СОСТАВ ИНГИБИТОРА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ СТИРОЛА
STYRENE POLYMERISATION INHIBITOR COMPOSITION

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к предотвращению самопроизвольной полимеризации стирола в процессе его выделения, очистки, ректификации, хранения, перевозки и в процессе синтеза органических продуктов с использованием стирола.
Известно, что стирол является термически нестабильным соединением и самопроизвольно полимеризуется уже при комнатной температуре. Получение чистого стирола при температурах 100°С и выше требует использования ингибитора термополимеризации.
Известен состав ингибитора полимеризации стирола, содержащий N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин и предельную карбоновую кислоту, например, стеариновая или пальмитиновая или смесь предельных синтетических жирных кислот (СЖК) или их ангидриды и органический растворитель, например стирол, бензол, толуол, ксилол, этилбензол, ацетофенон при соотношении компонентов, мас.%:
N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин
86,58-38,46
Предельная карбоновая кислота или СЖК или ангидрид
4,32-38,46
Органический растворитель
9,1-23,08
см. RU патент №2075468, МПК6 С07С 7/20, 1997.
Процесс ингибирования ведут при 101±2°С. Состав ингибитора полимеризации стирола используют в количестве 0,2 мас.%. Содержание термополимера через 3 часа составляет 0,11 мас.%.
Недостатком указанного состава ингибитора полимеризации стирола является большой его расход, высокий процент содержания термополимера.
Известен также состав ингибитора полимеризации стирола, содержащий: N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин, предельную карбоновую кислоту, например пальмитиновая, уксусная, адипиновая или непредельную карбоновую кислоту, например, олеиновая и хинон, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин
25-10,7
Предельная или непредельная карбоновая кислота
50-0,0089
Хинон
25-89,3
см. RU Патент №2116995, МПК6 С07С 7/20, 1998.
Процесс ингибирования ведут при 150°С. Состав ингибитора полимеризации стирола используют в количестве 0,2 мас.%. Содержание термополимера через 3 часа составляет 0,3 мас.%.
Недостатком указанного состава ингибитора полимеризации стирола является большой его расход, состав ингибитора работает при повышенных температурах, в стироле присутствует высокий процент содержания термополимера.
10
20
10
20
Наиболее близким по технической сущности является состав ингибитора полимеризации стирола, содержащий N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин, предельную карбоновую кислоту из ряда С-С при соотношении N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламина и предельной карбоновой кислоты из ряда С-С и ароматический растворитель, мас.%:
N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин
4,67-41,7
Предельная карбоновая кислота из ряда С<sub>10</sub>-С<sub>20</sub>
93,37-41,7
Ароматический растворитель
1,96-16,6,
см. SU авторское свидетельство №819078, МПК6 С07С 7/20, С07С 15/46, 1978. Состав ингибитора полимеризации стирола используют в количестве не менее 0,22 мас.%. Процесс ингибирования ведут при 120°С. Содержание термополимера через 3 часа составляет 0,1-0,3 мас.%.
Недостатком указанного состава ингибитора полимеризации стирола является большой его расход и в стироле присутствует высокий процент содержания термополимера.
Задачей изобретения является получение состава ингибитора полимеризации стирола, способного снизить полимеризацию стирола.
7
17
Техническая задача решается составом ингибитора полимеризации стирола, содержащим N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин, предельную карбоновую кислоту C-C, который дополнительно содержит непредельную карбоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин
66,7-33,3
Предельная карбоновая кислота C<sub>7</sub>-C<sub>17</sub>
30-6,6
Непредельная карбоновая кислота
3,3-60
Решение технической задачи позволяет уменьшить количество образующегося в стироле термополимера до 0 мас.% при меньшем расходе ингибитора.
Для ингибирования полимеризации стирола используют состав в количестве 0,05 мас.%.
7
17
Состав ингибитора полимеризации стирола получают сплавлением N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламина, предельной C-C и непредельной карбоновых кислот.
7
17
В качестве предельной карбоновой кислоты C-C можно использовать стеариновую (ГОСТ 6484-96), пальмитиновую, адипиновую (ГОСТ 10558-80) карбоновые кислоты. В качестве непредельной карбоновой кислоты можно использовать олеиновую, элаидиновую, линолевую, линоленовую кислоты.
Для лучшего понимания изобретения приводим примеры конкретного выполнения.
