для модификации растительных масел. The invention relates to the petrochemical industry, in particular, to a method for producing cyclopentadiene (CPD), which can be used as a monomer for producing synthetic rubbers, in the production of resins, film-forming components, for producing pesticides, ferrocene, high-energy jet fuels, for modifying plant oils.

Известен способ получения ЦПД разложением дициклопентадиена (ДЦПД) в жидкой фазе при температуре 155^oС и выше [1] Недостатком способа является низкая селективность процесса за счет протекания побочной реакции олигомеризации ЦПД (смолообразование). Так, при 155^oС за 5 ч степень превращения в олигомеры составляет около 10 мас. при общей конверсии ДЦПД 75-80%
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения ЦПД разложением ДЦПД при 180-200^oС в течение 3,0-3,5 ч в присутствии разбавителя [2] В качестве разбавителя используют высококипящие углеводородные фракции: фракцию дихлорбензола, кипящую в интервале 170-190^oС, фракцию диэтилбензола, выкипающую при 160-200^oС, фракцию диизопропилбензола, выкипающую при 188-300^oС или нефтяные фракции, перегоняющиеся в интервале 170-240^oС.A known method of producing a CPD by decomposition of dicyclopentadiene (DCPD) in the liquid phase at a temperature of 155 ^o C and above [1] The disadvantage of this method is the low selectivity of the process due to the side reaction of oligomerization of the CPD (gumming). So, at 155 ^o C for 5 hours the degree of conversion to oligomers is about 10 wt. with the overall conversion of DCPD 75-80%
Closest to the claimed method is a method of producing a CPP by decomposing DCPD at 180-200 ^{° C.} for 3.0-3.5 hours in the presence of a diluent [2] High-boiling hydrocarbon fractions are used as diluent: a dichlorobenzene fraction boiling in the range of 170-190 ^o C, the fraction of diethylbenzene boiling at 160-200 ^o C, the fraction of diisopropylbenzene boiling at 188-300 ^o C or oil fractions distilled in the range of 170-240 ^o C.

Количество разбавителя берут в массовом соотношении 0,2-1-5:1 к исходному продукту. Конверсия ДЦПД составляет 90-95% селективность 95% Недостатком способа является сравнительно низкая селективность процесса за счет смолообразования. При длительной работе установки наблюдается накопление смол, которые высаживаются из углеводородных фракций на стенках аппаратуры, что приводит к забивке оборудования. The amount of diluent is taken in a mass ratio of 0.2-1-5: 1 to the original product. The conversion of DCPD is 90-95% selectivity 95% The disadvantage of this method is the relatively low selectivity of the process due to resin formation. During long-term operation of the installation, accumulation of resins is observed, which are deposited from hydrocarbon fractions on the walls of the equipment, which leads to clogging of the equipment.

Целью изобретения является повышение селективности процесса за счет снижения смолообразования и предотвращения забивок оборудования. The aim of the invention is to increase the selectivity of the process by reducing gumming and preventing clogging of equipment.

Цель достигается тем, что процесс разложения ДЦПД проводят в присутствии N-изопропил-N-фенил-фенилендиамина-1,4 (ИФФДА) и продуктов уплотнения циклогексанона (ПУЦГ) при массовом соотношении ДЦПД:ИФФДА:ПУЦГ, равном 1,000: 0,001-0,005:1,000-0,500. The goal is achieved by the fact that the decomposition of DCPD is carried out in the presence of N-isopropyl-N-phenyl-phenylenediamine-1,4 (IFPDA) and cyclohexanone compaction products (PUCG) at a mass ratio of DCPD: IFPDA: PUBG equal to 1,000: 0.001-0.005: 1,000-0,500.

Неожиданно оказалось, что проведение процесса в заявляемых условиях уменьшается смолообразование за счет снижения скорости реакции олигомеризации ЦПД и окисления. По-видимому, это связано с изменением полярности растворителя (среды), вызванной введением соединений с высоким дипольным моментом. Использование в процессе хотя бы одного из заявляемых компонентов не приводит к положительному результату. It unexpectedly turned out that carrying out the process under the claimed conditions reduces resin formation due to a decrease in the rate of reaction of oligomerization of the CPD and oxidation. Apparently, this is due to a change in the polarity of the solvent (medium) caused by the introduction of compounds with a high dipole moment. Using in the process at least one of the claimed components does not lead to a positive result.

