Промышленные способы получения индена и кумарона

Для производства кумароновых смол инден и кумарон в чистом состоянии не выделяют. Обычным сырьем для этой цели являются богатые ими фракции, получаемые путем ректификации сырого бензола или легкого и среднего масла. Высококачественные кумароновые смолы вырабатывают из фракции, кипящей в пределах 165—185°. Состав отдельных фракций по температуре их кипения характеризуется следующим образом:

Кроме того, во фракциях присутствует большое количество соединений кислого характера, особенно фенолов, а также гетероциклических оснований, пиридина, хинолина, карбазола и их гомологов. Эти примеси удаляют путем щелочной и кислотной очистки. Фракция, которую перерабатывают в полимеры, по возможности не должна содержать низкокипящие соединения, особенно циклопентадиен, а также высококипящие гомологи. Как те, так и другие способствуют образованию окрашенных в темные до черного цвета полимеры, отличающиеся от полииндена и поликумарона несоизмеримо меньшей растворимостью, и лишают последние практической ценности. Это приводит к необходимости отделять эти примеси как можно более тщательно, что в первую очередь относится к циклопентадиену. Последний, несмотря на низкую температуру кипения, находится и во всех вышекипящих фракциях благодаря тому, что очень легко образует димер, который кипит при более высокой температуре, нежели мономерный циклопентадиен, и в процессе дистилляции деполимеризуется.

Однако очистить целевую фракцию посредством дистилляции упомянутых примесей не удается и поэтому прибегают к специальным методам рафинации. Фракцию прежде всего промывают щелочью, извлекают фенолы и остальные примеси кислотного характера; затем экстракцией разбавленной серной кислотой извлекают органические основания. С кислотной очисткой иногда объединяют сушку фракции и так называемую подготовительную полимеризацию, осуществляемую за счет обработки фракции более концентрированной кислотой (приблизительно 63%). Посредством подготовительной полимеризации циклопентадиен превращают в нерастворимый полимер, который отделяют фильтрованием или декантированием. Подготовительная полимеризация является капризной операцией, требующей точного соблюдения температуры, концентрации применяемой кислоты (60— 65%) и ее дозировки (0,1—0,5% от веса фракции); в противном случае происходит полимеризация индена и кумарона. Поэтому чаще подготовительную полимеризацию выполняют как самостоятельную операцию. Другим способом рафинирования инден-кумароновой фракции является ее хлорирование. Циклопентадиен, стирол, гидринден и соединения серы превращаются при этом в высококипящие хлорпроизводные, тогда как инден и кумарон в описанных условиях с хлором не реагируют. Иногда очищенную с помощью серной кислоты фракцию подвергают повторной перегонке с присадкой соединений, обладающих слабоосновными свойствами, например карбоната натрия, окиси свинца и т.п. При полимеризации фракции, очищенной по одному из приведенных способов, получают очень светлые и высококачественные смолы.

Новейшие способы очистки основаны на обогащении сырого тяжелого бензола или самих инден-кумароновых фракций. Обогащение проводят либо путем экстракции селективными растворителями, например этиленгликолем, пропиленгликолем и высшими гликолями, либо посредством азеотропной перегонки с пропиленгликолем. В результате первой операции содержание индена и кумарона повышается по сравнению с составом исходного сырья на 45—85%; по второму способу тяжелый бензол, например, обогащается с 20 до 60%.

Уже отмечалось, что для производства полимеров ни инден, ни кумарон обычно не изолируют. Однако когда бывает необходимо получать технический по возможности максимально очищенный инден, то в технике используют для этой цели натрийамидный способ. Практически чистый инден можно получать также путем вымораживания его из богатой (минимум 80%) им фракции при температуре –25° и выделением кристаллического мономера.

Copyright © 2007-2013 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить контрольную по химии