199517. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1-butén kationos polimerizálására

HU 199517 B

alatt folyadék, és ennélfogva hígítószer nem szükséges. A betáplált nyersanyag alkalmasan 10 és 100 tömeg% közötti mennyiségű izobutént tartalmazhat. Előnyös olyan nyersanyagot használni, amely legalább 15 tömeg% izobutént tartalmaz, és legelőnyösebb legalább 40 tömeg% izobutén. A felhasznált szénhidrogén nyersanyag izobuténen kívül 10 és 20 tömeg% közötti mennyiségű butánokat és/vagy 20 és 40 tömeg% közötti mennyiségű normál buténeket tartalmazhat, anélkül hogy zavaró hatású lenne a poliizobutén termékre.

A katalizátor bór-trifluorid és valamilyen alkohol előre elkészített komplexe.. Az alkohol alkalmasan 1—8 szénatomot, előnyösen 1—4 szénatomot tartalmaz. Ilyen alkoholokra speciális példa metanol, etanol, a propánotok és a butanolok. Ezek közül a bór-trifluorid és etanol között képzett komplex a legelőnyösebb.

A komplexekben a bór-trif luorid mólaránya az alkoholhoz alkalmasan 0,5:1-től 5:1-ig, előnyösen 0,5:1-től 2:1-ig terjed, és legelőnyösebben 0,5:1-től 1:1-ig.

A jelen találmányban használt alkoholokkal képzett katalizátorkomplexeket előnyösen szokásos módszerekkel készítjük el. Bór-trifluorid és etanol komplexének előállítása céljából például a bór-trifluoridot ekvimoláris mennyiségű ipari etanolban oldjuk. Az így keletkező komplexet utána a reakciókörülmények között inert valamilyen oldószerrel, például diklór-metánnal oldjuk. A komplex ily módon elkészített oldatát használjuk katalizátorként a polimerizációs reakcióhoz.

A polimerizációs reakciót a folyadékfázisban hajtjuk végre. Az előre elkészített katalizátor-komplexet alkalmasan a reakciókörülmények között inert valamilyen oldószerrel készített oldataként tápláljuk be a reaktorba. A katalizátor-komplexhez oldószer használata csak azért szükséges, hogy a katalizátor koncentrációjának hatékonyabb szabályozását biztosítsuk. Használható azonban önmagában a bór-trifluorid tiszta komplexe is. Alkalmas oldószerekre példák primer és szekunder alkilhalogenidek és alifás, aliciklusos és cikloalifás szénhidrogének. Diklór-metán tipikus példa az ilyen oldószerre.

A jelen találmány meglepő jellemzőinek egyike, hogy bór-trifluorid katalizátor komponenseként való alkalmazásának ellenére 1 perc feletti kontaktidők használhatók a termékben lévő kettős kötések lényeges izomerizációjának veszélye nélkül. Bór-trifluorid előre elkészített komplexének használatakor, 8—70 perc, előnyösen 12—20 perc tartományon belüli kontaktidők lehetségesek a polimerben lévő terminális telitetlenség káros befolyásolása nélkül. Ez igen lényeges jellemző, mivel lehetővé teszi a reakcióparaméterek és az alkalmazott reagensek koncentrációjának hatékonyabb szabályozását.

3

A polimerizációs reakciót alkalmasan — I0°C és +50°C közötti hőmérsékleten hajtjuk végre. A reakció 0,4-től 4 abszolút bar-ig terjedő nyomástartományban hajtható végre. A jelen találmány szerinti eljárás különösen alkalmas olyan poliizobutének előállítására, amelyek molekulatömege 500 és 5000 közötti, még előnyösebben olyanok előállítására, amelyek molekulatömege 750 és 2500 közötti. Az így előállított polimerekben levő jelentékenyen nagyarányú terminális telítetlenség különösen alkalmassá teszi ezeket maleinsavanhidriddel képzett adduktumok előállítására, amelyeket azután megfelelő aminokkal végzett reakcióval kenőolaj-adalékokként való felhasználásra szolgáló imidekké alakítanak át.

A jelen találmány szerinti eljárás egy tömegben („batchwise") vagy folyamatos műveletben is végrehajtható.

A jelen találmányt a következő példákkal részletesebben szemléltetjük.

4

1. példa:

Betáplált alapanyag összetétele:

komponens

tömeg%

Izobután

3,0

n-Bután

11,0

1-Butén

27,9

Izobutén

38,0

cisz-2-Butén

1 1,6

transz-2-Butén

8,5

Iniciátor:

1:1 mólarányú bór-trifluorid : etanol komplexet készítünk bór-trifluoridnak 0,1 tömeg% vizet tartalmazó etanolban való oldásával. Ezt az iniciátort használjuk azután diklór-metánnal hígítva.

Polimerizációs körülmények:

Folyamatos alapanyag betáplálási sebesség: 1,1 kg/óra;

Folyamatos iniciátor adagolási sebesség: 0,019 gmól/kg alapanyag; Reakciónyomás: 650 mmHg (86,45 kPa);

Reakciózónában tartózkodási idő: 16 perc; Reakcióhőmérséklet: —5°C;

Reakciómérleg: bór-trifluorid sztöchiometrikus ekvivalense feletti menynyiségü acetonitril;

Monomer konverzió % izobutén: 87.

Az előbb bemutatott összetételű alapanyag raffinátumot alkalmazó folyamatos eljárásban a katalizátor komplex oldatot a fent megadott körülmények között adagoljuk a reaktorba. A 16 perc kontaktidő után a polimerizációs reakciót feleslegben használt 1 téri./ /térf.%-os heptános acetonitril oldattal állítjuk le, amelyet folyamatosan adagolunk a terméket gyűjtő edényekbe. A monomer konverziót on-line gázkromatográfiával határozzuk meg.

A katalizátor komplexet a polimer/heptán elegyből vizes ammónium-hidroxid oldattal végzett mosással, majd ezt követő két vizes mosással távolítjuk el. Az elválasz3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65