在苯乙烯制造期間抑制聚苯乙烯形成的方法和組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在高溫加工或蒸餾期間抑制諸如苯乙烯單體的乙烯基芳族單體聚合的方法和組合物。所述組合物包含(A)羥胺和(B)穩(wěn)定的自由基的抑制劑組合外加延遲劑,所述延遲劑為(C)二硝基丁基酚或(D)亞甲基醌。(A)與(B)的比率為約5%(A):95%(B)至約95%(A):約5%(B)。所述組合物以足以防止在所述蒸餾過程期間聚合的量加到所述乙烯基芳族單體中。通常,所述抑制劑組合以占所述乙烯基芳族單體約10-150ppm的量加到所述乙烯基芳族單體中。遲延劑通常以占所述乙烯基芳族單體50-1500ppm的量加入。
【專利說明】在苯乙烯制造期間抑制聚苯乙烯形成的方法和組合物
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在制造方法的純化或蒸餾步驟期間抑制諸如苯乙烯單體的乙烯基芳族單體聚合的方法和組合物。
[0002]發(fā)明背景
制造苯乙烯的常規(guī)工業(yè)方法通常包括分離和純化過程(如蒸餾)以除去不符合需要的雜質(zhì)。遺憾的是,在高溫下進行的純化過程卻使得不符合需要的聚合的速率增加。熱聚合是迅速的。該聚合在苯乙烯單體的生產(chǎn)和加工的多個階段期間都是不合需要的,因為其不僅導(dǎo)致所需的單體最終產(chǎn)物損失,而且由聚合物形成和/或聚合物在加工設(shè)備上團聚造成生產(chǎn)效率損失。
[0003]為了使這些損失減至最小,蒸餾通常在真空下進行。另外,常使用抑制劑和延遲劑。抑制劑包括輕胺和穩(wěn)定的自由基。典型的抑制劑(true retarders)的終止速率為聚合鏈增長速率的10倍以上。這些抑制劑在稱為誘導(dǎo)期的一段時間完全消除了聚合物形成。遲延劑包括二硝基丁基酚和亞甲基醌。遲延劑并不是典型的抑制劑,因為它們的體系沒有誘導(dǎo)期且終止速率與傳播速率之比小于10。作為替代,遲延劑保持聚合處于低的受控速率之下。
[0004]羥胺在110°C _125°C的溫度下適用,而穩(wěn)定的自由基在低于110°C的溫度下適用。然而,各生產(chǎn)廠之間采用不同的溫度純化苯乙烯。此外,溫度范圍在同一生產(chǎn)廠的不同蒸餾塔也不同。因此,在典型的苯乙烯蒸餾過程中,溫度范圍為約75°C_125°C,這就強烈需要在750C _125°C的溫度范圍內(nèi)減少聚合的方法。
[0005]發(fā)明概述
本發(fā)明提供三個例示性實施方案。在第一實施方案中,提供抑制諸如苯乙烯單體的乙烯基芳族單體聚合的方法。所述方法包括臨到蒸餾過程之前將有效聚合抑制量的組合處理物或組合物加到所述單體介質(zhì)中。所述組合處理物包含(A)羥胺和(B)穩(wěn)定的自由基,其中(A)與(B)的比率為約5%(A):95%(B)至約95%(A):約5%(B)?;谝话偃f份必要的乙烯基芳族單體計算,使總共約10-150ppm的(A)和(B)與所述單體接觸。 [0006]在本發(fā)明的第二實施方案中,臨到所述蒸餾過程之前將乙烯基芳族單體防聚合組合物加到所述單體介質(zhì)中。該組合物包括所述(A)羥胺和(B)穩(wěn)定的自由基的組合處理物,外加(C) 二硝基丁基酚遲延劑。基于一百萬份必要的乙烯基芳族單體計算,使總共約10-150ppm的(A)和(B)與所述單體接觸。基于一百萬份所述乙烯基芳族單體計算,使約50-1500ppm的所述二硝基丁基酹遲延劑與所述單體接觸。
[0007]在本發(fā)明的第三實施方案中,臨到所述蒸餾過程之前將乙烯基芳族單體防聚合組合物加到所述單體介質(zhì)中。該組合物包括所述(A)羥胺和(B)穩(wěn)定的自由基的組合處理物,外加(D)亞甲基醌遲延劑?;谝话偃f份必要的乙烯基芳族單體計算,使總共約10-150ppm的(A)和(B)與所述單體接觸?;谝话偃f份所述乙烯基芳族單體計算,使約50-1500ppm的所述亞甲基醌遲延劑與所述單體接觸。
[0008]通過閱讀以下的詳細描述和所附權(quán)利要求書,本發(fā)明及其相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢將變得顯而易見。
[0009]例示性實施方案的詳細說明
在整篇說明書和權(quán)利要求書中使用的近似語言可用于修飾任何定量表述,這些表述可容許在不導(dǎo)致其相關(guān)的基本功能發(fā)生變化的條件下進行改變。因此,由諸如“約”的術(shù)語修飾的值并不局限于所指定的精確值。至少在某些情況下,近似語言可與用于測量該值的儀器的精度相對應(yīng)。除非上下文或語句中指出,否則范圍限度可以進行組合和/或互換,并且這種范圍被確定為且包括本文中所述的所有子范圍。除了在操作實施例中或在其他地方中指明之外,本說明書和權(quán)利要求書中所使用的所有表示成分的量、反應(yīng)條件等的數(shù)字或表述在一切情況下都應(yīng)被理解為受到術(shù)語“約”的修飾。
[0010]“任選的”或“任選地”是指隨后描述的事件或情況可能出現(xiàn)或可能不出現(xiàn),或者隨后確定的物質(zhì)可能不存在或者可能存在,并且該描述包括其中發(fā)生該事件或情況或其中存在該物質(zhì)的事例和其中不發(fā)生該事件或情況或其中不存在該物質(zhì)的事例。
[0011]木文使用的詞語“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其任何其他變體都旨在涵蓋非排它性的包括。例如,包括一列要素的工藝、方法、制品或設(shè)備并不一定只局限于那些要素,而是可以包括其他沒有明確列出的要素或為這種工藝、方法、制品或設(shè)備所固有的要素。
[0012]除非上下文明確規(guī)定,否則單數(shù)形式“一個/種”和“所述”包括復(fù)數(shù)個討論對象。
