способ очистки алкилалюминийхлоридов от мелкодисперсных твердых примесей

Формула изобретения

1. Способ очистки алкилалюминийхлоридов от мелкодисперсных твердых примесей фильтрованием с введением вспомогательного вещества, отличающийся тем, что вспомогательное вещество вводят на стадии синтеза алкилалюминийхлоридов вместе с исходными реагентами, а в качестве вспомогательного вещества используют хлорид щелочного металла в количестве 0,001 - 0,05 мас.% от массы получаемых алкилалюминийхлоридов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве хлорида щелочного металла используют хлорид натрия и/или калия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к улучшенному способу очистки алюминийорганических соединений (AOC) общей формулы R_nAlCl_3-n (где R=C₂Н₅, i-C₄H₉; n=1, 1.5, 2) от мелкодисперсных твердых примесей. АОС находят применение в качестве компонентов катализаторов для синтеза различных высокомолекулярных соединений.

При промышленном производстве алкилалюминийхлоридов, получаемых, например, взаимодействием хлористого алюминия с соответствующим AOC или непосредственно из алюминия и хлористого алкила по следующим уравнениям реакций:

2R₃Al + AlCl₃ ----> 3R₂AlCl,

3RCl + 2Аl ----> R₃Al₂Cl₃,

целевой продукт неизбежно содержит примесь твердой фазы - непрореагировавший алюминий (в том случае, когда в качестве исходного продукта применяется AOC - сырец, полученный методом прямого синтеза из алюминия) и/или неорганические соединения алюминия (гидроксида, оксихлорида), источником которых является хлористый алюминий.

Растворы алкилалюминийхлоридов в углеводородах необходимо очищать от твердых примесей с размером частиц менее 1,0 мкм. Содержание твердых примесей в исходной суспензии обычно не превышает 0,8 мас.%, а содержание твердых частиц в фильтрате должно быть не более 0,1 мас.%. Высокая дисперсность твердых примесей, содержащихся в технических растворах алюминий алкилов, обуславливает необходимость применения мелкодисперсных фильтров, обладающих, как известно, большим сопротивлением и трудно регенерируемых /1. Н.Н. Корнеев. Химия и технология алюминийорганических соединений, М., Изд. "Химия", 1979, с. 189-192/.

Известен способ очистки AOC от мелкодисперсных примесей с введением вспомогательного вещества /М.С. Рейбах, Л.А. Федотов и др. Очистка триизобутилалюминия фильтрованием с применением вспомогательных веществ, "Химическая промышленность", 1969 г., N 5, с. 377-379/, по которому в качестве вспомогательного вещества используют кизельгур и перлит, нанесенные на фильтровальную перегородку. Недостатком известного способа является относительная сложность осуществления фильтрования.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки AOC от мелкодисперсных твердых примесей фильтрованием /А.с. СССР N 819108, МКИ⁶ C 07 F 5/06, заявл. 23.03.79. N 2740529/23-04, опубл. 07.04.81. Бюл. N 13/, по которому к предварительно полученному AOC перед фильтрацией добавляют перлит фракции 0,3-10 мкм, взятый в количестве 0,1-0,3 мас. частей на 1 мас. часть твердых примесей, и перемешивают. Введение перлита позволяет достаточно быстро провести процесс коагуляции и седиментации тонкой взвеси твердых примесей в AOC.

Существенным недостатком известного способа является то, что для его осуществления требуются сравнительно большие количества перлита, соизмеримые с массой твердых примесей, что усложняет дальнейший процесс нейтрализации и утилизации пожароопасных (пирофорных) отходов вследствие увеличения массы твердой фазы и наличия дополнительного компонента в отходе - перлита.

Сущность изобретения заключается в способе очистки алюминийорганических соединений от мелкодисперсных твердых примесей фильтрованием с введением вспомогательного вещества на стадии синтеза алюминийорганических соединений вместе с исходными реагентами, при этом в качестве вспомогательного вещества используют хлорид щелочного металла в количестве 0,001-0,05 мас.% от массы получаемых алкилалюминийхлоридов, а в качестве хлорида щелочного металла может быть использован хлорид натрия и/или калия, что позволяет интенсифицировать и упростить процесс очистки AOC от мелкодисперсных твердых примесей путем фильтрации при снижении массы образующихся твердых отходов, а за счет этого упростить дальнейшую утилизацию отходов производства AOC. Кроме того, отходы, образующиеся при производстве алкилалюминийхлоридов, содержат водорастворимый хлорид щелочного металла, следовательно, при водной нейтрализации пожароопасного отхода, представляющего собой суспензию твердых частиц в углеводородном растворе алкилалюминийхлорида, можно уже получить водный раствор солей, варьируя pH или гидроксид алюминия.

При сопоставлении существенных признаков изобретения:

- вспомогательное вещество вводят на стадии синтеза алюминийорганических соединений вместе с исходными реагентами,

- в качестве вспомогательного вещества используют хлорид щелочного металла в количестве 0,001-0,05 мас.% от массы получаемых алкилалюминийхлоридов,

- в качестве хлорида щелочного металла используют хлорид натрия и/или калия,

с таковыми прототипа выявлено, что они являются новыми и не описаны в прототипе. Следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Использование новых отличительных признаков позволяет очищать AOC от мелкодисперсных примесей с наименьшими затратами и сократить количество образующихся отходов, что невозможно осуществить ни одним аналогичным способом и что указывает на "изобретательский уровень" предложенного способа.

Заявленное изобретение может быть реализовано на существующих установках производства синтетического каучука, где в процессе полимеризации используют алюминийорганический катализатор, что подтверждает соответствие критерию "промышленная применимость".

Представленные примеры иллюстрируют данное изобретение.

Пример 1.

На стадии синтеза 42 кг (изо-C₄H₉)₂AlCl (диизобутилалюминийхлорид-сырец) вместе с исходными реагентами подают хлорид натрия в количестве 8,82 г, что составляет 0,021 мас.% от количества диизобутилалюминийхлорида. В процессе синтеза реакционная смесь перемешивается при температуре 60^oC в течение 5 часов. Содержание мелкодисперсных твердых примесей 0,9 мас.%. Затем продукт отстаивается в течение 3 часов, после чего содержимое емкости подается на металлокерамический фильтр с избыточным давлением азота 0,05 МПа. Процесс фильтрации длится 4 часа при температуре 30^oC. Производительность фильтра 17 кг/м²час. Твердые примеси отсутствуют. Условия проведения очистки AOC приведены в таблице.

Пример 2.

На стадии синтеза 43 кг (C₂H₅)₂AlCl (диэтилалюминийхлорид-сырец) вместе с исходными реагентами подают хлорид натрия в количестве 0,43 г, что составляет 0,001 мас. % от количества диэтилалюминийхлорида. В процессе синтеза реакционная смесь перемешивается при температуре 50^oC в течение 5 часов. Содержание мелкодисперсных твердых примесей 0,8 мас.%. Затем продукт отстаивается в течение 3 часов, после чего содержимое емкости подается на металлокерамический патронный фильтр с избыточным давлением азота 0,05 МПа. Процесс фильтрации происходит в течение 14 часов при температуре 30^oC. Производительность фильтра 16,7 кг/м²час. Твердые примеси в фильтрате отсутствуют. Условия синтеза приведены в таблице.

Примеры 3-5.

Очистку AOC от мелкодисперсных примесей осуществляют согласно примеру 1. Условия проведения очистки AOC приведены в таблице.

Как следует из данных по примерам 1-5, предложенный способ позволяет интенсифицировать процесс очистки AOC от мелкодисперсных твердых примесей.