Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Химия и технология пропилена

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
19.24 Mб
Скачать

230

11. Димеризация пропилена

11.2.ПОЛИ-4-МЕТИЛПЕНТЕН -1

Врезультате димеризации пропилена на специальных цинковых катализаторах (160 °С, 100—150 кгс/см2) образуется преимущест­ венно 4-метилпентен-1 [47, 115, 116]:

СН2=СН—СН2—СН-СНз

I

СН3

 

Выход,

 

Выход,

 

вес. %

 

вес, %

4-Метилпентен-1 . . .

57

2-Метилпентен-1 . . .

1

4-Метилпентен-2 . . .

36

2-Метплпентен-2 . . .

3

Фирма British Petroleuni Со. разработала метод получения моно­ меров. Путем полимеризации фирма ICI получила из 4-метилпенте- на-1 новый пластик [117, 118]:

-СН2—СН—

I

СН2СН(СН3)2

Этот пластик производится в больших количествах и поступает в продажу под названием ТРХ. Плотность его 0,83 г/см3, ниже чем у всех известных термопластов, температура плавления ~240 °С. Изготовленные из этого материала прессованные детали сохраняют стабильность формы при температуре до 200 °С. Кроме того, пластик ТРХ прозрачен. Светопроницаемость достигает 90%, т. е. несколько меньше, чем у плексигласа (у полиметилметакрилата 92%). Недо­ статком является деструкция под действием света. Поэтому нестабилизированный ТРХ пригоден только для применения в закрытых помещениях. Этот материал стоек ко многим химическим средам, сильные кислоты и щелочи не разрушают его, однако он растворяется в некоторых органических растворителях, например в бензоле, че­ тыреххлористом углероде и петролейном эфире. Ударная прочность нового термопласта такая же, как у высокоударопрочного полисти­ рола. Диэлектрические свойства тоже хорошие (диэлектрическая проницаемость 2,12).

Несмотря на высокую температуру плавления, ТРХ можно перерабатывать обычными методами экструдирования, литья под давлением и выдувания. Полимер тиксотропен и обладает хорошей текучестью. Тиксотропия объясняется внутренним пластифициру­ ющим действием изобутильных боковых цепей.

Указанные свойства обеспечивают многообразные возможности применения нового продукта. Так, стабильность формы при высоких температурах позволяет изготовлять из ТРХ стерилизующиеся хи­ рургические инструменты. Благодаря этому же свойству, а также высокой прозрачности пленки ТРХ пригодны в качестве упаковоч­ ного материала для пищевых полуфабрикатов.

1 1 .3 . С о д и м е р и за ц и я п р о п и л е н а

237

11.3, СОДИМЕРИЗАЦИЯ ПРОПИЛЕНА

11.3.1. Содимеризация с этиленом

Содимеризация пропилена с этиленом при образовании изопентенов осуществляется взаимодействием триэтилалюминия (как ис­ точника этилена) с пропиленом в алифатических или ароматических углеводородах, служащих растворителями [120]. Основной продукт реакции — 2-метилбутен-1. Реакция проводится преимущественно при 100—180 °С и под давлением 13—65 кгс/см2, продолжительность реакции от 30 мин до 6 ч, соотношение триэтилалюминий : пропи­

лен = 1 : 3

-г- 8. Наряду с основным продуктом образуются бутены

и гексены;

2-метилбутен-1 отделяется от них фракционированием.

Можно также осуществить содимеризацию путем пропускания смеси этилена с пропиленом при —140 °С над катализатором на основе КН и проциленом в гептане (91% пентена-1) [121] или над триэтилалюминием (при 220—300 °С, 80—150 кгс/см2) [122]. Ката­ лизатором может служить система алкилалюминий тетраалкилтитанат [123].

2-Метилбутен-1 из пропилена и триэтилалюминия синтезируется

вЯпонии на пилотной установке [124].

Впродуктах реакции пропилена с триэтилалюминием содержится углеводород, который высвобождается в результате реакции с Со, Pt или Ni [125].

