RU2539655C1 - Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene - Google Patents

Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene Download PDF

Info

Publication number
RU2539655C1
RU2539655C1 RU2013135569/04A RU2013135569A RU2539655C1 RU 2539655 C1 RU2539655 C1 RU 2539655C1 RU 2013135569/04 A RU2013135569/04 A RU 2013135569/04A RU 2013135569 A RU2013135569 A RU 2013135569A RU 2539655 C1 RU2539655 C1 RU 2539655C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
isoprene
triisobutylaluminum
polyisoprene
solution
Prior art date
Application number
RU2013135569/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013135569A (en
Inventor
Юрий Петрович Баженов
Дмитрий Александрович Жаворонков
Ильдус Шайхитдинович Насыров
Александра Васильевна Петрунина
Виктория Юрьевна Фаизова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Синтез-Каучук"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Синтез-Каучук" filed Critical Открытое акционерное общество "Синтез-Каучук"
Priority to RU2013135569/04A priority Critical patent/RU2539655C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539655C1 publication Critical patent/RU2539655C1/en
Publication of RU2013135569A publication Critical patent/RU2013135569A/en

Links

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: described is method of obtaining cis-1,4-polyisoprene by isoprene polymerization in solution of isopentane or mixture of isopentane and isoamylenes in presence of catalytic complex. Preliminarily mixture of diisobutylaluminium hydride and triisobutylaluminium, as well as gaseous hydrogen in amount 0.5÷1.0 nm per 1 t of isoprene is introduced into isoprene solution. Catalytic complex is prepared by interaction of piperylene (B)-containing mixture of triisobutylaluminium and diisobutylaluminiumhydride (A) in toluene, with alcohol lanthanoid chloride solvate (C). Molar ratio A:B:C constitutes 12÷15):(1÷2):1. Alcohol lanthanoid chloride solvate is added to preliminarily cooled to - 15÷-5°C piperylene-containing mixture of triisobutylaluminium and diisobutylaluminiumhydride in toluene. Reaction mixture is exposed at temperature 10-50°C for not less than 10 hours. Isoprene polymerisation is carried out with isoprene concentration in solution 12÷17 wt % at temperature 8÷70°C until 70÷90% conversion of isoprene is achieved.
EFFECT: obtaining cis-1,4-polyisoprene with specified Mooney viscosity.
4 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области получения синтетического каучука и может быть использовано в нефтехимической промышленности.The invention relates to the field of synthetic rubber and can be used in the petrochemical industry.

Известен способ получения цис-1,4-полиизопрена [патент RU 2366667, кл. C08F 136/08, опубл. 10.09.2009] полимеризацией изопрена в растворе изопентана или смеси изопентана и изоамиленов при температуре 20-60°C и содержании изопрена в растворе 10-20 мас.%, под действием каталитического комплекса, предварительно сформированного в течение 2-24 ч в смеси алифатических и ароматических углеводородов взаимодействием соединения неодима, представляющего собой трис[бис(2-этилгексил)фосфат] или неодеканоат неодима, с компонентами катализатора, включающими алкилирующий агент, представляющий собой триизобутилалюминий (ТИБА) или диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ), донор галогена, представляющий собой этилалюминийсесквихлорид или диэтилалюминийхлорид, сопряженный диен, представляющий собой пиперилен, изопрен или бутадиен, при их добавлении к соединению неодима в любой последовательности при мольном соотношении неодим:алкилирующий агент:донор галогена:сопряженный диен 1:1,8-20:2-3:8-25 с последующими дезактивацией введением стабилизатора аминного или фенольного типа в спирто-углеводородном растворе, водной дегазацией и сушкой, при этом каталитический комплекс дополнительно содержит многоатомный спирт, выбранный из группы: этандиол, 1,2-пропандиол, 1,2,3-пропантриол - при мольном соотношении многоатомный спирт: неодим 0,1-1:1.A known method of producing cis-1,4-polyisoprene [patent RU 2366667, class. C08F 136/08, publ. 09/10/2009] polymerization of isoprene in a solution of isopentane or a mixture of isopentane and isoamylenes at a temperature of 20-60 ° C and the content of isoprene in a solution of 10-20 wt.%, Under the action of a catalytic complex, pre-formed for 2-24 hours in a mixture of aliphatic and aromatic hydrocarbons by reacting a neodymium compound of tris [bis (2-ethylhexyl) phosphate] or neodymium neodecanoate with catalyst components including an alkylating agent of triisobutylaluminum (TIBA) or diisobutylaluminum Drid (DIBAG), a halogen donor representing ethyl aluminum sesquichloride or diethyl aluminum chloride, a conjugated diene representing piperylene, isoprene or butadiene, when added to the neodymium compound in any sequence with a molar ratio of neodymium: alkylating agent: halogen donor: 1 copolymer: 1 , 8-20: 2-3: 8-25, followed by deactivation by the introduction of an amine or phenolic type stabilizer in an alcohol-hydrocarbon solution, aqueous degassing and drying, while the catalytic complex additionally contains many goatomic alcohol selected from the group: ethanediol, 1,2-propanediol, 1,2,3-propanetriol - with a molar ratio of polyhydric alcohol: neodymium 0.1-1: 1.

Недостатком известного способа является необходимость применения для получения каталитического комплекса дополнительного алюморганического соединения - донора галогена этилалюминийсесквихлорида или диэтилалюминийхлорида, что усложняет технологию и приводит к удорожанию себестоимости цис-1,4-полиизопрена.The disadvantage of this method is the need to use to obtain a catalytic complex of an additional organoaluminum compound - a donor of a halogen of ethyl aluminum sesquichloride or diethyl aluminum chloride, which complicates the technology and leads to an increase in the cost of cis-1,4-polyisoprene.

