Способ выделения изопрена Советский патент 1986 года по МПК C07C11/18 C07C7/20 C08F2/42 

Изобретение относится к области нефтехимической технологии, точнее к йнгибированию самопроизвольной термополимеризации изопрена.

Известно, что при нагревании изопрен подвергается самопроизвольной термополимеризации, что приводит к значительным потерям изопрена при его выделении и очистке, особенно методом ректификации. Замедление этого процесса осуществляется путем введенит в изопреновые потоки специальных веществ - ингибиторов термополимеризации .

Известны способы вьщеления изопрена из углеводородных примесей в присутствии в качестве ингибитора гидрохинона и его производных, о-нитрофенола,нитритов щелочных и щелочноземельных металлов.

Указанное вещества обладают рядом ограничений в отношении изопрена. Так, при использовании нитритов ще1ЛОЧНЫХ и щелочноземельных металлов . возможно их взаимодействие с примесями, обычно присутствующими в техническом изопрене, в результате чего могут образовываться взрьтоопа ные вещества.

Кроме того, при высоких температурах они недостаточно эффективны.

Наиболее близким техническим решением является способ выделения изопрена из углеводородных смесей ректификацией в присутствии аминного ингибитора термической полимеризции, например, ароматического амина который в настоящее время считается наиболее эффективным ингибитором.

Однако, применение этих веществ в реальных условиях действующих преприятий не предотвращает процесса термополимеризации. Особенно это относится к образованию так назьшаемого губчатого термополимера, который имеет незначительную растворимость изопрене и вследствие этого отлагается на стенках аппаратуры. Губчатый термополимер является активным веществом, способным инициировать дальнейший процесс термополимеризации, который, протекая по цепному радикальному механизму, сопровождается быстрым разрастанием губчатого , полимера. Это явление вызывает аварийную остановку оборудования, его деформацию и разрьго.

Недостаточная эффективность обмч , ных ингибиторов термополимеризации применительно к губчатому полимеру объясняется уникальностью его свойстн и условий образования.

Цель изобретения - уменьшение выхода термополимера и предотвращение образования губчатого полимера.Цель достигается использованием в качестве аминного .ингибитора 0,0.1-0,5% от веса изопрена диалкил-1,3-пропандиамина общей формулы

R2N(CHj)3NHj,

где R - Н, СНз, , ..

Эффективность применения этого вещества подтверждают следующие примеры.

Примеры 1-7. Выделение изопрена проводят из технической смеси, содержащей 90% изопрена, 8% 4,4-диметил-1,3-диоксана, 1,9% ме- . тилдигидропирана, 0,05% перекисей ,изопрена и 0,02% воды по весу. Ректификацию изопрена проводят с использованием лабораторной колонны периодического действия при следующем режиме работы: Температура верха 35°С

Температура куба ,

Скорость ректификации 15 г/ч,

Флегмовое число 20, -

Число теоретических гарелок с использованием металлической

насадки 23

Время проведения опыта 24 ч

Аминный ингибитор вводят в техническую смесь непосредственно перед загрузкой в ректификационнзто колонну.

После проведения ректификации в кубовом остатке определяют количество образовавшихся термополимеров весовым способом после их осаждения этиловым спиртом и на основании этого количества рассчитывают ингибирующую активность использованных аминов.

Содержание термополимера определяют по формуле:

Р

о н«инги8

вес.%

где Р - вес термополимера, г,

g - вес исходного изопрена, г.

3

Ингибирующий эффект от применения веществ определяют по формуле: Эффект ингибирования .„

Р- о

- MHrnS.

100%

неийгм 5.-.

Образование губчатого полимера, который нерастворим ни в одном из

Результаты ректификации с использованием аминных

668247 - 4

известных растворителей и следовательно, не может быть определен количественно, наблюдают визуально по состоянию растворов после термооб5 работки.

Полученные результаты приведены в табл.1.

Таблица 1 . ингибиторов

.СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕНА из углеводородных смесей ректификацией в присутствии аминного ингибитора термической поликеразации, о т-' л и ч а ю щ и и с 'я тем, что, с целью уменьщения выхода термополимера и предотвращения образования губ- •чатого полимера, в качестве аминного ингибитора используют 0,01-0,5% от веса изопрена диалкил-1,3-пропанди- амин общей формулы:К2Н(СН2)зШ2, где R-H, СНз, С^Н^, CjH, ;КлSО)а>& ое>& to Nt;^ ^

Состояние кубовых остатков

Мутные вязкие растворы, на насадке губчатый термополимер

То же То же

То же

Прозрачный подвижный раствор

; :без следов губчатого полимера

: .То же То же

Продолжение табл.1 Ингибитор

эффект

концентрация, вес.% ингибирования,

е

54,3

0,5

16,9

0,1

0,4 0,01 77,2

0,5 38,2 0,1

20,3

0,01

Из приведенных данных следует, что ректификация в присутствии NJ,К-диметш1-1,3-пропандиамина протекает со значительно меньшими выходами термополимеров по сравнению с известными ингибитором, причем образование губчатого полимера не наблюдается вообще.

Примеры 8-12. Технические смеси состава по примеру 1 подвер: гают термостатированию в стеклянных ампулах, моделирующих условия ректиСравнительные данные по термостабильности изопрена в присутствии N, ,Н-диметил-1,3-пропандиамина и 4010-NA

Без инги27,3 битора Как видно из представленных дайных, выхода термополимера и влияние ингибиторов на термостабильность изопрена близки для опытов, описанных в примерах 1-7 и 8-12, из чего следует, что состояние изопрена в ампулах при нагревании соответствуе его состоянию в условиях ректификации. Поэтому для упрощения способа, касающегося других аминных ингибификации без ингибитора, а Также с различными количествами известного ингибитора и N,N-димeтил-l,3-пpoпaндиaминa . В ампуле помещают 11 г смеси, 2 г влажной стальной стрзокки, запаивают, нагревают до подвергают термостатированию в течение 24 ч. По истечении зтого времени ампулы вскрьшают, а количество образовавшегося термополимера и эффект ингибирования веществ определяют как описано в примерах 1-7.

Результаты представлены в табл.2.

Таблица 2

27,3 Мутные растворы с губчатым полимером на стружках и в растворе торов, будут рассмотрены опыты, моделирующие ректификацию в ампулах. , . - р - . П РИМ е р ы 13 и 14. Испытания проводят в присутствий аминного ингибитора - йропандиамина-,3- ; -NHj (CHj.OjNHj . Техническая CMecij, изопрена в условиях аналогична примерам 8-12. Результаты приведены в табл.3.

П р и м е р ы 15 и 16. Испытам«я проводят в присутствии аминного ингибитора М|,Н-диэтил-1,3-пропандиамина (С2Нр2М(СН2)зНН,, . Исходные продукты и условия аналогичны примерам 8-12. Результаты приведены в табл.3. .

Примеры 17и18. Испытания проводят в присутствии аминного ингибитора NY,Ы-дипропил-1,3-пропанСравнительные

диамииа (CjИ ,)2ЫССН),NH,. Техническая смесь изопрена и условия аналогичны примерам 8-12. Результаты приведены в табл.3.

Пример ы19и 20. Исшлтания проводят в присутствии аминного ингибитора N, ,Ы-дибутил-1,3-пропандиамина ()2N(CHj), ШJ . Условия аналогичны примерам 8-12. Результаты приведены в табл.3. данные по эффекту ингибир.рвания производных пропандиамина и A010-NA Т а б л и ц а 3