Для осуществления процесса используются:
продукты уплотнения циклогексанона (ПУЦГ), представляющие собой смесь, содержащую около 80% 2-(циклогексен-1-ил)-циклогексанона, остальное - 2,6-ди(циклогексен-1-ил)циклогексанона. Эту фракцию получают аутоконденсацией циклогексанона на твердой щелочи при температуре 50-150^oC [3]
N-изопропил-N-фенил-фенилендиамин-1,4 (ИФФДА) ТУ 6-14-817-75;
техническую фракцию, содержащую 50-60% ПУЦГ, 0,1-0,5 ИФФДА и остальное циклогексилсульвен. Эта фракция является отходом производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования изопентана, образующаяся на стадии очистки изопрена от ЦПД циклогексаноном.For the implementation of the process are used:
compaction products of cyclohexanone (PACS), which is a mixture containing about 80% of 2- (cyclohexen-1-yl) -cyclohexanone, the rest is 2,6-di (cyclohexen-1-yl) cyclohexanone. This fraction is obtained by autocondensation of cyclohexanone on solid alkali at a temperature of 50-150 ^o C [3]
N-isopropyl-N-phenyl-phenylenediamine-1,4 (IFPDA) TU 6-14-817-75;
technical fraction containing 50-60% PUCH, 0.1-0.5 IFPHDA and the rest cyclohexylsulven. This fraction is a waste product of isoprene production by the two-stage isopentane dehydrogenation process, which is formed at the stage of isoprene purification from the CPD by cyclohexanone.

в качестве исходного сырья используют любые дициклопентадиеновые фракции с концентрацией ДЦПД выше 60%
Процесс осуществляют следующим образом. Мономеризацию дициклопентадиеновых фракций осуществляют на непрерывной установке, состоящей из куба с интенсивным перемешиванием, дефлегматора, дозировочного насоса, холодильника, приемника (чертеж).any dicyclopentadiene fractions with a concentration of DCPD above 60% are used as the feedstock
The process is as follows. The dicyclopentadiene fractions are monomerized on a continuous installation consisting of a cube with intensive mixing, a reflux condenser, a dosing pump, a refrigerator, and a receiver (drawing).

В куб 1 загружают ПУЦГ и ИФФДА в заявляемых соотношениях и нагревают до температуры 15-220^oС и далее насосом 6 подают в куб дициклопентадиеновую фракцию. Пары ЦПД охлаждают в холодильнике 4 и собирают в сборнике 8. В зависимости от природы исходного сырья и заданной конечной концентрации целевого продукта мономеризат подвергают дальнейшему концентрированию ректификацией. Конверсия ДЦПД составляет 99-100% селективность 99,5-99,7% Установка работает длительное время без образования смолистых отложений.PUBG and IFPHA are loaded into cube 1 in the claimed proportions and heated to a temperature of 15-220 ^{° C.} and then the dicyclopentadiene fraction is fed into the cube by pump 6. CPD vapors are cooled in the refrigerator 4 and collected in the collection 8. Depending on the nature of the feedstock and the given final concentration of the target product, the monomerizate is further concentrated by distillation. The conversion of DCPD is 99-100%, selectivity 99.5-99.7%. The unit operates for a long time without the formation of tarry deposits.

Все вышесказанное подтверждается примерами. All of the above is confirmed by examples.

Пример 1. В куб интенсивного перемешивания загружают 10 г продуктов ПУЦГ, добавляют 0,01 г ИФФДА. Кубовый продукт нагревают до температуры 150^oС. ДЦПД с концентрацией 90% (остальное бензол, толуол) подают со скоростью 11,1 г/ч. Массовое соотношение загружаемых компонентов составляет, соответственно, 1,000: 0,001: 1,000. Из полученного мономеризата ректификацией выделяют 10 г ЦПД с концентрацией 98,5 мас. Конверсия ДЦПД составляет 99,0% селективность 99,5% Установка работает в течение месяца без осмоления.Example 1. In a cube of vigorous stirring, load 10 g of products PUCH, add 0.01 g IFPDA. VAT product is heated to a temperature of 150 ^o C. DCPD with a concentration of 90% (the rest is benzene, toluene) is fed at a speed of 11.1 g / h The mass ratio of the loaded components is, respectively, 1,000: 0,001: 1,000. From the obtained monomerizate by distillation, 10 g of a CPC with a concentration of 98.5 wt. The conversion of DCPD is 99.0%, selectivity 99.5%. The unit operates for a month without tarring.

Пример 2. В куб интенсивного перемешивания загружают 10 г продуктов ПУЦГ, добавляют 0,1 г ИФФДА. Кубовый продукт нагревают до температуры 220^oС. ДЦПД состава, мас. ДЦПД 85,0, изопропенилнорборнен 7,0, бензол 3,0, толуол 5,0 подают со скоростью 23,5 г/ч. Соотношение исходных компонентов составляет 0,500:0,005:1,000. Из полученного мономеризата ректификацией выделяют 20 г ЦПД с концентрацией 99,0% Конверсия ДЦПД 99,5% селективность 99,6% Установка работает в течение месяца без осмоления.Example 2. In a cube of vigorous stirring, load 10 g of products PUCH, add 0.1 g IFPDA. VAT product is heated to a temperature of 220 ^o C. DCPD composition, wt. DCPD 85.0, isopropenylnorbornene 7.0, benzene 3.0, toluene 5.0 are fed at a speed of 23.5 g / h. The ratio of the starting components is 0.500: 0.005: 1,000. From the obtained monomerizate by distillation, 20 g of CPD with a concentration of 99.0% are isolated. Conversion of DCPD 99.5% selectivity 99.6%. The unit works for a month without tarring.