Известен способ получения цис-1,4-(со)полимеров сопряженных диенов [патент RU 2203289, кл. C08F 36/06, C08F 36/06, C08F 236/06, C08F 4/44, опубл. 7.04.2003] полимеризацией сопряженных диенов или сополимеризацией их между собой в среде углеводородного растворителя в присутствии каталитического комплекса, состоящего из соединения лантаноидов A с порядковым номером 57-71 Периодической системы элементов Д.И. Менделеева, алюминийорганического соединения В, сопряженного диена C и источника галогена D, при этом каталитический комплекс формируют путем введения в углеводородный раствор сопряженного диена C, взятого в количестве 5-35 моль на 1 моль бутадиена, углеводородного раствора свободного от галогена алюминийорганического соединения B, выдержки полученной смеси в течение 5-15 мин, введения углеводородного раствора соединения лантаноидов A, выбранного из группы, включающей карбоксилаты, алкоголяты и углеводородрастворимые комплексы галогенидов, при молярном соотношении B:A=3,1-6,0:1 и температуре 20-50°C, выдержки в течение 2-24 ч, активирования комплекса подачей ДИБАГ при молярном отношении ДИБАГ:A=1,1-2,0 и выдержки в течение 5-15 мин с последующим взаимодействием с источником галогена D при молярном отношении D:A=1,1-10,0 и времени контакта 5-60 мин с последующей подачей полученного растворимого каталитического комплекса в углеводородный раствор мономеров - сопряженных диенов, в который предварительно вводят свободное от галогена алюминийорганическое соединение В при общем молярном соотношении B:A=5-100:1 и дополнительно ДИБАГ при молярном соотношении A:ДИБАГ=1:2-10. В качестве сопряженных диенов используют бутадиен, изопрен, 1,3-пентадиен или их смеси в любом соотношении. В качестве соединения лантаноида A используют соединение, выбранное из группы: неодеканоат неодима, нафтенат неодима, октаноат неодима, неодим-2,2-диэтилгексаноат, неодим-2,2-диэтилгептаноат, неодеканоат празеодима, нафтенат празеодима, октаноат празеодима, празеодим-2,2-диэтилгексаноат, празеодим-2,2-диэтилгептаноат, неодеканоатдидима, нафтенат дидима, октаноатдидима, дидим-2,2-диэтилгексаноат, дидим-2,2-диэтилгептаноат. Свободное от галогена алюминийорганическое соединение B выбирают из группы соединений, содержащей триэтилалюминий, триизобутилалюминий, диизобутилалюминийгидрид, метил-, этил-, изобутилалюмоксан или их смеси. В качестве источника галогена D выбирают соединение из группы, содержащей диэтилалюминийхлорид, этилалюминийсесквихлорид, этил-алюминийдихлорид, диизобутил-алюминийхлорид, изобутилалюминий-сесквихлорид, изобутилалю-минийдихлорид, четыреххлористый кремний, четырехбромистый кремний, триметилхлорсилан, триметилбромсилан, диметилдихлорсилан, дифенилдихлорсилан и метилтрихлорсилан. Способ позволяет получить полимер с узким молекулярно-массовым распределением.A known method of producing cis-1,4- (co) polymers of conjugated dienes [patent RU 2203289, class. C08F 36/06, C08F 36/06, C08F 236/06, C08F 4/44, publ. 04/07/2003] the polymerization of conjugated dienes or their copolymerization among themselves in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalytic complex consisting of a compound of lanthanides A with serial number 57-71 of the Periodic system of elements Mendeleev, organoaluminum compound B, conjugated diene C and a halogen source D, wherein the catalytic complex is formed by introducing into the hydrocarbon solution of conjugated diene C, taken in an amount of 5-35 mol per 1 mol of butadiene, a hydrocarbon solution of a halogen-free organoaluminum compound B, aged the resulting mixture for 5-15 minutes, the introduction of a hydrocarbon solution of the compound of lanthanides A selected from the group including carboxylates, alcoholates and hydrocarbon-soluble halogenide complexes , with a molar ratio of B: A = 3.1-6.0: 1 and a temperature of 20-50 ° C, holding for 2-24 hours, activating the complex by feeding DIBAG at a molar ratio of DIBAG: A = 1.1-2, 0 and holding for 5-15 minutes, followed by interaction with a halogen source D at a molar ratio D: A = 1.1-10.0 and a contact time of 5-60 minutes, followed by feeding the resulting soluble catalytic complex to a hydrocarbon solution of monomers conjugated dienes into which halogen-free organoaluminum compound B is preliminarily introduced in a general molar ratio B: A = 5-100: 1 and additionally DIBAG at a molar ratio of A: DIBAG = 1: 2-10. Butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene or mixtures thereof in any ratio are used as conjugated dienes. As the compound of lanthanide A, a compound selected from the group is used: neodymium neodecanoate, neodymium naphthenate, neodymium octanoate, neodymium-2,2-diethylhexanoate, neodymium-2,2-diethylheptanoate, praseodymium neodecanoate, praseodymium naphthenate, praseodymium octanoate, 2 praseodymium 2-diethylhexanoate, praseodymium-2,2-diethylheptanoate, neodecanoatedime, didyme naphthenate, octanoatedime, didim-2,2-diethylhexanoate, didime-2,2-diethylheptanoate. The halogen-free organoaluminum compound B is selected from the group of compounds comprising triethylaluminum, triisobutylaluminum, diisobutylaluminum hydride, methyl, ethyl, isobutylaluminoxane, or mixtures thereof. As a source of halogen D, a compound is selected from the group consisting of diethylaluminium chloride, ethylaluminium sesquichloride, ethyl aluminum dichloride, diisobutyl aluminum chloride, isobutylaluminium dichloride, trilomide, trimethylsilane, trimethylmethylbromide, trimethylmethylbromide, trilane The method allows to obtain a polymer with a narrow molecular weight distribution.