Пример 1 (по прототипу)
Предварительно приготовленный состав ингибитора полимеризации стирола, содержащий N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин и стеариновую кислоту, и органический растворитель стирол, при соотношении компонентов, мас.%:
N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламина
65,4
Стеариновая кислота
32,65
Органический растворитель
1,95
загружают в стирол в количестве 0,05 мас.% от стирола, термостатируют при температуре 120±5°С, через каждые 10 мин времени фиксируют изменение в дилатометре объема реакционной массы, по изменению которого вычисляют содержание термополимера.
t
Содержание термополимера (X) в процентах вычисляют по формуле: X=(ΔV d 100)/V ρ k, см. Малкин А.Я., Вольфсон С.А. Полистирол. Физико-химические основы получения и переработки. М.: Химия, 1975, 288 с.
Где ΔV - изменение объема стирола, мл;
t
3
d- плотность стирола при температуре опыта, г/см;
V - объем стирола в дилатометре, мл;
ρ - плотность стирола при 25°С;
k - коэффициент контракции стирола при 120±5°С.
Эффективность ингибирующего действия состава ингибитора определяют по времени до начала появления термополимера в стироле и по количеству образовавшегося термополимера, см. Швец В.Ф. Нефтехимический синтез. Лабораторный практикум по химии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1992, 240 с.
Содержание термополимера при соотношении компонентов, мас.%:
N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламина
66,7
Стеариновая кислота
33,3
через 3 часа составляет 1,41 мас.%.
Примеры 2-4
In
Состав ингибитора полимеризации стирола, содержащий N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин (ОМ), стеариновую кислоту (СтКта), олеиновую кислоту (ОлКта), при соотношении компонентов, мас.%: N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин 33,3-66,7: стеариновая кислота 20-26,7: олеиновая кислота 20-40, после сплавления указанных компонентов загружают в стирол в количестве C, равном 0,05 мас.% от стирола, термостатируют при температуре 120±5°С, через каждые 10 мин времени фиксируют изменение в дилатометре объема реакционной массы, по изменению которого вычисляют содержание термополимера. Процесс ингибирования термополимеризации ведут до появления в системе 5% полистирола, в противном случае затруднена выгрузка продукта.
Компонент ингибитора
мас.%
ОМ
66,7:13,3:20
50:20:30
33,3:26,7:40
СтКта
ОлКта
Количество термополимера через 3 час, мас.%
0
0,56
1,41
Примеры 5-19 выполнены аналогично примерам 2,3,4, при соотношении компонентов, мас.%: N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин 66,7-33,3: стеариновая кислота 30-6,6: олеиновая кислота 3,3-60. В качестве ингибитора полимеризации стирола используют 0,05 мас.% состава, см. таблицу.
Примеры 20-24 выполнены аналогично примерам 2-4, при соотношении компонентов, мас.%: N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин 66,7-33,3: адипиновая кислота 30-6,6: олеиновая кислота 3,3-60. В качестве ингибитора полимеризации стирола используют 0,05 мас.% состава, см. таблицу.
Примеры 25-29 выполнены аналогично примерам 2-4, при соотношении компонентов, мас.%: N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин 66,7-33,3: пальмитиновая кислота 30-6,6: олеиновая кислота 3,3-60. В качестве ингибитора полимеризации стирола используют 0,05 мас.% состава, см. таблицу.
Примеры 30-32 выполнены аналогично примерам 2-4, при соотношении компонентов, мас.%: N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин 66,7-33,3: стеариновая кислота 30-6,6: элаидиновая кислота 3,3-60. В качестве ингибитора полимеризации стирола используют 0,05 мас.% состава, см. таблицу.
Пример 33 выполнен аналогично примерам 2-4, при соотношении компонентов, мас.%: N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин 66,7-33,3: стеариновая кислота 30-6,6: леноленовая кислота 3,3-60. В качестве ингибитора полимеризации стирола используют 0,05 мас.% состава, см. таблицу.
Примеры 34-36 выполнены аналогично примерам 2-4, при соотношении компонентов, мас.%: N,N-диметил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин 66,7-33,3: стеариновая кислота 30-6,6: ленолевая кислота 3,3-60. В качестве ингибитора полимеризации стирола используют 0,05 мас.% состава, см. таблицу.
Как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый состав для ингибирования позволяет снизить полимеризацию стирола за счет уменьшения количества образующегося термополимера с 1,13 мас.% до 0 мас.% при расходе ингибитора 0,05 мас.%. Максимальный индукционный период до начала появления полистирола составляет 6,5 ч, тогда как по прототипу - 1,1 ч.