專利名稱：一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚苯乙烯的裂解技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物、其制備方法及其在生產(chǎn)苯乙烯單體和生產(chǎn)二芳基乙烷中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外聚苯乙烯生產(chǎn)苯乙烯單體的方法，常采用熔融裂解法，苯乙烯單體收率只能達到50％左右，也有在此基礎(chǔ)上發(fā)展的惰性氣體裂解法和堿金屬氧化物為代表的催化裂解法，苯乙烯單體收率可提高到70％左右；影響聚苯乙烯裂解制苯乙烯單體收率的因素中有一項關(guān)鍵因素是裂解過程中產(chǎn)生的自由基反應(yīng)能力的高低，現(xiàn)有聚苯乙烯裂解制苯乙烯單體的方法均未考慮裂解過程中自由基反應(yīng)能力高低對苯乙烯單體收率的影響；因而在聚苯乙烯裂解過程中，若以一種物質(zhì)作用于裂解過程中產(chǎn)生的自由基，使自由基的反應(yīng)能力降低，就可以提高苯乙烯單體的收率，自由基能與芳環(huán)發(fā)生共軛而降低反應(yīng)能力，烷基芳環(huán)更易與自由基發(fā)生共軛；本發(fā)明是在聚苯乙烯裂解過程中，讓體系中始終有芳環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)存在，主要是有烷基支鏈的芳烴，做能與自由基發(fā)生共軛的材料，降低自由基反應(yīng)能力，使聚苯乙烯裂解充分，提高苯乙烯單體的收率；另外目前國內(nèi)外生產(chǎn)二芳基乙烷的原料路線之一是用苯乙烯單體與烷基苯，在酸性催化劑作用下，按一定的配料比、時間、溫度等工藝參數(shù)，在一定的反應(yīng)器中進行芳烷基化反應(yīng)，再將產(chǎn)物精制截取特定重質(zhì)餾分而成，而用聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物生產(chǎn)二芳基乙烷的方法未曾見到。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種能用于制取苯乙烯單體和二芳基乙烷的聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物。
本發(fā)明的另一目的是提供聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物的制備方法。
本發(fā)明的又一目的是將本發(fā)明的聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物用于制取苯乙烯單體。
本發(fā)明還有一目的是將本發(fā)明的聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物做為生產(chǎn)二芳基乙烷的原料。
本發(fā)明主要解決了用聚苯乙烯裂解提取苯乙烯單體收率低及由聚苯乙烯廢物造成的污染和浪費問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，是由含聚苯乙烯成份的物料與能和自由基發(fā)生共軛的材料混合，經(jīng)熱分解，生成含有苯乙烯單體的裂解產(chǎn)物。
本發(fā)明的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其所述的含聚苯乙烯的物料占混合物的重量百分比低于90％，優(yōu)選的是低于50％；其所述的含聚苯乙烯成份的物料為含有聚苯乙烯的苯乙烯液體、聚苯乙烯的固體、回收的含聚苯乙烯的廢棄物中的任意一種也可為任意幾種的混合。
本發(fā)明的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其所述的能和自由基發(fā)生共軛的材料為含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，優(yōu)選是帶有烷烴支鏈的芳烴，最佳的為甲苯、乙苯、鄰二甲苯、混合二甲苯中的一種也可為任意幾種的混合物。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物的制備方法，是將含聚苯乙烯成份的物料與能和自由基發(fā)生共軛的材料混合均勻，加入不同形式裂解反應(yīng)器，分解溫度在200-800℃，經(jīng)裂解反應(yīng)生成含有苯乙烯單體的裂解產(chǎn)物，冷凝收集裂解產(chǎn)物；其優(yōu)選的分解溫度為400-500℃。