Недостатком известного способа является то, что высокая конверсия (89-99%) достигается в течение 2-6 часов, а максимальный выход составляет не более 327,4 кг/г-ат лантанида за 1 час. Кроме этого, необходимость применения дополнительного алюмоорганического соединения - донора галогена, усложняет технологию, а также высокое содержание суммы алюмоорганичеких соединений в составе катализатора (мольное соотношение лантаноид:алюмоорганическое соединение до 1:100) способствует удорожанию себестоимости цис-1,4-полиизопрена.The disadvantage of this method is that high conversion (89-99%) is achieved within 2-6 hours, and the maximum yield is not more than 327.4 kg / g-at of lanthanide in 1 hour. In addition, the need to use an additional organoaluminum compound - a halogen donor, complicates the technology, as well as the high content of the sum of organoaluminum compounds in the catalyst composition (molar ratio of lanthanide: organoaluminum compound up to 1: 100) increases the cost of cis-1,4-polyisoprene.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения цис-1,4-полиизопрена [патент RU 2091400, кл. C08F 136/08, C08F 2/38, опубл. 27.09.1997], полимеризацией изопрена в углеводородном алифатическом растворителе в присутствии катализатора, представляющего собой комплекс, включающий триизобутилалюминий или диизобутилалюминийгидрид, хлорсодержащее координационное соединение лантаноида, имеющего атомный номер от 57 до 60, с органическим лигандом и сопряженный диен, причем в раствор изопрена в алифатическом растворителе, подаваемый на полимеризацию, кроме катализатора вводят дополнительно триизобутилалюминий или диизобутилалюминийгидрид при мольном его отношении к соединению лантаноида от 1:1 до 30:1, причем в качестве органического лиганда используют спирт или трибутилфосфат, а в качестве сопряженного диена - пиперилен.The closest in technical essence is a method for producing cis-1,4-polyisoprene [patent RU 2091400, cl. C08F 136/08, C08F 2/38, publ. 09/27/1997], polymerization of isoprene in a hydrocarbon aliphatic solvent in the presence of a catalyst, which is a complex comprising triisobutylaluminum or diisobutylaluminum hydride, a chlorine-containing coordination compound of an lanthanide having an atomic number from 57 to 60 with an organic ligand and a conjugated diene, into in addition to the catalyst, triisobutylaluminum or diisobutylaluminum hydride is introduced in addition to the catalyst at a molar ratio to co lanthanide unity from 1: 1 to 30: 1, moreover, alcohol or tributyl phosphate are used as the organic ligand, and piperylene is used as the conjugated diene.

Недостатком способа является сложность обеспечения молекулярной массы цис-1,4-полизопрена в пределах заданных значений, т.к. часть регулятора расходуется на дезактивацию примесей, поступающих с используемым сырьем (мономером и растворителем), а так же высокий расход алюморганических соединений (мольное соотношение неодим : алюмоорганическое соединение до 1:40), что способствует удорожанию себестоимости получаемого продукта.The disadvantage of this method is the difficulty of ensuring the molecular weight of cis-1,4-polysoprene within the specified values, because part of the regulator is spent on the decontamination of impurities supplied with the raw materials used (monomer and solvent), as well as a high consumption of organoaluminum compounds (molar ratio of neodymium: organoaluminum compound to 1:40), which contributes to a cost increase in the cost of the resulting product.

Цель изобретения - получение цис-1,4-полиизопрена с заданной вязкостью по Муни.The purpose of the invention is to obtain cis-1,4-polyisoprene with a given Mooney viscosity.

Поставленная цель достигается тем, что полимеризация изопрена в растворе изопентана или смеси изопентана с изоамиленами проводится непрерывным способом в батарее полимеризаторов в присутствии каталитического комплекса, включающего алюминийорганическое соединение, сольват хлорида лантаноида и пиперилен. Регулирование вязкости получаемого 1,4-цис-полиизопрена проводится изменением подачи в раствор изопрена смеси диизобутилалюминийгидрида и триизобутилалюминия в пределах от 10 до 50 г/м3 раствора изопрена по диизобутилалюминийгидриду и газообразного водорода в количестве 0,5-1,0 нм3 на 1 т изопрена. Введение газообразного водорода снижает расход смеси диизобутилалюминийгидрида и триизобутилалюминия, что снижает затраты на получение 1,4-цис-полиизопрена.This goal is achieved in that the polymerization of isoprene in a solution of isopentane or a mixture of isopentane with isoamylenes is carried out continuously in a polymerisation battery in the presence of a catalytic complex comprising an organoaluminum compound, a solvate of lanthanide chloride and piperylene. The viscosity of the resulting 1,4-cis-polyisoprene is adjusted by changing the supply of a mixture of diisobutylaluminum hydride and triisobutylaluminum to the isoprene solution in the range from 10 to 50 g / m 3 of isoprene diisobutylaluminum hydride and hydrogen gas in an amount of 0.5-1.0 nm 3 per 1 t of isoprene. The introduction of hydrogen gas reduces the consumption of a mixture of diisobutylaluminum hydride and triisobutylaluminum, which reduces the cost of obtaining 1,4-cis-polyisoprene.

