Патент на изобретение №2258726
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИТЕРПЕНОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к лесохимической промышленности, в частности к получению политерпенов, которые могут быть использованы в качестве замасливателя стекловолокна, при производстве клеев, чувствительных к давлению, при изготовлении твердых и жидких масел и др. Получают политерпены непрерывной полимеризацией терпеновых углеводородов в присутствии катализатора, путем подачи исходных углеводородов в верхнюю часть реактора через перфорированный патрон, с последующим поступлением паров мономера в заполненную катализатором реакционную зону, при скорости движения паров мономера в полном сечении реактора 0,3-0,4 м/с, непрерывной дефлегмацией непрореагировавшей части мономера и возвращением последнего в зону реакции. В качестве катализатора используют цеолит “Сахаптин”. Процесс проводят при температуре 160-170°С в течение 7-9 часов. Способ позволяет получить политерпены однородного состава (98% – димера) с выходом 72-80%. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к лесохимической промышленности, в частности к получению политерпенов, которые могут быть использованы в качестве замасливателя стекловолокна, при производстве клеев, чувствительных к давлению, при изготовлении твердых и жидких масел и др. Недостатком известных способов является то, что при применении алюмосиликатных катализаторов АС-37 образуются как твердые, так и жидкие политерпены общей формулы (C10H16)n, где n=2-6; выход полимеров не превышает 53-54%; титановые катализаторы, получаемые на основе метатитановой кислоты, очень дорогостоящие и требуют предварительной подготовки катализатора. Наиболее близким к изобретению является способ получения политерпенов в присутствии алюмосиликатного катализатора цеокар-2 непрерывной полимеризацией терпеновых углеводородов при 80-170°С в присутствии кислотных катализаторов, путем подачи исходных углеводородов в верхнюю часть ректификационной колонны, с последующим поступлением паров мономера в заполненную катализатором реакционную зону, непрерывной дефлегмацией непрореагировавшей части мономера и возвращением конденсата в зону реакции. Образовавшийся полимеризат непрерывно отводят в ректификационную колонну, из которой пары мономера вновь возвращают в реактор, а целевой продукт полимеризации непрерывно выводят из испарителя. Процесс осуществляется в 3-фазной системе в дефлегмационном режиме. Выход политерпенов составляет 67%. (Способ получения политерпенов. А.А.Попов, В.П.Ларионов, А.В.Куприянова, З.Л.Чистякова, С.В.Штефан, Авторское свид. СССР №1597362. Заявл. 17.08.87, опубл. 07.10.90, БИ №37). Недостатком известного способа является сложность аппаратурного оформления, необходимость предварительной подготовки цеолитсодержащего катализатора, недолговечность службы катализатора. Изобретение решает задачу разработки эффективного способа получения политерпенов на природном катализаторе – цеолите «Сахаптин». Возможность проведения процесса изомеризации и полимеризации в одном аппарате на любом виде скипидара и, кроме того, возможность многократного использования цеолитсодержащего катализатора «Сахаптин», не требующего предварительной подготовки и способного при регенерации восстанавливать свои каталитические свойства. Технический эффект заключается в повышении производительности, получении жидких политерпенов в одну стадию с выходом 72-80%, возможность многократного использования природного цеолита «Сахаптин», без потери каталитической активности (10-20 циклов). Для достижения указанного технического результата в способе получения политерпенов непрерывной полимеризацией терпеновых углеводородов в присутствии катализатора путем подачи исходных углеводородов в верхнюю часть реактора с последующим поступлением паров мономера, в заполненную катализатором реакционную зону, при скорости движения паров мономера в полном сечении реактора 0,3-0,4 м/с, непрерывной дефлегмацией непрореагировавшей части мономера и возвращением последнего в зону реакции согласно изобретению, загрузку исходных мономеров производят через перфорированный патрон, встроенный в верхнюю часть реактора, заполненный слоем катализатора, а в качестве катализатора используют цеолит «Сахаптин», при этом процесс проводят при температуре 160-170°С в течение 7-9 часов. На чертеже приведена схема установки получения политерпенов. Способ осуществляется следующим образом. Установка для получения политерпенов включает в себя подогреватель 1, патрон с катализатором 2, установленный в верхней части реактора-полимеризатора 3, сборник полимеризата 4 и холодильник-конденсатор 5. В реакционной зоне реактора-полимеризатора 3 поддерживается постоянная температура 160-170°С, пары скипидара со скоростью 0,3-0,4 м/с непрерывно в течение 7-9 часов проходят через слой катализатора 2, где идет реакция изомеризации, и изомеризат в виде флегмы возвращается в реактор 3. Как известно, реакция полимеризации проходит в две стадии: первая – изомеризация и вторая – полимеризация. Реакция полимеризация идет в трехфазной схеме (пар-жидкость-твердое тело). Реакционной зоной служит внешняя и внутренняя поверхности катализатора за