Модифицированная содимеризация осуществляется взаимодей­ ствием пропилена с триэтилалюминием при 130—140 °С с добавле­ нием этилена и коллоидного никеля и при нагревании до 160—170 °С. Выделяющийся при этом 2-метилбутен-1 может быть дегидрирован

визопрен при 700 °С на катализаторе MgO — Fe20 3 [126, 127].

2-Метилбутен-1 можно перевести в изопрен путем дегидрирования. Однако этот метод синтеза едва ли сможет получить промышленное значение, так как триэтилалюминий не только действует как ката­ лизатор, но и сам вступает в реакцию.

11.3.2. Содимеризация с изобутиленом

Содимеризация пропилена с изобутиленом была впервые изучена Ипатьевым [128]. Образующиеся при этом изомерные гептены можно путем оксосинтеза перевести в изооктиловый спирт, представляющий собой важный компонент пластификаторов. Неизвестно, можно ли этот метод реализовать в промышленном масштабе.

Оптимальные условия реакции получения изомерного гептена по Ипатьеву: 135 °С, 38 кгс/см2, 375 л газовой' смеси/(л -ч). В ка­ честве катализатора предлагается тот же катализатор, что и для олигомеризации пропилена, — фосфорная кислота на диатомовой земле (кизельгуре).

238

11 . Д и м е р и з а ц и я п р о п и л ен а

При введении в реакцию эквимолярных количеств обоих газов конверсия достигает 93%, причем пропилен реагирует легче, чем бутилен. Полученная смесь состоит на 40—45% из гептенов, на 10— 15% из октенов и-других олефинов. Гептеновая фракция содержит в основном 2,3-диметилпентен. В 1 ч на 1 л катализатора образуется 1040 см3 полимерного продукта [129].

Пропилен и бутилен можно сополимеризовать также при 190 °С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

 

 

1.

J. J, G a t m o n ,

W.

E . M o r r o w ,

V.

J. A n h o r n ,

Chem. Eng. Progr.,

2.

61,

6,

57

(1965). .

 

 

 

 

 

 

2,

T53

(1965).

H.

I. O s t e r h o f ,

Trans. Inst. Rubber Ind., 41, №

3.

Oil

in

Canada,

13, № 19, 28 (1961).

 

Weekblad, 57, 389 (1961).

4.

C.

J. B a a s ,

 

J.

C. V l u g t e r ,

Chem.

5a.

C.

J. B a a s ,

J.

С. V 1 u g t e r,

Brennstoff-Chem., 45,

161 (1964).

5b.

C.

J. B a a s ,

J.

C. V l u g t e r , Brennstoff-Chem., 45,

258 (1964).

5c.

C. J . B a a s ,

J.

С. V 1 u g t e r,

Brennstoff-Chem., 45,

295 (1964).

5d.

C. J . B a a s ,

J.

C. V l u g t e r , Brennstoff-Chem., 45,

321 (1964).

6.

P. W. S h e r w о о d,

 

Ind. Eng. Chem., 55, № 3, 29

(1963).

 

7.

И. Я. T ю p я e в

и др., Хим. пром., 1963, 647.

 

 

 

 

8.

V. J. A n h o r n

et al., Chem. Eng. Progr., 57, № 5, 41 (1961).

 

9.

M. S u z u k i ,

Nenryo Kyokaishi, 41, 114 (1962); C., 15017 (1962).

10.

R. L a n d a u ,

G. S. S c h a f f e 1,

A. C. D e p r e z,

Erdol

Kohle-Erd-

11.

gas — Petrochem.,

16, № 7, 754 (1963).

 

 

 

 

 

 

Chem.

Week

(6.5.),

73,

78 (1961).

Processing, 46, №

7,

149

(1967).

12.

R. B. S t о b a u g h,

Hydrocarbon

13.

C. G. W i 11 i a m s,

Jahresber.

Fortschr.

Chem.,

495

(I860).

 

14.

Англ.

пат.

320362, 1928.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

Герм,

пат.,

246241,

1910.

(Milano),

45, № 6, 665 (1963).

 

16.

М. de М а 1 d е,

Chim. е.

Ind.

 

17.

G. C o p p a - Z u c c a r i ,

Chim. et Ind.,

Paris,

85,

3, 363 (1961);

18.

J. M o r r i s o n ,

Oil Gas Intern., 7, № 10, 56 (1967).