Каталитический комплекс готовится взаимодействием смеси триизобутилалюминия с диизобутилалюминийгидридом (A), содержащей пиперилен (B), с водно-спиртовым сольватом хлорида лантаноида (C) при мольном соотношении A:B:C, равном (12-15):(1-2):1, прибавлением сольвата лантаноида (C) к предварительно охлажденной до -(15÷5)°C смеси алюмоорганических соединений с пипериленом (A+B). Прибавление компонентов катализатора в указанном порядке позволяет вести приготовление высокоактивного катализатора при температуре от -15°C до -5°C с высокой скоростью без локальных перегревов реакционной массы из-за значительно большего количества охлажденного раствора смеси алюмоорганических соединений с пипериленом относительно вводимого количества сольвата хлорида лантаноида.The catalytic complex is prepared by reacting a mixture of triisobutylaluminum with diisobutylaluminum hydride (A) containing piperylene (B) with a water-alcohol solvate of lanthanide chloride (C) in a molar ratio of A: B: C equal to (12-15) :( 1-2): 1, by adding the lanthanide solvate (C) to a mixture of organoaluminum compounds with piperylene (A + B) pre-cooled to - (15 ÷ 5) ° C. The addition of catalyst components in this order allows the preparation of a highly active catalyst at a temperature of from -15 ° C to -5 ° C at a high speed without local overheating of the reaction mass due to the significantly larger amount of a cooled solution of a mixture of organoaluminum compounds with piperylene relative to the amount of lanthanide chloride solvate introduced .

Для приготовления катализатора водно-спиртовый сольват хлорида лантаноида общей формулы LnCl3·pROH·fH2O, где p=2,2÷2,8, f=0,8÷1,2, ROH-изопропанол, нормальный бутанол, циклогексанол или их смеси, применяется в виде суспензий с концентрацией по Ln 4÷12% в гексане, или в изопентане, или во фракции жидких парафинов с температурой кипения 220÷250°C, или в смеси указанной фракции жидких парафинов с толуолом. В качестве спиртового сольвата лантаноида используются водно-спиртовые сольваты хлорида неодима или смеси водно-спиртовых сольватов хлоридов неодима и празеодима.To prepare the catalyst, a water-alcohol solvate of lanthanide chloride of the general formula LnCl 3 · pROH · fH 2 O, where p = 2.2–2.8, f = 0.8–1.2, ROH-isopropanol, normal butanol, cyclohexanol or mixtures thereof, is used in the form of suspensions with a concentration of Ln 4 ÷ 12% in hexane, or in isopentane, or in the fraction of liquid paraffins with a boiling point of 220 ÷ 250 ° C, or in a mixture of the specified fraction of liquid paraffins with toluene. As the alcohol solvate of the lanthanide, water-alcohol solvates of neodymium chloride or a mixture of water-alcohol solvates of neodymium chloride and praseodymium are used.

После смешения компонентов катализатора реакционная смесь выдерживается при температуре 10÷50°C не менее 10 часов. Полимеризация изопрена проводится при концентрации изопрена в растворе 12÷17%, температуре раствора, поступающего на полимеризацию, от минус 5°C до плюс 5°C подачей катализатора в количестве, обеспечивающем температуру полимеризата в пределах от 8°C до 70°C и конверсию изопрена 70÷90%, после достижения которой проводится дезактивация каталитического комплекса водой, стабилизация полимера введением стабилизатора аминного или фенольного типа в углеводородном растворе и выделение 1,4-цис-полиизопрена методом водной дегазации и сушки.After mixing the catalyst components, the reaction mixture is maintained at a temperature of 10 ÷ 50 ° C for at least 10 hours. Isoprene polymerization is carried out at a concentration of isoprene in the solution of 12 ÷ 17%, the temperature of the solution supplied to the polymerization, from minus 5 ° C to plus 5 ° C by feeding the catalyst in an amount that provides the temperature of the polymerizate in the range from 8 ° C to 70 ° C and conversion isoprene 70 ÷ 90%, after which the catalytic complex is deactivated with water, the polymer is stabilized by introducing an amine or phenolic type stabilizer in a hydrocarbon solution, and 1,4-cis-polyisoprene is isolated by water degassing and drying.

Целесообразность выбранных пределов показателей процесса приведена в примере 1 и в таблицах 1 и 2.The feasibility of the selected limits of the process indicators is shown in example 1 and in tables 1 and 2.

