RU2189965C2 - Method of chemical treatment of monomer-containing (c7-c9)-fractions - Google Patents
Method of chemical treatment of monomer-containing (c7-c9)-fractions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189965C2 RU2189965C2 RU2000132508/04A RU2000132508A RU2189965C2 RU 2189965 C2 RU2189965 C2 RU 2189965C2 RU 2000132508/04 A RU2000132508/04 A RU 2000132508/04A RU 2000132508 A RU2000132508 A RU 2000132508A RU 2189965 C2 RU2189965 C2 RU 2189965C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acetic acid
- fractions
- stream
- fraction
- monomer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к химической очистке мономерсодержащих фракций С7-С9, которые используют в процессе получения пленкообразователей для приготовления олиф и лаков катионной соолигомеризацией содержащихся в них непредельных углеводородов, как-то: димеров (метил-)циклопентадиена, его содимеров с изопреном и пипериленом (ДЦПД), (метил-)стиролов, винилтолуолов, дивинилбензолов, индена и других винилароматических углеводородов, изоолефинов, сопряженных диенов и ацетиленовых углеводородов.The invention relates to the chemical purification of monomer-containing fractions of C 7 -C 9 , which are used in the process of producing film formers for the preparation of drying oils and varnishes by cationic co-oligomerization of unsaturated hydrocarbons contained in them, such as: dimers of (methyl-) cyclopentadiene, its copolymers with isoprene and piperylene ( DCPD), (methyl-) styrenes, vinyl toluene, divinylbenzenes, indene and other vinyl aromatic hydrocarbons, isoolefins, conjugated dienes and acetylene hydrocarbons.
С7-С9-фракции, побочные производства этилена, выделенные из пироконденсата, получаемого на заводах, производящих синтетический этанол, часто содержат циклоэфиры (паральдегид и метальдегид), в количествах 3-7 мас.% в смеси с другими кислород-, а иногда и серусодержащими основаниями Льюиса. При использовании этих фракций в качестве сырья для производства пленкообразователей (нефтеполимерных смол или жидких каучуков катионной соолигомеризацией непредельных углеводородов в среде содержащихся в них алкилбензолов, неароматических насыщенных и нафтеновых, а также некатионофильных ненасыщенных углеводородов в присутствии кислот Фриделя-Крафтса) предельно допустимая концентрация кислородсодержащих оснований Льюиса составляет < 0,05 мас.%.C 7 -C 9 fractions, ethylene by-products isolated from pyrocondensate obtained in synthetic ethanol plants often contain cycloesters (paraldehyde and metaldehyde), in amounts of 3-7 wt.% Mixed with other oxygen- and sometimes and sulfur-containing Lewis bases. When these fractions are used as raw materials for the production of film-forming agents (petroleum resin or liquid rubbers by cationic co-oligomerization of unsaturated hydrocarbons in the environment of alkylbenzenes contained in them, non-aromatic saturated and naphthenic, and non-cationophilic unsaturated hydrocarbons in the presence of Friedel-Crafts acids), the maximum permissible concentration of oxygen-containing bases is <0.05 wt.%.
Известен способ очистки мономерсодержащих пиролизных углеводородных фракций их отмывкой водой при температурах, близких к комнатной (Полимеризация изопрена, катализируемая кислотами. Сб. статей ВНИИСК. М. - Л. "Химия", 1964, с. 156). Однако, из-за низкого значения коэффициента распределения вышеуказанных циклоэфиров между водой и углеводородами, при обычных условиях работы отмывной колонны остаточное их содержание во фракции не удается снизить менее чем до 1 мас.%. A known method of purification of monomer-containing pyrolysis hydrocarbon fractions by washing them with water at temperatures close to room temperature (Polymerization of isoprene, catalyzed by acids. Collection of articles VNIISK. M. - L. "Chemistry", 1964, S. 156). However, due to the low distribution coefficient of the above cycloesters between water and hydrocarbons, under normal operating conditions of the wash column, their residual content in the fraction cannot be reduced to less than 1 wt.%.