 

 

A. G i r a

u d,

Rev.

gen. caoutchouc plast.,

38, 1598

(1961).

348 (1962),

19.

F. С о u s

s e m a n t,

 

M. H e 11 i n,

Erdol

u. Kohle,

15,

274,

20.

R. W. К i n g,

Hydrocarbon Processing, 45, № 11, 189 (1966).

 

21.

Chem. Age, 84, 898 (1960).

 

 

 

 

 

 

 

 

22.

A. A. di

G i а с о m о

et al., Chem. Eng. Progr., 57, № 5, 35 (1961).

23.

Д. Я. M у ч и н с к и й ,

В. Н. 3 л о т ч е н к о,

Ю. Ф. С е м е н о в, Изв.

 

АН ТуркмССР, Сер. физ.-техн.,

хим. и геол. науки, № 2, 133 (1965).

24.Франц, пат. 1419670, 1965.

25.Итал. пат. 586452, 1957.

26.D. A.S. 1178419, 1964.

27.

В. С.

Ф е

л

ь д б л ю м

и др.,

Нефтехимия, 3,

13,

20 (1963).

28.

В. С.

Ф е

л

ь д б л ю м

и др.,

Нефтехимия, 5,

493

(1965).

29.Англ. пат. 876680, 1961.

30.Англ. пат. 853187, 1960.

31.С. И. К р ю к о в и др., Изв. вузов. Химия и хим. технол., 7, 821 (1964)

32.Франц, пат. 1269563, 1961.

33.Франц, пат. 1356224, 1964. ,

34. В. С. Ф е л ь д б л ю м и др., Нефтехимия, 4, 257 (1964).

35.Франц, пат. 1250416, 1958.

36.Авт. св. СССР 107121, 1957; Бюлл. изобр., № 6, 75 (1957).

37.Англ. пат. 840028, 1960; пат. США 3104269, 1963.

38.Англ. пат. 896822, 1962.

Литература

239

39.Англ. пат. 775384, 1957.

40.Австрал. пат. 247253, 1963; англ. пат. 975454, 1964.

41.Белы. пат. 575326, 1959; англ. пат. 831249, 1960; франц. пат. 1250416, 1269563, 1961; австр. пат. 212295, 1960.

42.Англ. пат. 979877, 1965; пат. США 3278634, 1967.

43.Пат. США. 3076047, 1963.

44.Пат. США 3219723, 3219724, 1965.

45.

J; E w e r s ,

Angew.

Cliem., 78, 593 (1966); Франц, пат. 1497673, 1967.

46.

Франц, пат.

1385503,

1965; В. С. Ф е л ь д б л ю м и др., Нефтехимия, 7,

379(1967).

47.Англ. пат. 914144, 1962; пат. США 3182096, 1965.

48.Пат. США 3094573, 1963.

49.Австрал. пат. 256952, 1962; англ. пат. 912822, 19622; D. A. S. 1215131, 1966; франц. пат. 1284453, 1284455, 1962; австр. пат. 231414, 1964; пат. США 3084206, 1963; австр. пат. 226659, 1963.

50.Австрал. пат. 256758, 1965; белы. пат. 614921, 1962; англ. пат. 912823— 912826, 1962; франц. пат. 1284456, 1284457, 1301836, 1962; пат. США 3325559 1967.

51.Англ. пат. 903014, 1962; англ. пат. 932342, 1963.

52.Франц, пат. 1315324, 1963.

53.Пат. США 2986588, 1961.

54.Англ. пат. 868945, 1961-.

55.Пат. США. 3075027, 1963.

56.Франц, пат. 1410776, 1965.

57.Англ. пат. 889268, 1962; D. A. S. 1227446, 1966.

58.Англ. пат. 824917, 1959.

59.Пат. США 3255272, 1966.

60.Англ. пат. 978590, 1964.

61.Франц, пат. 1356267, 1964.

62.Франц, пат. 1364460, 1964; пат. США 3340323, 1967.

63.Пат. США 3094573, 1963; 3311673, 1967.

64.Белы. пат. 641774, 1964.

65.Пат. США 3185745, 1965.

66.Японск. пат. 20373, 1965.