счет развитой внутрипористой структуры цеолита. Об окончании реакции полимеризации судят по плотности и показателю преломления изомеризата (р20=0,91-0,92; n=1,50-1,52). Полученный изомеризат разделяют методом дистилляции по температурам кипения: мономеры – до 220°С, полимеры – выше 220°С. Полученные полимеры представляют собой светло-коричневую маслообразную жидкость, состоящую из 98% дитерпеновых углеводородов с молекулярной массой 300-330. Физико-химические характеристики соответствуют требованиям ТУ 13-0281078-19-89. В качестве исходного сырья для получения политерпенов можно использовать любой вид скипидара, в качестве катализатора – различные фракции цеолита «Сахаптин», природный немодифицированный цеолит «Сахаптин», который добывается открытым способом на Сахаптинском месторождении Назаровского района Красноярского края. К сожалению, на сегодняшний день мы не можем дать ТУ на цеолит «Сахаптин», т.к. оно находится на стадии разработки и в ближайшее время получит статус всероссийского ТУ. Отдельные характеристики цеолита «Сахаптин» приводятся ниже: Массовая доля цеолита 40-45%; Элементный состав, %: SiO – 61,4; TiO2 – 0,37; Al2О3 – 12,9; Fe2O3 – 2,35; FeO – 0,36; MnO – 0,68; CaO – 4,76; MgO – 1,8; Na2O – 0,31; К2O – 0,31; P2O5 – 1,00; S – 0,07; Размер фракции 1-5 мм; Влажность 3-5%; Суммарная пористость – 0,298 см3/г; Насыпной вес – 0,65 г/см3; Удельная поверхность – 0,38 м2/г. Данные геологической пробы, предоставленные СибГТУ для технологических исследований на каталитическую активность, предоставлены научно-производственной фирмой «ЦеНС». Пример 1. В реактор-полимеризатор 3, снабженный перфорированным патроном 2, заполненным катализатором – цеолитом «Сахаптин» с размерами частиц 3-5 мм в соотношении 1:3 по отношению к скипидару, через верхнюю часть заливают живичный скипидар, содержание в %: Пример 2. Аналогично примеру 1, только в качестве исходного сырья используют сульфатный скипидар (содержание Пример 3. Аналогично примеру 1, отличием является соотношение скипидар:цеолит, равное 1:0,5. Выход политерпенов 80%. Пример 4. Аналогично примеру 1, отличием является соотношение скипидар:цеолит, равное 1:0,5, а в качестве исходного сырья используют сульфатный скипидар с содержанием Пример 5. Аналогично примеру 1, отличием является то, что в качестве катализатора используют регенерированный цеолит «Сахаптин», отработавший 10 циклов, с размерами частиц 1-3 мм, а в качестве исходного сырья используют сульфатный скипидар с содержанием Пример 6. Для сравнения были получены политерпены по способу-прототипу. Условия процесса аналогичны примеру 1, отличием является то, что в качестве катализатора используют цеокар-2, а в качестве исходного сырья – камфен. Выход политерпенов 65,1%. Пример 7. Для сравнения были получены политерпены по способу-прототипу. Условия процесса аналогичны примеру 1, отличием является то, что в качестве катализатора используют цеокар-2, а в качестве исходного сырья – Пример 8. Для сравнения были получены политерпены по способу – аналогу. Условия процесса аналогичны примеру 1, отличием является использование в качестве катализатора АС-37. Выход политерпенов 53%. Условия проведения процесса получения политерпенов приведены в таблице. Как видно из данных таблицы, предложенный способ получения политерпенов с использованием природного цеолита «Сахаптин» позволяет получать продукт однородного состава (98%-димера) с выходом от 72 до 80%.
Формула изобретения
Способ получения политерпенов непрерывной полимеризацией терпеновых углеводородов в присутствии катализатора путем подачи исходных углеводородов в верхнюю часть реактора с последующим поступлением паров мономера в заполненную катализатором реакционную зону, при скорости движения паров мономера в полном сечении реактора 0,3-0,4 м/с, непрерывной дефлегмацией непрореагировавшей части мономера и возвращением последнего в зону реакции, отличающийся тем, что загрузку исходных мономеров производят через перфорированный патрон, встроенный в верхнюю часть реактора, заполненный слоем катализатора, а в качестве катализатора используют цеолит “Сахаптин”, при этом процесс проводят при температуре 160-170°С в течение 7-9 ч.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 29.05.2006
Извещение опубликовано: 10.06.2007 БИ: 16/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
-пинен – 65, камфен – 3,3, 
3 – карен – 14, дипентен – 11,4, 
-терпинен – 0,8. Разогрев реактора 3 до 165±5°С осуществляется в течение 0,5 ч. Продолжительность процесса 9 часов. Реактор 3 снабжен обратным холодильником 5. Пары скипидара, проходя через слой катализатора 2, изомеризуются, пары мономеров поступают в обратный холодильник 5, где конденсируются, и в виде флегмы стекают обратно в реактор 3. Полимерная фракция накапливается в нижней части реактора 3. По окончании процесса осуществляют разделение изомеризата методом дистилляции по температурам кипения: до 220°С – мономеры, выше 220°С – полимеры, путем замены обратного холодильника на прямой. Кубовый остаток полимеров охлаждают до 50°С. После охлаждения полимеры сливают в сборник полимеризата 4 и анализируют в соответствии с ТУ 13-0281078-19-89 на «Масло терпеновое ПТ». Выход полимеров 72%.