Пример 1. Для приготовления каталитического комплекса, в реактор, снабженный перемешивающим устройством и рубашкой, вводят смесь ТИБА (1008,4 кг или 5,093 кмоль) и ДИБАГ (36,2 кг или 0,254 кмоль) и 8360 кг толуола. Концентрация смеси ТИБА и ДИБАГ в толуоле составляет 0,51 моль/л, а мольное соотношение ТИБА:ДИБАГ в смеси равно 1:0,05. В смесь ДИБАГ и ТИБА (A, сумма молей алюминийорганических соединений 5,347 кмоль) в толуоле вводят 54,6 кг пиперилена (B, 0,8 кмоль). Раствор реагентов в толуоле охлаждают до температуры минус 10°C, при перемешивании вводят 647 кг суспензии водно-спиртового сольвата хлорида неодима (C, 0,401 кмоль) во фракции жидких парафинов с температурой кипения 220÷250°C. Скорость ввода суспензии спиртового сольвата хлорида неодима поддерживают такой, чтобы обеспечить температуру реакционной смеси не более минус 5°C. Мольное соотношение компонентов A:B:C составляет 13,3:2:1. Далее температуру реакционной смеси постепенно повышают до 23°C и при данной температуре выдерживают в течение 24 часов с получением каталитического комплекса.Example 1. To prepare a catalytic complex, a mixture of TIBA (1008.4 kg or 5.093 kmol) and DIBAG (36.2 kg or 0.254 kmol) and 8360 kg of toluene are introduced into a reactor equipped with a mixing device and a jacket. The concentration of the mixture of TIBA and DIBAG in toluene is 0.51 mol / l, and the molar ratio of TIBA: DIBAG in the mixture is 1: 0.05. 54.6 kg of piperylene (B, 0.8 kmol) are introduced into the mixture of DIBAG and TIBA (A, the sum of moles of organoaluminum compounds 5.347 kmol) in toluene. The reagent solution in toluene is cooled to a temperature of minus 10 ° C, 647 kg of a suspension of a water-alcohol solvate of neodymium chloride (C, 0.401 kmol) are introduced into the fraction of liquid paraffins with a boiling point of 220 ÷ 250 ° C with stirring. The input rate of the suspension of the alcohol solvate of neodymium chloride is maintained such that the temperature of the reaction mixture is not more than minus 5 ° C. The molar ratio of the components A: B: C is 13.3: 2: 1. Next, the temperature of the reaction mixture is gradually increased to 23 ° C and maintained at this temperature for 24 hours to obtain a catalytic complex.

Процесс получения цис-1,4-полиизопрена проводят в батарее полимеризаторов. Для полимеризации подают изопрен (6,03 т/ч) и смесь изопентана и изоамиленов (30,97 т/ч), концентрация изопрена в растворе равна 16,3% мас. В полученный раствор изопрена вводят 6 нм3/ч газообразного водорода и 1,17 кг/ч смеси диизобутилалюминийгидрида и триизобутилалюминия в растворе толуола. Расход газообразного водорода составляет 1,0 нм3 в пересчете на 1 т изопрена. Полимеризацию изопрена в растворе смеси изопентана и изоамиленов в присутствии каталитического комплекса проводят в батарее полимеризаторов при начальной температуре 18°C до конечной температуры 60°C. Конверсия изопрена 76%. Далее реакционную смесь дезактивируют и отмывают водой, стабилизируют антиоксидантом. Цис-1,4-полиизопрен выделяют методом водной дегазации и сушат. Получают 4,66 т/ч целевого продукта с вязкостью по Муни 79 ед.The process of producing cis-1,4-polyisoprene is carried out in a polymerization battery. For polymerization serves isoprene (6.03 t / h) and a mixture of isopentane and isoamylenes (30.97 t / h), the concentration of isoprene in the solution is 16.3% wt. 6 nm 3 / h of hydrogen gas and 1.17 kg / h of a mixture of diisobutylaluminum hydride and triisobutylaluminum in toluene solution are introduced into the resulting isoprene solution. The consumption of gaseous hydrogen is 1.0 nm 3 in terms of 1 ton of isoprene. Polymerization of isoprene in a solution of a mixture of isopentane and isoamylenes in the presence of a catalytic complex is carried out in a polymerization battery at an initial temperature of 18 ° C to a final temperature of 60 ° C. Isoprene conversion 76%. Next, the reaction mixture is deactivated and washed with water, stabilized with an antioxidant. Cis-1,4-polyisoprene is isolated by water degassing and dried. Obtain 4.66 t / h of the target product with a Mooney viscosity of 79 units.

Ведение процесса приготовления каталитического комплекса взаимодействием смеси диизобутилалюминийгидрида с триизобутилалюминием (A) в толуоле, содержащем пиперилен (B), со спиртовым сольватом хлорида лантаноида (C) при мольном соотношении A:B:C, равном (12-15):(1-2):1, путем прибавления спиртового сольвата хлорида лантаноида к предварительно охлажденной до -15÷-5°C смеси диизобутилалюминийгидрида с триизобутилалюминием в толуоле, содержащем пиперилен, выдерживанием реакционной смеси при температуре 10-50°C не менее 10 часов обеспечивает высокую активность получаемой каталитической системы, позволяющей получить цис-1,4-полиизопрен, имеющий требуемую вязкость по Муни в пределах 55÷90 ед. (таблица 1).The process of preparing the catalytic complex by the interaction of a mixture of diisobutylaluminum hydride with triisobutylaluminum (A) in toluene containing piperylene (B) with an alcohol solvate of lanthanide chloride (C) in a molar ratio of A: B: C equal to (12-15) :( 1-2-15) :( 1-2 ): 1, by adding an alcohol solvate of lanthanide chloride to a mixture of diisobutylaluminium hydride with triisobutylaluminum in a toluene containing piperylene pre-cooled to -15 ÷ -5 ° C, keeping the reaction mixture at a temperature of 10-50 ° C for at least 10 hours ensures a high act the purity of the resulting catalytic system, allowing to obtain cis-1,4-polyisoprene having the desired Mooney viscosity in the range 55 ÷ 90 units (Table 1).

Проведение процесса полимеризации при концентрации изопрена в растворе 12÷17% мас. при температуре 8÷70°C до достижения конверсии изопрена 70÷90% и введении газообразного водорода в количестве 0,5-1,0 нм3 в пересчете на 1 т изопрена обеспечивает получение целевого продукта необходимого качества (таблица 2).Carrying out the polymerization process at a concentration of isoprene in a solution of 12 ÷ 17% wt. at a temperature of 8 ÷ 70 ° C until the conversion of isoprene to 70 ÷ 90% and the introduction of gaseous hydrogen in an amount of 0.5-1.0 nm 3 in terms of 1 ton of isoprene provides the target product of the required quality (table 2).