Наиболее близким техническим решением, прототипом, является способ химической очистки мономерсодержащих С7-С9 углеводородных фракций от оснований Льюиса до их остаточного содержания, не превышающего предельно допустимого, обработкой фракции при повышенной температуре алюминийорганическим соединением общей формулы
(где Х - алкил С2-С6 или галоид; Х - тиоалкил С2-С6, Me S АlR2-, R1 и R2 - алкил С2-С7, Me - щелочной металл) или его смесью с Х А1 R3R4 (где Х - алкил С2-С6 или галоид, R3 и R4 - алкил С2-С6) при их массовом соотношении 1: 1-2 с последующим отделением и сжиганием смеси (НО)3-nAlХn с продуктами осмоления непредельных углеводородов (авт. св. СССР, 732225, кл. С 07 С 7/01, 1980).The closest technical solution, prototype, is a method for the chemical purification of monomer-containing C 7 -C 9 hydrocarbon fractions from Lewis bases to their residual content not exceeding the maximum permissible level, by treating the fraction at elevated temperature with an organoaluminum compound of the general formula
(where X is C 2 -C 6 alkyl or halogen; X is C 2 -C 6 thioalkyl, Me S AlR 2 -, R 1 and R 2 is C 2 -C 7 alkyl, Me is an alkali metal) or its mixture with X A1 R 3 R 4 (where X is C 2 -C 6 alkyl or halogen, R 3 and R 4 is C 2 -C 6 alkyl) with a mass ratio of 1: 1-2, followed by separation and combustion of the mixture (HO) 3-n AlX n with resins of unsaturated hydrocarbons (ed. St. USSR, 732225, class С 07 С 7/01, 1980).
Выход мономеров составляет 92-95% от их массы в составе исходной фракции. The yield of monomers is 92-95% of their mass in the initial fraction.
Недостатком способа является опасность производства, как следствие использования пожаро- и взрывоопасных алюминийорганических соединений, и недостаточный выход очищенного сырья для производства катионных пленкообразователей. The disadvantage of this method is the danger of production, as a result of the use of fire and explosive organoaluminum compounds, and the insufficient yield of purified raw materials for the production of cationic film formers.
Целью изобретения является снижение опасности производства и повышение выхода очищенного сырья. The aim of the invention is to reduce the risk of production and increase the yield of purified raw materials.
Поставленная цель достигается тем, что очистку исходной фракции производят химическим реагентом, в качестве которого используют водный раствор кислород- и серусодержащих оснований Льюиса с уксусной кислотой при массовом соотношении основание Льюиса : уксусная кислота, равном 0,005-0,0010: 0,001-0,014, в количестве 2,5-50,0% от массы реакционной смеси с последующими отделением водного слоя и азеотропной осушкой очищенной фракции. This goal is achieved in that the initial fraction is purified by a chemical reagent, which is used as an aqueous solution of oxygen and sulfur-containing Lewis bases with acetic acid with a mass ratio of Lewis base: acetic acid equal to 0.005-0.0010: 0.001-0.014, in the amount of 2.5-50.0% by weight of the reaction mixture, followed by separation of the aqueous layer and azeotropic drying of the purified fraction.
Нами обнаружено, что в этих условиях при обычном перемешивании вода образует в мономерсодержащей фракции эмульсию с дисперсностью 10-5-10-8 см, то есть достаточной для достижения поверхности раздела фаз, обеспечивающей количественное протекание указанной реакции, скорее всего, по механизму межфазного кислотного катализа. Благодаря неограниченной растворимости ацетальдегида в воде и низкой температуре его кипения (20,8oС), он автоматически отводится из реакционной фазы, и, в соответствии с принципом Ле-Шателье, реакция сдвигается вправо. Вероятно, все это обеспечивает достижение глубокой степени очистки фракции: суммарное содержание в ней циклоэфиров и других оснований Льюиса не превышает 0,007 мас.%.We found that under these conditions, with ordinary stirring, water forms an emulsion in the monomer-containing fraction with a dispersion of 10 -5 -10 -8 cm, that is, sufficient to reach the interface, providing a quantitative course of this reaction, most likely by the mechanism of interphase acid catalysis . Due to the unlimited solubility of acetaldehyde in water and its low boiling point (20.8 o C), it is automatically removed from the reaction phase, and, in accordance with the principle of Le Chatelier, the reaction is shifted to the right. Probably, all this ensures the achievement of a deep degree of purification of the fraction: the total content of cycloesters and other Lewis bases in it does not exceed 0.007 wt.%.
Для очистки мономерсодержащих фракций по предлагаемому изобретению используют установку из легированной стали, представленную на чертеже. For the purification of monomer-containing fractions according to the invention, an alloy steel plant shown in the drawing is used.