[0013]本發(fā)明的方法可控制在生產(chǎn)苯乙烯單體中使用的加工設(shè)備上由單體聚合而引起的結(jié)垢。本發(fā)明可單獨或與延遲劑一起作為工藝抑制劑使用,在苯乙烯單體的制備和加工(例如采用熱)期間采用。
[0014]現(xiàn)在將結(jié)合以下實施例描述本發(fā)明,應(yīng)該將這些實施例看作僅是對本發(fā)明作出的舉例說明,而不應(yīng)該將其視為以任何方式限制本發(fā)明。
[0015]根據(jù)本發(fā)明,包含(A)羥胺和(B)穩(wěn)定的自由基的組合處理物聯(lián)合用于抑制諸如苯乙烯的乙烯基芳族單體的聚合。
[0016]羥胺具有官能團-NOH-和通式R1-NOH-Ry R1和R2可相同或不同且為氫、烷基、芳基、烷芳基或羥烷基,且優(yōu)選具有3至約20個碳原子。目前,優(yōu)選的化合物(A)有1,1'-(羥基亞氨基)雙(2-丙醇)或1,1'-(羥基亞氨基)二(丙-2-醇)或雙[1,1-(2-丙醇)]-羥
基亞胺。
[0017]除了所述羥胺之外,所述組合處理物還具有穩(wěn)定的自由基。穩(wěn)定的自由基包括硝?;衔铩T谶@些硝酰基化合物之中,所述組合處理物的優(yōu)選化合物(B)有4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基或四甲基哌啶-N-氧基或1-氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。
[0018]根據(jù)本發(fā)明,合適的延遲劑包括二硝基丁基酚(C)和亞甲基醌(D)。亞甲基醌(QM)化合物具有式:
【權(quán)利要求】
1.抑制乙烯基芳族單體聚合的方法,所述方法包括: 向所述單體中加入包含㈧羥胺和⑶穩(wěn)定的自由基的有效聚合抑制劑組合。
2.權(quán)利要求1的方法,其中㈧與⑶的比率為約5%(A):95%⑶至約95%(A):約5% (B)。
3.權(quán)利要求2的方法,其中所述羥胺(A)為1,I’_(羥基亞氨基)雙(2-丙醇)。
4.權(quán)利要求3的方法,其中所述穩(wěn)定的自由基(B)為4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌唳氧基。
5.權(quán)利要求1的方法,其中所述抑制劑組合以占所述乙烯基芳族單體約10-約150ppm的量加到所述乙烯基芳族單體中。
6.權(quán)利要求5的方法,其中以占所述乙烯基芳族單體約50-約1500ppm的量將遲延劑加到所述乙烯基芳族單體中。
7.權(quán)利要求6的方法,其中所述遲延劑為(C)二硝基丁基酚。
8.權(quán)利要求6的方法,其中所述遲延劑為(D)亞甲基醌。
9.權(quán)利要求1的方法,其中所述乙烯基芳族單體選自苯乙烯、溴苯乙烯、二乙烯基苯和α-甲基苯乙烯。
10.權(quán)利要求1的方法,其中所述乙烯基芳族單體的聚合溫度為約75°C-約125°C。
11.權(quán)利要求6的方法,其中所`述抑制劑組合和遲延劑還包含包括水或非極性有機溶劑的液體載劑。
12.權(quán)利要求6的方法,所述方法還包括加熱所述乙烯基芳族單體的步驟。
13.權(quán)利要求6的方法,所述方法還包括蒸餾所述乙烯基芳族單體以從其中除去雜質(zhì)的步驟。
14.乙烯基芳族單體防聚合組合物,所述組合物包含抑制劑:(A)羥胺和(B)穩(wěn)定的自由基;外加延遲劑。
15.權(quán)利要求14的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中抑制劑(A)與(B)的比率為約5% (A):95%(B)至約 95% (A):約 5% (B)。
16.權(quán)利要求15的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述羥胺(A)為1,I’-(羥基亞氨基)雙(2-丙醇)。
17.權(quán)利要求16的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述穩(wěn)定的自由基(B)為4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基。
18.權(quán)利要求17的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述包含(A)和(B)的抑制劑組合與延遲劑的比率為5-10ppm。
19.權(quán)利要求18的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述抑制劑組合以占所述乙烯基芳族單體約10-約150ppm的量加到所述乙烯基芳族單體中。
20.權(quán)利要求18的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述遲延劑以占所述乙烯基芳族單體約50-約1500ppm的量加到所述乙烯基芳族單體中。
21.權(quán)利要求20的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述遲延劑為(C)二硝基丁基酚。
22.權(quán)利要求20的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述遲延劑為(D)亞甲基醌。
23.權(quán)利要求18的乙烯基芳族單體防聚合組合物,其中所述組合物在包括水或非極性有機溶劑的液體載劑中。`
【文檔編號】C07C7/20GK103781748SQ201280044591
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】J.林克, M.洪 申請人:通用電氣公司