Способ получения жидкого безводного катализатора Советский патент 1979 года по МПК B01J37/20 C07C143/24 

ного углеводорода сульфомассу прогревают при температуре 150-200°С в течение 1- 2 ч. На этой стадии идет обезвоживание массы за счет частичного гидролиза сульфо кислот: Аг-ЗОзН + НаО- Аг-Н f +H2SO4. (3) В результате получают жидкий катализатор с достаточно высокой каталитической активностью и содержанием побочных продуктов - сульфо:нов - до 10%. Известный способ получения катализатора имеет следующие основные недостатки. 1.Образование значительных количеств (до 10%) побочных продуктов (сульфоиов) по реакции (2). Реакпии способствуют следующие факторы: высокая температура, присутствие (непрерывное образование) углеводорода и удаление из еистемы воды. 2.Большие энергозатраты, связанные с нагреванием сульфомассы до 150-200° С. 3.Изомерационные процессы, свя-залные с изменением изомерного состава сульфокислот, что влияет на температуру плавления катализатора, так как увеличение пара-изомера повышает температуру его плавления. Целью настоящего изобретения является упрощение технологии, снижение энергозатрат, иолучение катализатора повыше::ного качества и умеиьшеппе образования побочных продуктов. Для достижения поставленной цели настоящий способ получения жидкого безводного катализатора на основе сульфокислот ароматического ряда для холодного отверждения резольиых смол пзтем сульфирования ароматического углеводорода серной киелотой при 100-140°С с азеотронной отгонкой воды, прекраще 1ия подачи углеводорода в сульфомассу при содержании серной кислоты и воды 1-5 и 2-4% (вес.) соответствеиио и удаления остаточного углеводорода из сульфомассы предусматривает после удаления углеводорода снижение температуры сульфомассы до 50-60° С и введение при неирерывиом перемешивании серного ангидрида в количестве, эквимолярном по отношению к воде, оставшейся li реакционной массе после сульфирования. При этом за счет реакции Н2О-Ь5Оз- Н2504 происходит обезвоживание массы с 2-4 до 0,1-0,6% (вес.) ,и увеличение содержания в ней серной кислоты до 10-15%, что благоприятно влияет на понил ение темиературы плавления сульфомассы, которая снижается до -10° С и ниже, и при этом улучшается качество продукта. Проведение взаимодейетвия с серным ангидридом при 50- 60° С снижает энергозатраты по сравнению с известным способом, в котором обезвоживаиие происходит при 150-200° С. Сульфоны по реакции (2) не образуются, так как в исходной сульфомассе отсутствует (удален) углеводород. Содержание сульфонов в сульфомассе остается иа уровне 0,5-2%. Длительность стадии обезвоживаиия серпым ангидридом не превышает 1-2 ч и определяется формой внесения в расплавленную сульфомассу или суспензию сериого апгидрида, которая может быть самой различной:1)внесение жидкого стабилпзированиого серного ангидрида; 2)внесение серного ангидрида с током инертного газа путем барботирования; 3)отгонка серного ангидрида из олеума. Способ введения серного ангидрида в массу может быть любой, проще осуществима продувка cjxoro воздуха последовательно через олеум и сульфомассу (оставшаяся при этом серная кислота может быть использована в этом же производстве иа стадии сульфирования). При м е р. В реактор емкостью 1000 мл загружают 549 г серной кислоты, пропусKaiOT барботпрованием пары толуола (- 10кра ный избыток) при температуре 130- 140° С в течение 10-18 ч при азеотропной отг:,ч1ке образующейея воды. При достижении содержатся в реакциоииой массе серной кислоты до 1-5% и воды до 2-4% прекращают подачу углеводородов в систему, тем самым останавливая процесс сульфирования, здаляют избыточный растворенный углеводород в сульфомассе одним из известных способов: методом отдувки (воздухом или инертным газом), при перемешивании мешалкой, или барботажем при 100-140° С, или создапием вакуума в системе (от 100-740 льи рт. ст.). Затем отдутую от углеводорода сульфомассу охлаждают до температзры 50-60° С (близкой к температуре плавления), иосле чего в расплавленную массу вводят серный ангидрид в количествах, эквимолярных по отношению к оставшейся после парофазного еульфирования воде или на 10-20% ниже расчетного при непрерывном перемешивании массы. Полученная жидкая смесь имела следующий еостав, %: Толуолсульфокислоты85 Вода (остаточная)0,4 Серная кислота14,1 Сульфон0,5 Температура илавления: не затвердевает при -10° С Пример 2. Получают катализатор по методике, указанной в примере 1. Полученная смесь имела следующий состав, %: Толуол сульфокислоты85,1 Вода (остаточная)0,2 Серная кислота13,7 Сульфон1,0 Температура плавления: не затвердевает при-10° С. Пример 3. Получают смесь по методике, указанной в примере 1, содерл ащую, Толуолсульфокислоты Вода (остаточная) 0,7 Нет (следы) Сульфон 13,4 Серная кислота Температура плавления; затвердевает при - 10°С. Использование настоящего способа получения жидких безводных кислотных катализаторов на основе сульфокислот ароматических углеводородов, по сравнению с известным способом, обеспечивает следующие преимущества. 1.Длительность процесса обезвоживания в заключительной стадии сокращается более чем в 20 раз, что увеличивает производительность аппаратуры и снижает себестоимость продукта примерно на одну треть. 2.Легко достигается любая степень обезвоживания, наиболее оптимальная составляет 0,3-0,5% (вес.) остаточной воды в готовом продукте. 3.Способ позволяет получать «плакирующие безводные катализаторы с высокой стабильностью жидкого состояния (температура плавления -10° С) и высокой каталитической активностью, позволяющие устойчиво работать в зимнее время. 4. Присутствие в катализаторе до 15% серной кислоты способствует увеличению каталитической активности и позволяет достигать желаемого результата. Формула изобретения Способ получения жидкого безводного катализатора на основе сульфокислот ароматического ряда для холодного отверл дения резольных смол путем сульфирования ароматического углеводорода серной кислотой при 100-140°С с азеотропной отгонкой воды, прекращения подачи углеводорода в сульфомассу при содержании серной кислоты и воды 1-5 и 2-4% (вес.) соответственно и удаления остаточного углеводорода из сульфомассы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения технологии, снижения энергозатрат, иолучсния катализатора иовыщенного качества и уменьщения образования побочных продуктов, после удаления углеводорода темиературу сульфомассы снижают до 50-60° С и вводят при непрерывном перемешивании сериый ангидрид в количестве, эквимолярном по отношению к воде, оставшейся в реакционной массе после сульфирования. Источники информации, ир :нятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США N° 3458449, кл. 252-182, опубл. 1969. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке Kz 2128162, кл. В 01 J 37/20, 28.04.75 (прототип).