67.Бельг. пат. 618384, 1962; франц. пат. 1359070, 1964.

68.Пат. США 3104271, 1963.

69.Пат. США 3275706, 1966.

70.Белы. пат. 611534, 1962.

71.Белы. пат. 616564, 1962.

72.Белы. пат. 619715, 1962; англ. пат. 991705, 1965; франц. пат. 1318568, 1963; пат. США 3260770, 1966.

73.Бельг. пат. 614789, 1962.

74.Англ. пат. 1003576, 1965.

75.Франц, пат. 1343359, 1963.

76.Бельг. пат. 631742, 1963.

77.Франц, пат. 1382602, 1964.

78.Франц, пат. 1377787, 1964.

79. N i е d е г 1 d A. S. 6509224, 1966; франц. пат. 1501379, 1967.

80.Англ. пат. 1011354, 1965; Niederld A. S. 6402598, 1964.

81.Пат. США 3175020, 1965.

82.Англ. пат. 1012077, 1965; Niederld A. S. 6402587, 1964.

83.Англ. пат. 993035, 1965; D. A. S. 1201329, 1965; пат. США 3175201, 1965; D. A. S. 1244155, 1967.

84.D. A. S. 1248640, 1967; пат. США 3163612, 1964.

85.Пат. США 3148157, 1964.

86.Пат. США 3128318, 1964.

87.Пат. США 3154595, 1964; D. A. S. 1253263, 1967.

2 40

11 . Д и м е р и з а ц и я п р о п и л ен а

88.Англ. пат. 933700, 1963.

89.A. W. S h a w et al.; J. Org. Chem., 3286 (1965).

90.Пат. США 2482008, 1949.

91.Англ. пат. 935288, 1963; франц. пат. 1244497, 1961; D. A. S. 1201331, 1965.

92.Пат. США 2404056, 1944; 2430137, 1946.

93.Франц, пат. 1244499, 1961; пат. США 3047644, 1962; D. A. S. 1218430, 1966.

94.Пат. США 2507864, 1950.

95.Лат. США 3133127, 1964.

95а.

Бельг. пат. 632055, 1963; пат. США 3268617, 1966.

96.

В. Т. В г о о s, J. Am. Chem. Soc., 56, 1998 (1934).

97.Англ. пат. 933235, 1963.

98.Пат. США 3246046, 1966.

99.Англ. пат. 940682, 1963; пат. США 2446619, 1948.

100.Англ. пат. 849393, 1960; пат. США 3013066, 1961; франц. пат. 1499833,1967.

101.Франц, пат. 1364531, 1964.

102. R. G. S с h u 1 t z, J. М. S с h и с к, В. S. W i 1 d i, J. Catalysis, 6,

385 (1966).

103.Франц, пат. 1406158, 1965.

104.F. D. R о s s i n i u. a., Selected Values of Physical and Thermodynamic

Properties of Hydrocarbons and Related Compounds, Pittsburgh, 1953.

105.H. P. E m m e 11 et al., Advances in Catalysis and related Subjects, Bd. 6, New York, 1958, p. 98.

106.Швейц. пат. 398547, 1966.

107.

F. C. W h i t m о r e

et al., J. Am. Chem Soc., 72, 51 (1950).

108.

Пат. США

3268616,

1966.

Brennstoff-Chem.,

32, 161 (1951).

109.

H. К о c h,

Н. van

R а а у,

110.

Б. А. К а з а н с к и й , И. В.

Г о с т у н с к а я ,

Н. Б. Д о б р о с е р ­

 

д о в а, ДАН СССР,

130, 82

(1960).

 

111.Англ. пат. 886716, 1962.

112.Пат. США 3268617, 1966.

113.

F.

О. R i с е,

К. F.

Н е г zfе 1 d, J.Am.

Chem.

Soc.,

56,

284 (1934).

114.

L.

K u c h l e r ,

H.

T h e i 1 e, Z.physik.

Chem.,

B42,

359

(1939).

115.Chem. Industrie, 17, 266 (1965).

116.Chem Eng. News, 43, № 13, 44 (1965).

117.

L.

A. M u i r h e a d , Rubber and Plastics

Age, 40, 501 (1959).

118.

R.

