Способ получения димеров -метилстирола

 

Использование: в качестве трансформаторных и конденсаторных масел, основы для фрикционных жидкостей, пластификаторов для каучуков и пластмасс. Сущность изобретения: димеризацию альфа-метилстирола проводят при 50 - 200^oС, атмосферном давлении в присутствии катализатора - природного клиноптилолита, обработанного ортофосфорной кислотой, при массовом соотношении кислота : носитель (0,006 - 0,05) : 1.

Изобретение относится к способам получения димеров альфа-метилстирола, в частности к получению жидких (4-метил-2,4-дифенилпентен-1,2) и твердых (1,1,3-триметил-3-фенилиндан) димеров альфа-метилстирола, которые могут использоваться в качестве трансформаторных и конденсаторных масел, основы для фрикционных жидкостей, пластификаторов для каучуков и пластмасс.

Гидрированные жидкие димеры альфа-метилстирола (2-метил-2,4-дифенилпентан) являются маслами особой химической структуры и используются на участке контакта вращающихся деталей, где необходимо применение нескольких типов масел, которые сначала затвердевают на участке контакта, образуя пленку между контактирующими деталями, а после высвобождения с участка сразу же приобретают текучесть [1] Гидрированные 4-метил-2,4-дифенилпентен-1,2 и 1,1,3-триметил-3-фенилиндан применяются также для получения компонентов твердых топлив [2] Известен способ получения димеров альфа-метилстирола (ДАМС) двухступенчатой димеризацией альфа-метилстирола на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при 190-350^оС, давлении до 50 атм [3] Недостатками этого способа являются низкий выход жидких димеров (41,5-48,4 мас.), а также сложное технологическое осуществление процесса.

Известен также способ получения жидких и твердых димеров альфа-метилстирола с небольшим выходом на кислых катализаторах типа H₂SO₄, AlCl₃, алюмосиликат, ВF₃, либо на катионите, приводящих к коррозии аппаратуры [4-6] Наиболее близким к изобретению является способ получения димеров альфа-метилстирола димеризацией альфа-метилстирола в присутствии ортофосфорной кислоты на активированном угле при 0-200^оС [7] Недостатками этого способа являются невысокая селективность по целевым димерам альфа-метилстирола (74,08 мас. жидких димеров альфа-метилстирола жДАМС), а также сложное аппаратурное оформление процесса.

Задачей изобретения является разработка способа получения жидких и твердых димеров альфа-метилстирола с высоким выходом целевых продуктов по упрощенной технологии.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения димеров альфа-метилстирола при повышенной температуре и атмосферном давлении в присутствии ортофосфорной кислоты на носителе в качестве носителя используют природный клиноптилолит (Айдагского месторождения в Азербайджане) при массовом соотношении ортофосфорная кислота: носитель (0,006-0,05):1.

Клиноптилолит имеет следующий состав, мас. SiО₂ 65,5 Al₂O₃ 12,2 Na₂O 2,6 K₂O 1,2 CaO 4,0 Молярное отношение SiO₂/Al₂O₃= 10; размер зерен 1-5 мм. Клиноптилолит подвергали гидротермальной обработке путем контактирования с дистиллированной водой в объемном соотношении 1:1 в автоклаве при 170-180^оС и соответствующем давлении в течение 5 ч, затем сушке при 300^оС в течение 3 ч. Подготовленный таким образом клиноптилолит пропитывался заданным количеством фосфорной кислоты при 18-20^оС в течение 30 мин, сушился при 150^оС в течение 5 ч и далее испытывался в реакции димеризации альфа-метилстирола ( МС). Полученные результаты иллюстрируются следующими примерами.

П р и м е р 1. 5 г клиноптилолита обработали 0,036 г 86%-ной ортофосфорной кислоты вышеописанным способом. В приготовленном таким образом катализаторе клиноптилолите массовое соотношение кислота:носитель 0,006:1, количество полифосфорной кислоты в пересчете на Р₂О₅ составляет 0,0045 г на 1 см³ клиноптилолита. Полученный катализатор загружали в колбу с 75 мл МС. После перемешивания в течение 3 ч при 50^оС реакционная смесь содержала, мас. МС 70,0 тДАМС 0,3 жДАМС 29,5 тримеры 0,2 При конверсии МС 30% селективность по жидкому димеру составила 28,3% П р и м е р 2. 5 г клиноптилолита обрабатывали 0,036 г 86%-ной ортофосфорной кислотой вышеописанным способом. В приготовленном таким образом катализаторе клиноптилолите массовое соотношение кислота:носитель 0,006:1, количество полифосфорной кислоты в пересчете на Р₂О₅ составляет 0,0045 г на 1 см³ клиноптилолита. Полученный катализатор загружался в колбу с 75 мл МС. После перемешивания в течение 2 ч при 90^оС реакционная смесь содержала, мас. МС 18,66 тДАМС 1,43 жДАМС 77,46 тримеры 2,45 При конверсии МС 81,3% селективность по жидкому димеру составила 95,8%
П р и м е р 3. Катализатор по примеру 1 испытывался в реакции димеризации при 200^оС. После перемешивания в течение 2 ч реакционная смесь содержала, мас. МС 0,5 тДАМС 96,5 жДАМС 1,5 тримеры и выше 1,5
При конверсии МС 99,5% селективность по твердому димеру составила 96,8%
П р и м е р 4. 5 г клиноптилолита обрабатывали 0,08 г 86%-ной ортофосфорной кислотой вышеописанным способом. Массовое соотношение кислоты и носителя составляло 0,012: 1, количество полифосфорной кислоты в пересчете на Р₂О₅ составляло 0,009 г на 1 см³ клиноптилолита. Катализатор загружался в колбу с 75 мл МС. После перемешивания в течение 2 ч при 150^оС реакционная смесь содержала, мас. МС 7,85 тДАМС 80,50 жДАМС 9,67 тримеры 2,0
При конверсии МС 92,1% селективность по твердому димеру составила 88,4%
П р и м е р 5. 5 г клиноптилолита обрабатывали вышеописанным способом 0,3 г 86%-ной ортофосфорной кислоты. В приготовленном катализаторе массовое соотношение кислота: носитель 0,05: 1, содержание полифосфорной кислоты в пересчете на Р₂О₅ 0,037 г на 1 см³ клиноптилолита. Катализатор испытан в реакции димеризации 75 мл МС при 110^оС. После перемешивания в течение 2 ч реакционная смесь содержала, мас. МС 26,24 тДАМС 3,05 жДАМС 67,02 тримеры 3,69
При конверсии МС 74% селективность по жидкому димеру составила 90%
Преимущество предлагаемого способа в сравнении с известным заключается в том, что выход целевых продуктов повышается до 98,3 мас. против 74 мас. за счет использования широкодоступного природного носителя, обработанного ортофосфорной кислотой, в определенных условиях димеризации.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕРОВ -МЕТИЛСТИРОЛА при повышенной температуре и атмосферном давлении в присутствии ортофосфорной кислоты на носителе, отличающийся тем, что в качестве носителя используют природный клиноптилолит и процесс проводят при массовом соотношении ортофосфорная кислота : клиноптилолит (0,006 - 0,05) : 1.