В рубашку куба отпарной колонны 2 эффективностью 5 теоретических тарелок с полезным объемом 1 м3 подают теплоноситель, подогретый до 97-160oС. Вниз потоком 1 подают сырую С7-С9-фракцию. Сюда же потоком 3 из отстойника 4 подают "возвратную воду" (водный раствор кислород- и серусодержащих оснований Льюиса, извлеченных из фракции, с примесью углеводородов и уксусной кислоты), подпитанную свежей водой, подаваемой потоком 5, водой.A heat carrier heated to 97-160 ° C is fed into the shirt of the cube of
Смеси ацетальдегида с азеотропами углеводородов с водой и другими кислородсодержащими, выходящие из верха колонны потоком 7, охлаждают до 75-80oС в холодильнике 8 и направляют в отстойник 4. Несконденсировавшийся ацетальдегид из верха холодильника потоком 8а отводят на смешение с возвратной водой, идущей потоком 6 на сжигание или на утилизацию. Углеводороды, выходящие из куба отпарной колонны потоком 9 и из верха отстойника потоком 10, объединяют и направляют в колонну 11 азеотропной осушки эффективностью 15 теор. тарелок. Из верха этой колонны потоком 12 отводят гетероазеотропы воды с углеводородами и, после охлаждения до 75-80oС в холодильнике 13, направляют в отстойник 14. Верхний углеводородный слой потоком 15 возвращают в колонну, нижний водный потоком 16 - в возвратную воду. Осушенную, обычно, до остаточного содержания влаги 0,001-0,005 мас.% фракцию, содержащую 0,5-1,9 мас.% светлых термоолигомеров, не мешающих катионной соолигомеризации содержащихся в ней непредельных углеводородов и не снижающих качества получаемого пленкообразователя, отводят потоком 17.Mixtures of acetaldehyde with azeotropes of hydrocarbons with water and other oxygen-containing substances coming from the top of the column by
Таким образом, выход сырья для получения катионного пленкообразователя в составе очищенной мономерсодержащей пиролизной фракции составляет 100% от массы содержащихся в составе "грязной" фракции мономеров. Thus, the yield of raw materials for producing a cationic film former in the composition of the purified monomer-containing pyrolysis fraction is 100% by weight of the monomers contained in the "dirty" fraction.
Сказанное иллюстрируется нижеследующими примерами. The foregoing is illustrated by the following examples.
Пример 1. В рубашку куба отпарной колонны 2 (см. чертеж) подают перегретый до 160oС водяной пар. Собственно, в рабочей зоне куба температура устанавливается на уровне 125oС. Сюда потоком 1 со скоростью 800 кг/ч подают С7-С9-фракцию гибкого пиролиза нефтепродуктов в этиленовом режиме, содержащую, мас.%, в сумме: 7,4 ДЦПД, 25,5 винилароматических углеводородов, 2,9 сопряженных диенов и ацетиленовых углеводородов, 59,8 алкилбензолов и других "балластных" углеводородов, 4,3 циклоэфиров и менее 0,1 других кислород- и серусодержащих микропримесей. Сюда же потоком 3 со скоростью 83,4 кг/ч подают подпитанную потоком 5 свежей возвратную воду, содержащую, мас.%: 74,2 воды, 25,0 ацетальдегида, в сумме, 0,8 углеводородов и других кислород-, а также серусодержащих соединений, в том числе 0,04 уксусной кислоты.Example 1. In the cube of the stripper column 2 (see drawing) serves superheated to 160 o With water vapor. Actually, in the working zone of the cube, the temperature is set at 125 o C. To this stream 1 at a speed of 800 kg / h serves C 7 -C 9 -fraction of flexible pyrolysis of petroleum products in ethylene mode, containing, wt.%, In the amount of: 7.4 DCPD, 25.5 vinyl aromatic hydrocarbons, 2.9 conjugated dienes and acetylene hydrocarbons, 59.8 alkylbenzenes and other ballast hydrocarbons, 4.3 cycloesters and less than 0.1 other oxygen and sulfur-containing impurities. To this
В реакционной смеси, в среднем, устанавливается концентрация, мас.%: 9,4 возвратной воды (в том числе, 7,0 собственно воды), а также 0,005 уксусной кислоты. Из верха колонны потоком 7 со скоростью 154,5 кг/ч летит смесь, содержащая, мас. %: 40,0 воды, 36,2 ацетальдегида, 23,2 углеводородов С7-С9 и 0,5 других кислород-, а также серусодержащих микропримесей. Потоком 6 со скоростью 37,9 кг/ч на сжигание отводят смесь возвратной воды с неконденсировавшимся ацетальдегидом. Потоком 5 со скоростью 0,8 кг/ч подают свежую воду. Из куба отпарной колонны потоком 9 со скоростью 728,0 кг/ч выходит полуочищенная мономерсодержащая фракция, содержащая 0,5 мас.