Научная статья на тему 'Моделирование процесса олигомеризации фракции С9 пиролиза бензина'

Моделирование процесса олигомеризации фракции С9 пиролиза бензина Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
256
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
каталитическая олигомеризация / (со)терполимеризация / жидкие продукты пиролиза / нефтеполимерные смолы / дициклопен-тадиен / стирол / α-метилстирол / винилтолуол / инден / фракция с9 / тетрахлорид титана / диэтилалюминийхлорид / адиабатическая установка / термометрический метод / константы скорости / тепловые эффекты / моделирование / (co)terpolymerization / α-methyl styrene / catalytic olygomerization / liquid products of pyrolysis / petropolymeric resins / bicyclopentadiene / styrene / vinyl toluene / indene / fractionc9 / titanium tetrachloride / diethylaluminum chloride / adiabatic reactor / a thermometric method / rates constants / thermal effects / modeling

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Ионова Елена Ивановна, Ляпков Алексей Алексеевич, Бондалетов Владимир Григорьевич, Васильева Екатерина Викторовна, Гайдукова Ольга Сергеевна

Рассмотрены процессы сои терполимеризации основных непредельных компонентов фракций 130...200 оС жидких продуктов пиролиза прямогонного бензина в толуоле как модели олигомеризации фракции С9 под влиянием каталитической системы TiCl4Al(C2H5)2Cl. Установлены относительные реакционные способности стирола, α-метилстирола, индена, винилтолуолов и дициклопентадиена, составляющие 80...85 % от общего количества мономеров. На основании данных адиабатической термометрии, а также ИКи 1H ЯМР-спектроскопии установлена возможность получения поли(олиго)мерных продуктов, в основном соответствующих промышленным нефтеполимерным смолам, получаемым из фракции С9.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Ионова Елена Ивановна, Ляпков Алексей Алексеевич, Бондалетов Владимир Григорьевич, Васильева Екатерина Викторовна, Гайдукова Ольга Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The processes of coand terpolymerization of the main unsaturated components of fraction 130...200 оС of liquid pyrolysis products of straight-run gasoline in toluene have been considered as the models of olygomerization of fraction С9 under the action of catalytic system TiCl4Al(C2H5)2Cl. Relative reactivities of styrene, α-methyl styrene, indene, vinyl toluenes and bicyclopentadiene amounting to 80...85 % of total amount of polymers, were determined. The opportunity of obtaining poly(oligo)mere products corresponding mainly to industrial polymeric petroleum resins obtained from fraction С9 was ascertained on the basis of the data of adiabatic temperature survey as well as IRand 1H NMR spectroscopy.

Текст научной работы на тему «Моделирование процесса олигомеризации фракции С9 пиролиза бензина»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Казакова Л.В., Южанинов П.М., Миков А.И., Кашбиев Г.Г. Опыт применения потокоотклоняющих гидрофобных эмульсионных составов для увеличения нефтеотдачи высокообвод-ненных коллекторов // Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа: Мат. 2-й научно-практ. конф. - Томск, 2001. - С. 16.

2. Фридман Г.Б., Собанова О.Б., Федорова И.Л. Результаты использования композиций пав на водной и углеводородной основе для обработки нагнетательных и добывающих скважин // Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа: Мат. 2-й научно-практ. конф. - Томск, 2001. - С. 18.

3. Крючков В. И., Романов Г.В., Насыбуллин А.А Разработка технологии воздействия на нефтяные залежи эмульсионными-коллоидными системами (ЭКС) // Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа: Мат. II научно-практ. конф. - Томск, 2001. - С. 73.

4. Water-in-oil microemulsion useful for oil field or gas field applications and methods for using the same: рat. 1198536 EP. № 1198536/05; заявл. 24.04.2002; опубл. 28.12.2005. - 14 с.

5. Дмитриева З.Т., Огородников В.Д., Аметов В.А., Сарки-сов Ю.С., Былина И.В., Бондалетов В.Г. К вопросу о старении моторных масел // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2003. -№ 5. - С. 23-26.

6. Школьников В.М., Гордукалов А.А., Юзефович В.И., Петросо-ва М.Р. Рынок отработанных смазочных материалов в России // Новые технологии в переработке и утилизации отработанных масел и смазочных материалов: Мат. Междунар. научно-практ. конф. - М., 2003. - С. 12.