Таблица 1Table 1 Влияние условий приготовления каталитического комплекса на свойства катализатора, вязкость по Муни 1,4-цис-полиизопрена и технико-экономические показатели процессаThe influence of the preparation conditions of the catalytic complex on the properties of the catalyst, the Mooney viscosity of 1,4-cis-polyisoprene and technical and economic indicators of the process № опытаExperience number Соотношение A:B:C (моль)A: B: C ratio (mol) Соотношение ТИБА:ДИБАГ (моль)The ratio of CHIBA: DIBAG (mol) Концентрация смеси ТИБА и ДИБАГ в растворе,
моль/л
The concentration of the mixture TIBA and DIBAG in solution,
mol / l
Температура смешения сольвата хлорида неодима,
°C
The mixing temperature of the solvate of neodymium chloride,
° C
Температура выдержки реакционной смеси,
°C
The temperature of the reaction mixture,
° C
Продолжительность выдержки, чDuration of exposure, h ПримечаниеNote
1one 13,3:2:113.3: 2: 1 1:0,051: 0.05 0,510.51 -5-5 2323 2424 Высокая активность катализатораHigh catalyst activity 22 11,0:2:111.0: 2: 1 1: 0,051: 0.05 0,50.5 -10-10 2323 2424 Снижение активности катализатора, степени конверсииThe decrease in catalyst activity, the degree of conversion 33 17,0:2:117.0: 2: 1 1:0,051: 0.05 0,50.5 -10-10 2323 2424 Перерасход АОСAOS overspending 4four 13,0:0,8:113.0: 0.8: 1 1:0,051: 0.05 0,50.5 -10-10 2323 2424 Снижение активности катализатора, степени конверсииThe decrease in catalyst activity, the degree of conversion 55 13,0:2,5:113.0: 2.5: 1 1:0,051: 0.05 0,50.5 -10-10 2323 2424 Снижение текучести катализатора при длительном хранении без перемешиванияReduced catalyst fluidity during long-term storage without stirring 66 15,6:2,9:115.6: 2.9: 1 1:0,051: 0.05 0,50.5 -10-10 2323 2424 Перерасход АОС, снижение текучести катализатора при длительном хранении без перемешиванияOveruse of AOS, reduction in catalyst fluidity during prolonged storage without stirring 77 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,701: 0.70 0,50.5 -10-10 2323 2424 Повышение активности катализатора, увеличение скорости созревания катализатора, снижение расхода АОС на получение продукта с заданной вязкостью по МуниIncreasing the activity of the catalyst, increasing the rate of maturation of the catalyst, reducing the consumption of AOS to obtain a product with a given Mooney viscosity 88 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,301: 0.30 0,20.2 -10-10 2323 2424 Снижение активности катализатораCatalyst activity reduction 99 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,301: 0.30 0,70.7 -10-10 2323 2424 Трудность дозировки каталитического
комплекса в процесс полимеризации
Catalytic dosage difficulty
complex in the polymerization process
1010 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,301: 0.30 0,50.5 +2+2 2323 2424 Снижение активности катализатора, степени конверсии изопренаReduced catalyst activity, isoprene conversion 11eleven 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,301: 0.30 0,50.5 -18-eighteen 2323 2424 Перерасход энергоресурсов на охлаждение и последующий нагревEnergy overrun for cooling and subsequent heating 1212 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,301: 0.30 0,50.5 -10-10 55 2424 Снижение активности катализатораCatalyst activity reduction 1313 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,301: 0.30 0,50.5 -10-10 5555 2424 Снижение активности катализатораCatalyst activity reduction 14fourteen 13,0:2:113.0: 2: 1 1:0,301: 0.30 0,50.5 -10-10 2323 88 Снижение активности катализатораCatalyst activity reduction

Таблица 2table 2 Влияние параметров процесса полимеризации на вязкость 1,4-цис-полиизопрена по Муни и технико-экономические показатели процесса полимеризации при равных расходах раствора полиизопрена с использованием катализаторов состава A:B:C=13:2:1, приготовленных при минус 10°C с выдержкой при 23°C в течение 30 часовThe influence of the parameters of the polymerization process on the Mooney viscosity of 1,4-cis-polyisoprene and the technical and economic parameters of the polymerization process at equal flow rates of the polyisoprene solution using catalysts of composition A: B: C = 13: 2: 1, prepared at minus 10 ° C holding at 23 ° C for 30 hours № опытаExperience number Концентрация изопрена в растворе, %The concentration of isoprene in solution,% Расход ДИБАГ в раствор изопрена, г/м3 DIBAG consumption in isoprene solution, g / m 3 Расход водорода, м3/т изопренаThe consumption of hydrogen, m 3 / t of isoprene Температура полимеризации, начало/конец, °CPolymerization temperature, start / end, ° C Вязкость полиизопрена по МуниMooney Polyisoprene Viscosity Конверсия изопрена, %The conversion of isoprene,% ПримечаниеNote 1one 16,316.3 1313 1,01,0 15/6015/60 7979 7878 Оптимальное сочетание выхода продукта, расхода ДИБАГ, толуола, водорода и свойств каучукаThe optimal combination of product yield, DIBAG, toluene, hydrogen and rubber properties 22 11,011.0 1313 1,01,0 10/5510/55 7979 9090 Снижение выхода продуктаLower product yield 33 18,018.0 1313 1,01,0 15/6015/60 7979 6060 Снижение выхода продуктаLower product yield 4four 15,015.0 1313 0,40.4 15/6015/60 8181 7878 Повышение вязкости по Муни полиизопренаMooney viscosity increase of polyisoprene 55 15,015.0 18eighteen 0,40.4 15/6015/60 7979 8282 Увеличение расхода ДИБАГ, толуолаIncreased consumption of DIBAG, toluene 66 15,015.0 18eighteen 1,01,0 15/6015/60 7676 8282 Увеличение выхода продукта, снижение вязкости по МуниIncreased product yield, reduced Mooney viscosity 77 15,015.0 18eighteen 1,41.4 15/6015/60 7676 8282 Непроизводительный расход водорода из-за его ограниченной растворимости в растворе изопренаUnproductive consumption of hydrogen due to its limited solubility in isoprene solution 88 15,015.0 2323 1,01,0 10/5510/55 7272 6767 Снижение конверсии изопренаReduced Isoprene Conversion 99 15,015.0 2727 1,01,0 24/7524/75 6868 8080 Нежелательное изменение микроструктуры полиизопренаUndesirable change in the microstructure of polyisoprene