D. D e a n i n , SPE J., 23, № 2, 39

(1967).

119.Chem. Eng. News, 44, № 46, 39 (1966).

120.Пат. США 3080411, 1963.

121.Японск. пат. 26887/65, 1965.

122.D. A. S. 1218431, 1966.

123.Англ. пат. 856288, 1960.

124.Petrol. Chem. Eng., 37, № 1, 16 (1965).

125.Англ. пат. 837350, 1960.

126.Японск. пат. 2662, 1959.

127.Proc. 7th World Petrol. Congr., Vol. 5, 1967, p. 107.

128.

N.

I p a t i e

f f, R.

E. S c h a a d,

Ind. Eng. Chem, 37, 362 (1945).

129.

В.

В 1 оu r i,

Chim.

et Ind., Paris,

71, 706(1954).

12. ОЛИГОМЕРИЗАЦИЯ ПРОПИЛЕНА

В этом разделе рассматривается в основном три- и тетрамеризация пропилена.

Известно, что олефины можно олигомеризовать термически — нагреванием до повышенных температур под давлением, а также ка­ талитически — при мягких условиях. Термически легче всего олиго­ меризуется этилен, а каталитически — изобутилен. Однако терми­ ческая олигомеризация до сих пор не приобрела значения в нефте­ химической промышленности, этот метод применяется в небольшомобъеме только для получения полимер-бензина.

Каталитическая олигомеризация пропилена может быть осущест­ влена как в жидкой, так и в газовой фазе. Оба метода применяются в промышленности.

12.1. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОЛИГОМЕРИЗАЦИЯ

Первые опыты по термической полимеризации пропилена [1] были проведены Ипатьевым [2], который показал, что при высоком давлении и 330—370 °С образуется полимер следующего состава в %):

П ар аф и н ы . .

8

О леф ины . . .

26

Ц и к л о о л еф и н ы

22

Ароматические вещества не были найдены. Более обширные ис­ следования на различных олефинах [3] позволили определить оп­ тимальные условия получения олигомеров (с областью кипения бен­ зина). В табл. 24 приведены результаты, полученные с пропиленом.

Эти результаты свидетельствуют о том, что при повышении да­ вления количество образовавшегося полимера почти не увеличивается. Но при этом удается значительно увеличить выход продукта в еди­ ницу времени на единицу объема. Температура и время контакта очень мало влияют на термическую олигомеризацию.

Промышленный метод термической олигомеризации крекинг-га­ зов был разработан фирмами Pure Oil Со. и Alco Products Inc. (ме­ тод Alco) [4]. По методу Alco фракция С3 — С4 нагревается до 480— 540 °Спод давлением 50 кгс/см2. При этом реагируют только олефины,

16 Заказ 399

242 12. Олигомеризация пропилена

Т а б л и ц а 24

Оптимальные условия получения олигомеров пропилена

Давление,

Температура,

Время

Выход

Выход бен­

Октановое

кге/ем2

°С

контакта,

жидкости,

зина,

число

 

 

мин

вес. %

объемн. %

 

35

450

5,7

16,3

80,3

78

70

430

22,6

46,9

73,1

87

140

430

16,9

64,0

69,5

75

140

450

10,6

62,8

66,2

80

210

400

27,3

62,6

59,5

75

210

430

16,4

61,0

63,4

74

210

450

8,7

61,2

67,1

74

а парафины не изменяются. При последующем пиролизе при 700 °С непрореагировавшая парафиновая часть вовлекается в олиго­ меризацию (метод Multiple Coil).

12.2.КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ОЛИГОМЕРИЗАЦИЯ

12.2.1.Олигомеризация пропилена в паровой фазе на фосфорнокислых катализаторах

Важнейший способ олигомеризации пропилена заключается в про­ пускании его над фосфорной кислотой, нанесенной на кизельгурт активированный уголь или асбест. Собственно катализатор состоит из смеси каталитически активных орто- и пирофосфорной кислот. При температуре выше 240—260 °С эти кислоты дегидратируются в каталитически неактивную метафосфорную кислоту. Чтобы вос­ препятствовать дегидратации кислот и тем самым максимально продлить срок службы катализатора, нужно добавить к газовой сме­ си 2—10% водяного пара (лучше всего 5%). Это делается при тем­ пературе олигомеризации 300 °С [5]. Не рекомендуется значительно увеличивать содержание пара в смеси, так как при этом может ухуд­ шиться твердость катализатора, кроме того, это может вызвать не­ которое гидратирование в изопропиловый спирт.