% термоолигомера со среднечисловой молекулярной массой 304 на смешение с С7-С9-фракцией, выходящей из верха отстойника 4 потоком 10 со скоростью 35,9 кг/ч. Смесь поступает в колонну 11 азеотропной осушки. Из верха холодильника 8 потоком 8а со скоростью 36,0 кг/ч летит несконденсировавшийся ацетальдегид на смешение с возвратной водой, отводимой на сжигание. Потоком 17 со скоростью 764 кг/ч выходит очищенная С7-С9-фракция, содержащая, мас.%: 7,5 ДЦПД, 26,4 винилароматических углеводородов, 3,0 сопряженных диенов и ацетиленовых углеводородов, 62,5 алкилбензолов и других "балластных" углеводородов, 0,5 термоолигомера, 0,003 циклоэфиров и 0,002 воды. Выход очищенного сырья для получения катионного пленкообразователя - 100% от массы мономеров, поданных потоком 1 в составе "грязной" С7-С9-фракции.In the reaction mixture, on average, the concentration is established, wt.%: 9.4 return water (including 7.0 actual water), as well as 0.005 acetic acid. From the top of the column with a stream of 7 at a speed of 154.5 kg / h flies a mixture containing, by weight. %: 40.0 water, 36.2 acetaldehyde, 23.2 C 7 -C 9 hydrocarbons and 0.5 other oxygen- as well as sulfur-containing trace elements. A stream of 6 at a rate of 37.9 kg / h for combustion is used to return a mixture of return water with non-condensed acetaldehyde. Stream 5 at a speed of 0.8 kg / h serves fresh water. A semi-purified monomer-containing fraction containing 0.5 wt% of a thermo-oligomer with a number average molecular weight of 304 is mixed with a C 7 -C 9 fraction exiting from the top of the settling tank 4 by
Результаты очистки от циклоэфиров других мономерсодержащих пиролизных углеводородных фракций по примеру 1 в других заявляемых условиях представлены в табл.1 (примеры 2-3). The results of purification from cycloesters of other monomer-containing pyrolysis hydrocarbon fractions according to Example 1 under the other claimed conditions are presented in Table 1 (Examples 2-3).
Варьируются состав "грязной" фракции, содержание, собственно, воды, возвратной воды и уксусной кислоты в суммарном потоке, направляемом в низ отпарной колонны, температура и время пребывания в последней. The composition of the "dirty" fraction, the content, in fact, of water, return water and acetic acid in the total flow directed to the bottom of the stripping column, the temperature and residence time in the latter, vary.
Если содержание возвратной воды в суммарном потоке в низ отпарной колонны снизить менее чем до 2,5 мас.% (пример 4, представленный в сравнительной табл. 2), содержание уксусной кислоты в этом потоке менее чем до 0,002 мас.% (пример 5 табл. 2), время пребывания в отпарной колонне - менее чем до 25 мин (пример 6) и/или температуру куба этой колонны снизить менее чем до 92oС (пример 7), остаточная концентрация циклоэфиров и других оснований Льюиса в очищенной фракции возрастает более чем 0,005 мас.%.If the content of return water in the total stream to the bottom of the stripping column is reduced to less than 2.5 wt.% (Example 4, presented in comparative table 2), the content of acetic acid in this stream to less than 0.002 wt.% (Example 5 table . 2), the residence time in the stripping column is less than 25 minutes (example 6) and / or the temperature of the bottom of this column is reduced to less than 92 o C (example 7), the residual concentration of cycloesters and other Lewis bases in the purified fraction increases more than 0.005 wt.%.
Если температуру куба отпарной колонны поднять выше 128oС (пример 8) и/или время пребывания в колонне 2 увеличить более чем до 100 мин (пример 9), степень очистки остается, практически, на том же уровне, но увеличиваются энергозатраты и снижается производительность установки.If the temperature of the bottom of the stripping column is raised above 128 o С (example 8) and / or the residence time in
Если концентрацию уксусной кислоты в суммарном потоке в низ отпарной колонны увеличить более чем до 0,012 мас.% (введением искусственно - пример 10), снижается степень очистки фракции, вероятно, за счет чрезмерного протекания консекутивной катионной олигомеризации in statu nascendi ацетальдегида. If the concentration of acetic acid in the total flow to the bottom of the stripping column is increased to more than 0.012 wt.% (By artificially introducing Example 10), the degree of purification of the fraction decreases, probably due to the excessive occurrence of consonant cationic oligomerization in statu nascendi of acetaldehyde.