Пример 3. В куб интенсивного перемешивания загружают 16,7 г технической фракции, содержащей 60,0 мас. ПУЦГ, добавляют 0,1 г ИФФДА. Кубовый продукт нагревают до температуры 180^oС. ДЦПД состава, мас. изопрен 1,0, бензол 4,5, толуол 5,5, этилбензол 6,9, изопропенилнорборнен 17,1, ДЦПД остальное подают в куб со скоростью 23 г/ч. Массовое соотношение исходных компонентов ПУЦГ: ИФФДА:ДЦПД cоставляет 0,700:0,002:1,000. Из полученного мономеризата ректификацией выделяют 14,8 г ЦПД с концентрацией 99,5% Конверсия ДЦПД 99,1% селективность 99,7% Установка проработала в течение месяца без осмоления.Example 3. In a cube of intensive mixing load of 16.7 g of the technical fraction containing 60.0 wt. PUBG, add 0.1 g IFPDA. VAT product is heated to a temperature of 180 ^o C. DCPD composition, wt. isoprene 1.0, benzene 4.5, toluene 5.5, ethylbenzene 6.9, isopropenylnorbornene 17.1, DCPD the rest is fed into the cube at a speed of 23 g / h. The mass ratio of the starting components of the PUBG: IFPDA: DCPD is 0.700: 0.002: 1,000. From the obtained monomerizate by distillation, 14.8 g of CPP with a concentration of 99.5% is isolated. DCPD conversion 99.1% selectivity 99.7%. The unit worked for a month without tarring.

Пример 4. В куб интенсивного перемешивания загружают 20,0 г технической фракции, содержащей 50,0 мас. ПУЦГ, 0,3% ИФФДА остальное циклогексилфульвен. Кубовый продукт нагревают до температуры 200^oС. ДЦПД состава, мас. бензол 2,0, толуол 2,5, изопропенилнорборнен 3,5, остальное ДЦПД подают со скоростью 13 г/ч. Соотношение исходных компонентов составляет 0,800:0,005:1,000. Из полученного мономеризата ректификацией выделяют 12 г ЦПД с концентрацией 99,3% Конверсия ДЦПД 99,7% селективность 99,5%
Изменение заявляемых условий приводит к снижению выхода целевого продукта. При температуре ниже 150^oС мономеризация практически прекращается, а при температуре выше 220^oС наблюдается значительное осмоление и забивка системы.Example 4. Into the cube of intensive mixing load 20.0 g of technical fraction containing 50.0 wt. PUBG, 0.3% IFFDA, the rest is cyclohexyl fulven. VAT product is heated to a temperature of 200 ^o C. DCPD composition, wt. benzene 2.0, toluene 2.5, isopropenylnorbornene 3.5, the rest of the DCPD served at a speed of 13 g / h The ratio of the starting components is 0.800: 0.005: 1,000. From the obtained monomerizate by distillation, 12 g of CPP with a concentration of 99.3% are isolated. DCPD conversion is 99.7%, selectivity is 99.5%.
Changing the claimed conditions leads to a decrease in the yield of the target product. At temperatures below 150 ^o With monomerization practically ceases, and at temperatures above 220 ^o With significant gumming and clogging of the system is observed.

При изменении заявляемого соотношения исходных компонентов ниже нижнего предела ведет к снижению целевого продукта, а увеличение соотношения исходных компонентов нецелесообразно, т.к. это приводит к снижению производительности установки. When you change the claimed ratio of the starting components below the lower limit leads to a decrease in the target product, and an increase in the ratio of the starting components is impractical, because this leads to reduced installation performance.

Таким образом, заявляемый способ отличается от известных более высоким выходом целевого продукта за счет снижения смолообразования. Thus, the inventive method differs from the known higher yield of the target product due to the reduction of gum formation.

Claims

A method of producing cyclopentadiene by monomerizing dicyclopentadiene at 150 to 220 ° C. in the presence of an organic diluent, characterized in that cyclohexanone compaction products are used as an organic diluent and monomerization is carried out in the presence of N-isopropyl-N-phenylphenylenediamine-1,4 at a mass ratio of N-isopropyl -N-phenylphenylenediamine-1,4: cyclohexanone densification products: dicyclopentadiene, respectively 0.001 0.005: 0.5 1.0: 1.0.