另外在聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物的制備工藝過程中，還可在混合步驟中在混合器中加入催化劑，催化劑一般為堿金屬氧化物或堿金屬氧化物為主要成份的物質(zhì)，其加入量一般為原料聚苯乙烯重量的0-1％；也可在制備工藝中將催化劑在分解爐中做成催化層。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，經(jīng)除雜、脫色、減壓或常壓精餾，截取苯乙烯單體餾分段，可用于制得苯乙烯單體，其收率可高達97.5％。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其中用聚苯乙烯與乙苯、鄰二甲苯、混合二甲苯中的任意一種裂解反應(yīng)生成的裂解產(chǎn)物，即用聚苯乙烯與C8的烷基苯裂解反應(yīng)生成的裂解產(chǎn)物可用做生產(chǎn)二芳基乙烷的原料。
本發(fā)明的裂解產(chǎn)物用做或直接用做生產(chǎn)二芳基乙烷的原料時，聚苯乙烯與一種烷基苯的配比數(shù)，與用苯乙烯單體合成二芳基乙烷工藝所要求苯乙烯單體與這種烷基苯的配比數(shù)值相同，得到的裂解產(chǎn)物可直接用做生成二芳基乙烷的原料，不同的工藝要求的配比數(shù)值不同，一般范圍為1∶16-1∶3；配比數(shù)值不同時，將裂解產(chǎn)物當成部分原料，補加缺少的組分后再用做生產(chǎn)二芳基乙烷的原料。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有特殊的實質(zhì)性特點和顯著的效果1、由于本發(fā)明在裂解反應(yīng)過程中始終有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)存在，因而提高的本乙烯單體的收率，可高達97.5％；2、由于本發(fā)明的原料是含有聚苯乙烯成份的物料，一些含聚苯乙烯的廢料都可得到很好的利用，從而減少了浪費和污染；3、生產(chǎn)工藝簡單，對原料的要求低。
具體實施方式
為了更好地理解與實施，下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明。
實施例1，稱取750g粘稠狀聚苯乙烯，溶解于4250g鄰二甲苯，用1小時連續(xù)加入不銹鋼制成的槽式分解爐，爐底燃煤，爐內(nèi)盛金屬鉛以利傳熱均勻，控制鉛層溫度為450℃，共冷凝收集4975g餾出液，取樣分析內(nèi)含苯乙烯單體14.7％，苯乙烯單體收率為97.5％。
實施例2，稱取250g粘稠狀聚苯乙烯和250g回收的含聚苯乙烯的廢棄物，溶解于250g乙苯與250g混合二甲苯的混合液，用1小時連續(xù)加入不銹鋼制成的槽式分解爐，爐底燃煤，爐內(nèi)盛金屬鉛以利傳熱均勻，控制鉛層溫度為500℃，共冷凝收集995g餾出液，取樣分析內(nèi)含苯乙烯單體47.7％，苯乙烯單體收率為95％。
實施例3，稱取500g聚苯乙烯料粒、500g粘稠狀聚苯乙烯和1000g廢聚苯乙烯泡沫，溶解于75g甲苯、74g乙苯與73g鄰二甲苯的混合液，再加入10g粉末氧化鋇，用1小時連續(xù)加入不銹鋼制成的槽式分解爐，爐底燃煤，爐內(nèi)盛金屬鉛以利傳熱均勻，控制鉛層溫度為800℃，共冷凝收集2197g餾出液，取樣分析內(nèi)含苯乙烯單體82.2％，苯乙烯單體收率為90％。
實施例4，稱取500g廢聚苯乙烯泡沫，溶解于5000g乙苯，用1小時連續(xù)加入不銹鋼制成的槽式分解爐，爐底燃煤，爐內(nèi)盛金屬鉛以利傳熱均勻，控制鉛層溫度為200℃，共冷凝收集5480g餾出液，取樣分析內(nèi)含苯乙烯單體8.9％，苯乙烯單體收率為97.5％。
實施例5，稱取60g乙苯置于200ml帶支管玻璃燒瓶中，再稱取40g再生聚苯乙烯料粒溶解于乙苯中，將燒瓶置于電爐上加熱，控制料底層溫度為420℃，冷凝收集分解物質(zhì)，稱重為99g；500ml三口瓶內(nèi)裝30g 98％濃硫酸和140g乙苯，在攪拌和保持30℃溫度下，用1小時滴完99g收集料，靜止分層，取出油層，加堿中和，水洗再靜止分層，取出油層；另置燒瓶，常壓回收乙苯，減壓收集二芳基乙烷，得二芳基乙烷64g，以聚苯乙烯計算的轉(zhuǎn)化率為79.2％。
同樣以200g乙苯配40g市售苯乙烯單體，重復(fù)上述實驗，得二芳基乙烷65.5g，以苯乙烯單體計算的轉(zhuǎn)化率為81.1％。
實施例6，稱取2Kg廢棄的聚苯乙烯泡沫，溶解于8Kg混合二甲苯，再加入20g粉末氧化鋇，用1小時連續(xù)加入實施例1的分解爐，控制鉛層溫度480℃，共冷凝收集9.6Kg餾出液；稱取250g此餾出液，用1.5小時加入攪拌著的內(nèi)盛50g 98％濃硫酸的500ml燒瓶，控制反應(yīng)溫度小于10℃，最后按實施例2的后處理程序，得二芳基乙烷78g，以聚苯乙烯泡沫計算的轉(zhuǎn)化率為74.1％。
同樣以50g市售苯乙烯單體配200g混合二甲苯，重復(fù)上述實驗，得二芳基乙烷81.5g，以苯乙烯單體計算的轉(zhuǎn)化率為80.7％。
權(quán)利要求
1.一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征是由含聚苯乙烯成份的物料與能和自由基發(fā)生共軛的材料混合，經(jīng)熱分解，生成含有苯乙烯單體的裂解產(chǎn)物。