В качестве носителя для катализатора лучше всего применять кислые соединения, так как при использовании нейтральных носи­ телей, например активированного угля, могут образоваться алкилфосфаты, которые затем улетучиваются. Наиболее употребительны в этой роли кизельгур и асбест; однако в этом случае усиливается образование кремнефосфатов (правда они нелетучи). На эти носители можно наносить до 75% фосфорной кислоты.

12.2. Каталитическая олигомеризация

243

Метод с применением фосфорной кислоты был разработан амери­ канской фирмой Universal Oil Products Со. (метод UOP, 1933) [6— 13]. Производство приобрело широкий размах во время второй мировой войны с целью получения ценного горючего для самолетов. В качестве катализатора применяется фосфорная кислота (62— 65% Р50 5) на диатомовой земле или на асбесте. Активированный уголь почти не применяется по вышеуказанным причинам. Катализатор приготавливается нагреванием 74—76%-ной Н3Р04 до 260 °С (смесь орто- и пирофосфорной кислот 65 : 35) и смешиванием с асбестом. После охлаждения до 20—30 °С и сушки при 150 °С катализатор готов к употреблению.

Катализатор нужно восстанавливать после пропускания 100-крат­ ного количества полимера (примерно через 60 рабочих дней). Ре­ генерация осуществляется посредством контролируемого окисления смесью воздуха с отработанным газом при 480—540 °С и последу­ ющей гидратацией образовавшейся метафосфорной кислоты при 285 °С. Менять катализатор необходимо после пропускания 700мак­ симум 1300-кратного объема продукта полимеризации [14, 15].

^Компания Universal Oil Products разработала два метода олиго­ меризации пропилена:

1)метод камерной печи под низким давлением;

2)метод камерной печи под высоким давлением.

Метод камерной печи под низким давлением. При реализации этого метода в промышленном масштабе предварительно нагретая до 170—210 °С смесь газов под давлением 14—20 кгс/см2 проходит через ряд контактных печей, в которых фосфорнокислый катализатор находится в виде кусочков или пилюль. Для получения полимер-бен­ зина исходным продуктом служит фракция С3—С4. Исходная смесь

свысоким содержанием олефинов поступает сначала в башню с наи­ менее активным катализатором. В конце процесса загружается башня

ссамым активным катализатором. Такой способ обеспечивает мак­ симальную конверсию и хороший температурный контроль. Реакция олигомеризации экзотермична (теплота реакции 16,5 ккал/моль про­ пилена [16]), поэтому температура в печи поднимается на 60—65 °С.

Постепенное ослабление активности катализатора компенсируется за счет непрерывного повышения его температуры.

Поступающие в печь газы должны быть свободны от серы и азота. Это достигается путем предварительной щелочной и водной промывки [17]. Конверсия олефинов исходной смеси достигает 90%. Выходящие газы охлаждаются и обрабатываются затем абсорбционным маслом (высококипящей полимерной фракцией); неконденсирующаяся часть выходит из абсорбера; растворившаяся часть разгоняется в стаби­ лизирующей колонне (при 24,5 кгс/см2) и в колонне для перегонки иод давлением (при 7 кгс/см2). Полимер-бензин образуется в виде средней фракции, а абсорбционное масло остается в нижней части колонны. Можно работать также без промежуточной абсорбции.

16*

2 4 4 12. Олигомеризация пропилена

В этом случае выходящий из реакции продукт освобождается в спе­ циальной колонне от пропана и разгоняется как обычно.

Метод камерной печи под высоким давлением. Подобные уста­ новки (полимеризация Midget) работают при 250 °С и давлении 35 кгс/см2. Они применяются главным образом для небольших про­ изводств (3500—3000 м3/ч крекинг-газа) и не требуют значительного ухода [18—19]. Используется газ из стабилизатора крекинг-уста­ новок, содержащий около 2/3 полимеризующихся олефинов. Выход достигает 90%.