Если содержание возвратной воды в суммарном потоке в отпарную колонну увеличить более чем до 50 мас.% (пример 11), степень очистки фракции остается на том же уровне, но снижается производительность установки. If the content of return water in the total flow to the stripping column is increased to more than 50 wt.% (Example 11), the degree of purification of the fraction remains at the same level, but the productivity of the installation decreases.
Как следует из таблицы 1, очистка фракций от циклоэфиров их мономеризацией при температуре 92-128oС в присутствии 2,5-50,0 мас.% возвратной воды (1,1-18,9 мас. %, собственно, воды) и 0,002-0,012 мас.% уксусной кислоты в течение 25-100 мин позволяет снизить остаточное содержание в них кислородсодержащих до уровня, более низкого, чем предельно допустимый.As follows from table 1, the purification of fractions from cycloesters by their monomerization at a temperature of 92-128 o With in the presence of 2.5-50.0 wt.% Return water (1.1-18.9 wt.%, In fact, water) and 0.002-0.012 wt.% Acetic acid for 25-100 min can reduce the residual oxygen content in them to a level lower than the maximum permissible.
Из сравнительных примеров 4-11, представленных в табл. 2, следует, что при проведении очистки фракций в режимах, выходящих за пределы заявляемых, цель изобретения достигается не в полном объеме. From comparative examples 4-11 presented in table. 2, it follows that when carrying out purification of fractions in modes beyond the scope of the claimed, the purpose of the invention is not achieved in full.
Применение предлагаемого изобретения позволит снизить опасность производства и себестоимость очищенных фракций за счет исключения потерь мономеров на сжигаемые отходы. The application of the invention will reduce the risk of production and the cost of the purified fractions by eliminating the loss of monomers in the waste.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000132508/04A RU2189965C2 (en) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | Method of chemical treatment of monomer-containing (c7-c9)-fractions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000132508/04A RU2189965C2 (en) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | Method of chemical treatment of monomer-containing (c7-c9)-fractions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2189965C2 true RU2189965C2 (en) | 2002-09-27 |
Family
ID=20243940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000132508/04A RU2189965C2 (en) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | Method of chemical treatment of monomer-containing (c7-c9)-fractions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2189965C2 (en) |
-
2000
- 2000-12-25 RU RU2000132508/04A patent/RU2189965C2/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US1982708A (en) | Resin from petroleum hydrocarbons | |
EP0225945B1 (en) | Aromatic high softening point petroleum resin and process for its preparation | |
DE2509150C2 (en) | ||
US2753382A (en) | Polymers from piperylene concentrates | |
US4465881A (en) | Inhibiting polymerization of vinyl aromatic monomers | |
RU2189965C2 (en) | Method of chemical treatment of monomer-containing (c7-c9)-fractions | |
US3792105A (en) | Process for the purification of isoprene | |
US2824859A (en) | Production of resins by reaction of maleic anhydride with steam-cracked fractions | |
US4419503A (en) | Catalytic process for the production of petroleum resins | |
US2372528A (en) | Depolymerization of styrene polymers | |
JENKINS et al. | STUDIES IN SILICO-ORGANIC COMPOUNDS. IX. ADDITIONAL DERIVATIVES OF TRICHLOROSILANE AND THEIR ALKALINE HYDROLYSIS1, 2 | |
US2849510A (en) | Process for preparing hydrocarbon drying oil product by co-polymerizing a butadiene and styrene | |
US2770613A (en) | Novel petroleum resin process | |
US3334061A (en) | Petroleum resins | |
CN1354190A (en) | Free radical one-step method for producing polyisobutylene butanedioic anhydride and its ashless dispersing agent | |
JPS5835528B2 (en) | Improved continuous production method for hydrocarbon resins | |
RU2007436C1 (en) | Method of petroleum oily fractions treatment | |
GB590613A (en) | Improvements in or relating to the production and separation of tertiary olefins | |
RU2174504C1 (en) | Method of purification of benzene from thiophene | |
US3427293A (en) | Phosphorylation of hydrocarbon resins | |
US3640978A (en) | Continuous process for the production of alfin polymers by polymerization of alfin monomers in an organic solvent and for recovering and recycling solvent | |
US3376362A (en) | Carboxylation of hydrocarbon resins | |
US3162599A (en) | Gasoline purification by polymerization | |
US2491496A (en) | Synthetic drying oils | |
SU763363A1 (en) | Method of preparing copolymers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20061003 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080516 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20080516 Effective date: 20101221 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110317 |