2.按權(quán)利要求1所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征在于所述的含聚苯乙烯的物料占混合物的重量百分比低于90％。
3.按權(quán)利要求2所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征在于所述的含聚苯乙烯的物料占混合物的重量百分比低于50％。
4.按權(quán)利要求1所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征在于所述的含聚苯乙烯成份的物料為含有聚苯乙烯的苯乙烯液體、聚苯乙烯的固體、回收的含聚苯乙烯的廢棄物中的任意一種也可為任意幾種的混合。
5.按權(quán)利要求1所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征在于所述的能和自由基發(fā)生共軛的材料為含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
6.按權(quán)利要求5所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征在于所述的含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)是帶有烷烴支鏈的芳烴，可為一種也可為任意幾種的混合物。
7.按權(quán)利要求6所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征在于所述的帶有烷烴支鏈的芳烴為甲苯、乙苯、鄰二甲苯、混合二甲苯中的任意一種也可為任意幾種的混合。
8.按權(quán)利要求6所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，其特征在于所述的帶有烷烴支鏈的芳烴為乙苯、鄰二甲苯、混合二甲苯中的任意一種。
9.權(quán)利要求1的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物的制備方法，將含聚苯乙烯成份的物料與能和自由基發(fā)生共軛的材料混合均勻，加入不同形式裂解反應(yīng)器，分解溫度為200-800℃，經(jīng)裂解反應(yīng)生成含有苯乙烯單體的裂解產(chǎn)物，冷凝收集裂解產(chǎn)物。
10.按權(quán)利要求9所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物的制備方法，其特征在于所述的分解溫度為400-500℃。
11.按權(quán)利要求9所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物的制備方法，其特征在于所述的混合步驟中在混合器中加入催化劑。
12.權(quán)利要求1-8中任何一項所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，經(jīng)除雜、脫色、減壓或常壓精餾，截取苯乙烯單體餾分段，可用于制得苯乙烯單體。
13.權(quán)利要求8所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物，可用做生產(chǎn)二芳基乙烷的原料。
14.按權(quán)利要求13所述的一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物用做生產(chǎn)二芳基乙烷，聚苯乙烯與一種烷基苯的配比數(shù)，與以苯乙烯單體合成二芳基乙烷工藝所要求苯乙烯單體與這種烷基苯的配比數(shù)值相同，范圍為1∶16-1∶3，得到的裂解產(chǎn)物可直接用做生成二芳基乙烷的原料，配比數(shù)值不同時，將裂解產(chǎn)物當成部分原料，補加缺少的組分后再用做生產(chǎn)二芳基乙烷的原料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚苯乙烯的裂解產(chǎn)物其制備方法及其在生產(chǎn)苯乙烯單體和生產(chǎn)二芳基乙烷中的應(yīng)用,它是由含聚苯乙烯成份的物料與能和自由基發(fā)生共軛的材料混合,經(jīng)熱分解,生成含有苯乙烯單體的裂解產(chǎn)物,這種裂解產(chǎn)物可用于制得苯乙烯單體和用于生產(chǎn)二芳基乙烷,本發(fā)明生產(chǎn)的苯乙烯單體的收率可高達97.5%,減少了由聚苯乙烯造成的浪費和污染,且其生產(chǎn)工藝簡單,對原料的要求低。
文檔編號C07C15/46GK1386729SQ02110369
公開日2002年12月25日 申請日期2002年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月27日
發(fā)明者張震 申請人:張震