Использование предложенного способа получения цис-1,4-полиизопрена в заявленных интервалах показателей процесса в совокупности позволяет получать целевой продукт с требуемой вязкость по Муни (МБ 1+4, 100°C) в пределах 55÷90 ед.Using the proposed method for producing cis-1,4-polyisoprene in the claimed ranges of process indicators in the aggregate, it is possible to obtain the target product with the desired Mooney viscosity (MB 1 + 4, 100 ° C) within 55 ÷ 90 units.

Claims (4)

1. Способ получения цис-1,4-полиизопрена полимеризацией изопрена в растворе изопентана или смеси изопентана и изоамиленов в присутствии каталитического комплекса на основе соединения лантаноида, включающего алюминийорганическое соединение, хлорид лантаноида и пиперилен, с предварительным вводом триизобутилалюминия или диизобутилалюминийгидрида в раствор изопрена, отличающийся тем, что в раствор изопрена в изопентане или в смеси изопентана и изоамиленов вводят смесь диизобутилалюминийгидрида и триизобутилалюминия, а также газообразный водород в количестве 0,5÷1,0 нм3 на 1 т изопрена, а каталитический комплекс готовят взаимодействием смеси диизобутилалюминийгидрида с триизобутилалюминием (A) в толуоле, содержащей пиперилен (B), со спиртовым сольватом хлорида лантаноида (C) при мольном соотношении A:B:C, равном (12÷15):(1÷2):1, путем прибавления спиртового сольвата хлорида лантаноида к предварительно охлажденной до -15 ÷ -5°C смеси диизобутилалюминийгидрида с триизобутилалюминием и пипериленом, выдерживанием реакционной смеси при температуре 10÷50°C не менее 10 часов, полимеризацию проводят при концентрации изопрена в растворе 12÷17% мас. при температуре 8÷70°C до достижения конверсии изопрена 70÷90%.1. The method of producing cis-1,4-polyisoprene by polymerization of isoprene in a solution of isopentane or a mixture of isopentane and isoamylenes in the presence of a catalytic complex based on a compound of lanthanide, including an organoaluminum compound, lanthanide chloride and piperylene, with the preliminary introduction of triisobutylaluminum or diisobutylaluminium ishydride the fact that a mixture of diisobutylaluminum hydride and triisobutylaluminum, as well as a gas hydrogen in an amount of 0.5 ÷ 1.0 nm 3 per 1 ton of isoprene, and the catalytic complex is prepared by reacting a mixture of diisobutylaluminum hydride with triisobutylaluminum (A) in toluene containing piperylene (B) with an alcohol solvate of lanthanide chloride (C) in a molar ratio A: B: C, equal to (12 ÷ 15) :( 1 ÷ 2): 1, by adding the alcohol solvate of lanthanide chloride to a mixture of diisobutylaluminium hydride with triisobutylaluminum and piperylene previously cooled to -15 ÷ -5 ° C, keeping the reaction mixture at temperature 10 ÷ 50 ° C for at least 10 hours, polymerization rovodyat isoprene at a concentration in solution 12 ÷ 17% by weight. at a temperature of 8 ÷ 70 ° C until the conversion of isoprene to 70 ÷ 90%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении каталитического комплекса мольное соотношение триизобутилалюминий:диизобутилалюминийгидрид составляет 1:(0,05÷0,60) при концентрации смеси триизобутилалюминия и диизобутилалюминийгидрида в толуоле 0,3÷0,6 моль/л.2. The method according to claim 1, characterized in that in the preparation of the catalytic complex, the molar ratio of triisobutylaluminum: diisobutylaluminium hydride is 1: (0.05 ÷ 0.60) at a concentration of a mixture of triisobutylaluminum and diisobutylaluminum hydride in toluene 0.3 ÷ 0.6 mol / l 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве спиртового сольвата хлорида лантаноида используют суспензии водно-спиртового сольвата хлорида неодима или смеси водно-спиртовых сольватов хлоридов неодима и празеодима в гексане, изопентане, фракции жидких парафинов с температурой кипения 220÷250°C или в смеси фракции жидких парафинов с толуолом.3. The method according to claim 1, characterized in that as the alcohol solvate of the lanthanide chloride, suspensions of a water-alcohol solvate of neodymium chloride or a mixture of water-alcohol solvates of neodymium and praseodymium chlorides in hexane, isopentane, a fraction of liquid paraffins with a boiling point of 220 ÷ 250 are used ° C or in a mixture of a fraction of liquid paraffins with toluene. 4. Цис-1,4-полиизопрен, имеющий требуемую вязкость по Муни (МБ 1+4, 100°C) в пределах 55÷90 ед., полученный по способу п.1. 4. Cis-1,4-polyisoprene having the desired Mooney viscosity (MB 1 + 4, 100 ° C) within 55 ÷ 90 units, obtained by the method of claim 1.
RU2013135569/04A 2013-07-29 2013-07-29 Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene RU2539655C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013135569/04A RU2539655C1 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013135569/04A RU2539655C1 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2539655C1 true RU2539655C1 (en) 2015-01-20
RU2013135569A RU2013135569A (en) 2015-02-10