12.2.2.Олигомеризация пропилена с образованием тримера

итетрамера на фосфорнокислых катализаторах

Направленная полимеризация с образованием ди-, три- и тетра­ меров проводится в мягких условиях [20]. С повышением темпера­ туры тенденция ненасыщенных углеводородов к полимеризации уменьшается, а при повышении давления — усиливается. Поэтому

Р и с .

61. Т е х н о л о ги ч е с к а я

схем а

п о л у ч ен и я тетр ам ер а п р о п и л ен а

 

 

 

и з см еси

п р о п ан — п р опи лен:

1 — колонна

для щелочной промывки;

2 — колонна для водной промывки;

з

сборник;

4 — катализаторная камера;

л — колонна для удаления про­

 

пана;

в

— циркуляционная колонна;

7 — колонна для очистки.

низкие температуры способствуют образованию димеров и, возможно, тримеров, повышение температуры ведет к повышению степени по­ лимеризации; при 500 °С и низком давлении преобладает деполиме­ ризация.

При применении в качестве катализатора ортофосфорной кислоты следует поддерживать температуру на уровне 130—205 °С, при более высоких температурах (особенно выше 300 °С) возникают явления гидрополимеризации (одновременное образование высших парафинов наряду с олефинами) и гетерополимеризации (образование высших олефинов, у которых число атомов углерода не соответствует крат­ ному от С3).

 

12.2.

Каталитическая олигомеризация

 

245

Метод получения

пропиленового

тетрамера был

разработан

первоначально

в Германии.

Реакция

проводилась

под давлением

40—60 кгс/см2.

Использовали

смесь из

75% Н3Р04

и

25% Н4Р 2Ог

[21]. Получалось 15—20% гексанов и ноненов, 35—40% тримера пропилена, 29% тетрамера и 16% высших олефинов. Теперь работают, как и при получении полимер-бензина, по принципу камерной печи с фосфорной кислотой на носителях, например кизельгуре, отбель­ ной земле или асбесте (рис. 61). В этом процессе особенно важно поддерживать постоянную температуру в печи.

Для получения однородной фракции пропиленовых тетрамеров смешивают исходный продукт — смесь пропана с пропиленом — с димерной и тримерной частью из циркуляции и полученную смесь доводят до реакции при 170—220 °С и давлении 14—42 кгс/см2. Температура в различных местах слоя катализатора поддерживается постоянной путем вдувания пропана. Реакционные продукты разде­ ляются перегонкой и тетрамер извлекается как фракция, кипящая при 177—230 °С (или при 188—200 °С при повышенных требованиях [14]). Ниже указан расход исходных продуктов и выход реакцион­ ных продуктов, получаемых на установке UOP при конверсии про­

пилена 92,3%

[15]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м*/день

объемн.

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

П р о п а н -и р о п и л е н о в а я

ф р а к ц и я ..................................

95

100*

И зр асх о д о в ан н ы й

и сх о д н ы й

п р о д у к т ...................

51.5

45,6

П о л и м ер

д л я д о б ав к и

к б е н з и н у .............................

0,3

0,3

Т етр ам ер

п р о п и л ен а ..............................................................

 

 

28.5

24,3

В ы со к о к и п ящ и е

п о ли м ер ы

к а к остаток . . . ,

1,3

1,1

* 4 9 ,3 % п р о п и л ен а .

Пропилен, используемый для тетрамеризации, должен быть как: можно лучше очищен от изобутилена.

12.2.3. Олигомеризация пропилена различными методами на фосфорнокислых катализаторах [22—32]

В качестве носителей рекомендуются каолин [33], кремний, карбид кремния, мрамор и стекло, [34], силикагель [35], фуллерова земля после обработки ее галогенидами бора или алюминия [36], кварц [37]. Носители чаще всего служат для усиления активности катализатора. В качестве добавок, способствующих олигомеризации, рекомендуются соли меди [38, 41, 43] и кальция [38], фосфаты ами­ нов и аммония [39,40], никелевые соли [41, 42] и соединения марган­ ца [44].

Для получения более узких фракций, имея в виду определенный олигомер, предлагается осуществлять конверсию в несколько стадий