7. Способ получения нефтеполимерных смол: пат. 2079514 Рос. Федерация. № 2079514/97; заявл. 29.11.94; опубл. 10.04.97. Бюл. № 14. - 4 с.

8. Бондалетов В.Г., Бондалетова Л.И., Троян А.А. Озонирование алифатических нефтеполимерных смол // Известия вузов. Химия и хим. технология. - 2003. - Т. 46. - № 2. - С. 43-45.

9. Огородников В.Д. ЯМР-спектроскопия как метод исследования химического состава нефтей // Инструментальные методы исследования нефти. - Новосибирск: Наука, 1987. - С. 49-67.

10. Мухтарова С.Л., Кривощепов А.Ф., Ким В.Е. Применимость реологических моделей течения к стеарат-стабилизированным эмульсиям // Коллоидный журнал. - 2004. - Т. 66. - № 1. -С. 126-129.

Поступила 11.03.2010 г.

УДК 541.64:66.095.261.4

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЛИГОМЕРИЗАЦИИ ФРАКЦИИ С9 ПИРОЛИЗА БЕНЗИНА

Е.И. Ионова, А.А. Ляпков, В.Г. Бондалетов, Е.В. Васильева, О.С. Гайдукова, Н.В. Извекова, А.П. Зайцева, Н.С. Шипилова

Томский политехнический университет E-mail: [email protected]

Рассмотрены процессы со- и терполимеризации основных непредельных компонентов фракций 130...200 оСжидких продуктов пиролиза прямогонного бензина в толуоле как модели олигомеризации фракции С9 под влиянием каталитической системы TiCl4 - Al(C2H5)2Cl. Установлены относительные реакционные способности стирола, a-метилстирола, индена, винилтолуолов и дици-клопентадиена, составляющие 80...85 % от общего количества мономеров. На основании данных адиабатической термометрии, а также ИК- и1 H ЯМР-спектроскопии установлена возможность получения поли(олиго)мерных продуктов, в основном соответствующих промышленным нефтеполимерным смолам, получаемым из фракции С9.

Ключевые слова:

Каталитическая олигомеризация, (со)терполимеризация, жидкие продукты пиролиза, нефтеполимерные смолы, дициклопен-тадиен, стирол, a-метилстирол, винилтолуол, инден, фракция С9, тетрахлорид титана, диэтилалюминийхлорид, адиабатическая установка, термометрический метод, константы скорости, тепловые эффекты, моделирование. Key words:

Catalytic olygomerization, (co)terpolymerization, liquid products of pyrolysis, petropolymeric resins, bicyclopentadiene, styrene, a-methylstyrene, vinyl toluene, indene, fraction C9, titanium tetrachloride, diethylaluminum chloride, adiabatic reactor, a thermomet-ric method, rates constants, thermal effects, modeling.

Введение

Решение проблемы утилизации побочных продуктов производств низших олефинов (этилена и пропилена), получаемых путем пиролиза различного углеводородного сырья, является важной инженерно-экономической задачей при организации эффективного производства. В настоящее время одним из таких решений является получение олиго-мерных продуктов (так называемых нефтеполимер-ных смол) совместно с индивидуальными ароматическими углеводородами и/или нефтяным сольвен-

том. В зависимости от строения непредельных углеводородов, преобладающих в жидких продуктах пиролиза, получают алифатические, ароматические, циклоалифатические и сополимерные смолы. Нефтеполимерные смолы нашли широкое применение в качестве компонентов пленкообразующих материалов, заменителей растительных масел в лакокрасочной промышленности, проклеивающих компонентов в целлюлозно-бумажной промышленности, а также в качестве мягчителей резин в резинотехнической и шинной промышленности [1].

нилкарбазола под действием тетрахлорида титана // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 313. -№ 3. - С. 59-65.

11. Кузнецов Н.Н., Ионова Е.И., Ляпков А.А., Бондалетов В.Г., Иананкова А.А. Полимеризация дициклопентадиена под действием каталитических систем на основе TiCl4 // Химическая промышленность. - 2009. - № 7. - С. 367-369.

12. Гладышев Г.П., Попов В.А. Радикальная полимеризация при глубоких степенях превращения. - М.: Наука, 1974. - 244 с.

13. Ионова Е.И.,Ляпков АА., Бондалетов В.Г., Бондалетова Л.И., Петренко Т.В. Исследование полимеризации индена под действием тетрахлорида титана // Кокс и химия. - 2009. - № 11. - С. 34-39.