Family

ID=53281495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013135569/04A RU2539655C1 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539655C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668977C1 (en) * 2017-12-13 2018-10-05 Открытое акционерное общество "Синтез-Каучук" Method of obtaining catalytic complex and cis-1,4-polyizopren obtained with using this catalytic complex
RU2684280C1 (en) * 2018-06-26 2019-04-05 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК") Method for obtaining a catalyst for isoprene polymerization
RU2693474C1 (en) * 2019-04-08 2019-07-03 Открытое акционерное общество "Синтез-Каучук" Method of producing lanthanide catalyst for stereospecific polymerisation of isoprene and cis-1,4-polyisoprene obtained on said catalyst
CN118440230A (en) * 2024-07-05 2024-08-06 新疆天利石化股份有限公司 Rare earth chloride catalyst, preparation method thereof and preparation method of trans-piperylene polymer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091400C1 (en) * 1979-11-01 1997-09-27 Государственное предприятие "Научно-исследовательский институт синтетического каучука им.С.В.Лебедева" Method of preparation of cis- 1,4-polyisoprene
RU2203289C1 (en) * 2002-05-29 2003-04-27 Открытое акционерное общество "Воронежсинтезкаучук" Method of synthesis of cis-1,4-(co)polymers of conjugated dienes and (co)polymer synthesized by said method
RU2366667C1 (en) * 2008-01-09 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Тольяттикаучук" Method of cis-1,4-polyisoprene preparation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091400C1 (en) * 1979-11-01 1997-09-27 Государственное предприятие "Научно-исследовательский институт синтетического каучука им.С.В.Лебедева" Method of preparation of cis- 1,4-polyisoprene
RU2203289C1 (en) * 2002-05-29 2003-04-27 Открытое акционерное общество "Воронежсинтезкаучук" Method of synthesis of cis-1,4-(co)polymers of conjugated dienes and (co)polymer synthesized by said method
RU2366667C1 (en) * 2008-01-09 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Тольяттикаучук" Method of cis-1,4-polyisoprene preparation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668977C1 (en) * 2017-12-13 2018-10-05 Открытое акционерное общество "Синтез-Каучук" Method of obtaining catalytic complex and cis-1,4-polyizopren obtained with using this catalytic complex
RU2684280C1 (en) * 2018-06-26 2019-04-05 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК") Method for obtaining a catalyst for isoprene polymerization
RU2693474C1 (en) * 2019-04-08 2019-07-03 Открытое акционерное общество "Синтез-Каучук" Method of producing lanthanide catalyst for stereospecific polymerisation of isoprene and cis-1,4-polyisoprene obtained on said catalyst
CN118440230A (en) * 2024-07-05 2024-08-06 新疆天利石化股份有限公司 Rare earth chloride catalyst, preparation method thereof and preparation method of trans-piperylene polymer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013135569A (en) 2015-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101612954B1 (en) Process for producing polydienes
RU2304151C2 (en) Synthetic polyisoprenes and a process of production thereof
US8304503B2 (en) Process for producing conjugated diene polymer
JP6209582B2 (en) Polydiene manufacturing process
RU2589711C2 (en) Metal complex catalysts and polymerisation methods using same
JP2008266651A (en) Bulk polymerization method for producing polydiene
RU2539655C1 (en) Method of obtaining cis-1,4-polyisoprene
CZ306273B6 (en) Process for preparing polydienes
JP6445629B2 (en) Organometallic catalyst complex and polymerization method using the same
RU2720010C1 (en) Block copolymers of polybutadiene and polyisoprene with high content of cis-1,4-bonds
KR101511187B1 (en) Polyisoprene, preparation method thereof, polyisoprene rubber compounds and vulcanizate therefrom
KR101860969B1 (en) Bulk polymerization of conjugated dienes using a nickel-based catalyst system
JP2018505918A (en) Bulk polymerization of polyisoprene with preformed catalysts.
RU2590160C2 (en) Lanthanide complex catalyst and polymerisation method using said method
KR101860970B1 (en) Bulk polymerization of conjugated dienes using a nickel-based catalyst system
RU2608312C2 (en) Lanthanide complex catalyst and polymerisation method using said method
JP2016516112A (en) Polymers functionalized with heterocyclic imines
RU2354450C1 (en) Method for making isoprene polymerisation catalyst
WO2020160000A1 (en) Method for producing polydienes with reduced cold flow
RU2203289C1 (en) Method of synthesis of cis-1,4-(co)polymers of conjugated dienes and (co)polymer synthesized by said method
RU2668977C1 (en) Method of obtaining catalytic complex and cis-1,4-polyizopren obtained with using this catalytic complex
JP5785191B2 (en) High CIS polybutadiene rubber in harmless solvent and process for preparing the same
CN114085303A (en) Catalytic system, application thereof and preparation method of syndiotactic 1, 2-polybutadiene
JP6268119B2 (en) POLYBUTADIENE, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, RUBBER COMPOSITION AND TIRE
RU2374271C1 (en) Isoprene rubber and method of producing said rubber