14. Ionova E.I., Lyapkov A.A., Bondaletov V.G., Bondaletova L.I., Pet-renko T.V. Indene Polymerization under the Action of Titanium Tetrachloride // Coke and Chemistry. - 2009 - V. 52. - № 11. -P. 496-500. - DOI: 10.3103/S1068364X09110076.

15. Ионова Е.И., Ляпков А.А., Бондалетов В.Г., Шипилова Н.С. Закономерности катионной полимеризации стирола под действием тетрахлорида титана // Известия Томского политехнического университета. - 2009. - Т. 314. - № 3. - С. 100-105.

16. Ионова Е.И., Ляпков А.А., Бондалетов В.Г., Шипилова Н.В. Сополимеризация стирола с инденом в толуоле под действием тетрахлорида титана // Химия - XXI век: новые технологии, новые продукты: Матер. XII научно-практ. конф. - г. Кемерово, 21-24 апреля 2009. - Кемерово, 2009. - С. 53-55.

17. Ионова Е.И., Ляпков А.А., Бондалетов В.Г Закономерности полимеризации и сополимеризации стирола под действием тетрахлорида титана // Ползуновский вестник. - 2009. - № 3. -C. 192-197.

Поступила 25.02.2010 г.

УДК 547.551+547.546

КАТАЛИЗ РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ АНИЛИНА С НИТРОБЕЗОЛОМ ВЫСОКООСНОВНЫМИ АНИОНИТАМИ

В.В. Бочкарев, Л.С. Сорока

Томский политехнический университет E-mail: [email protected]

Установлено, что высокоосновные аниониты, содержащие четвертичную аммонийную группу ~-N(CH3)3+, могут служить селективными катализаторами процесса конденсации нитробензола с анилином в щелочной среде с образованием 4-нитрозо- и 4-нитро-дифениламина. Использование полимерного катализатора исключает стадию его отделения от реакционной массы, снимает жесткие температурные и концентрационные ограничения на последующих стадиях процесса получения 4-аминодифениламина.

Ключевые слова:

Анилин, нитробензол, аниониты высокоосновные, 4-нитрозодифениламин, 4-нитродифениламин, 4-аминодифениламин. Key words:

Aniline, nitrobenzene, strong base anion exchange resins, 4-nitrozodiphenylamine, 4-nitrodiphenylamine, 4-aminodiphenylamine.

4-Аминодифениламин (4-АДФА) является промежуточным продуктом при получении алкилиро-ванных производных 4-АДФА, используемых в качестве антиозонантов, антиоксидантов и стабилизаторов мономеров и различных полимерных материалов. Существующая в России технология производства широко используемого стабилизатора диафена ФП предполагает синтез целевого продукта в пять технологических стадий из относительно дорогостоящего анилина. Помимо того, что одним из полупродуктов синтеза является канцерогенное соединение, указанный процесс сопровождается образованием большого количества нежелательных твердых и жидких отходов. Поэтому в настоящее время остро стоит вопрос о необходимости разработки альтернативной технологии синтеза 4-АДФА (основного полупродукта синтеза диафена ФП), предполагающей осуществление процесса из доступного и недорогого сырья, за меньшее количество стадий, исключение в качестве полупродуктов канцерогенных соединений, существенное уменьшение отходов производства.

К настоящему времени разработаны новые способы получения 4-АДФА, сущность которых состоит в конденсации нитробензола с анилином в щелочной среде в присутствии гидроксида тетрамети-ламмония (или хлорида тетраметиламмония, или раствора цвиттерионной соли с гидроксидами натрия или калия) с образованием 4-нитродифенила-мина (4^0зДФА) и 4-нитрозодифениламина (4^0ДФА) и последующим их каталитическим гидрированием до 4-АДФА. Различные варианты этого способа получения 4-АДФА описаны в патентах США [1-7], России [8-10]. Первое описание синтеза 4-АДФА по данному способу было сделано M.K. Stern и J.K. Bashkin [1]. Далее этот метод был использован для получения замещенных 4-амино-дифениламинов [2].

Взаимодействие нитробензола с анилином является одним из ярких примеров уникальной реакции нуклеофильного замещения водорода. Механизм реакции конденсации анилина с нитробензолом рассматривался в работе [11] и представлен на рисунке.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.