[发明专利]用于治理苯乙烯过程中DVB交联和不溶性聚合物形成的添加剂

说明书

一种减少苯乙烯生产过程中结垢的方法，所述方法包括如下步骤：将添加剂引入包含苯乙烯和副产品二乙烯基苯(DVB)的流中，其中，添加剂包括：至少一种化合物，其包含选自胺、醇、氨基醇、不稳定的C‑C、酯、氨基甲酸酯、醛、酮、酸、乙酸酯、苯甲酸酯、不稳定氢及其组合的一个或多个官能团，并且其沸点高于或等于170℃且在二乙烯基苯(DVB)沸点(其为195℃)的±10℃、±20℃、±30℃、±40℃、±50℃或±60℃之内，其中，至少一种化合物对抑制二乙烯基苯(DVB)交联有效。还提供了用于进行该方法的系统。

相关申请的交叉引用

本申请主张2019年3月6日提交的第62/814659号美国临时申请的优先权，出于所有目的，通过引用将其全部并入本文。

关于联邦资助研究或开发的声明

无。

缩微胶片附录的引用

无。

技术领域

本公开涉及苯乙烯单体的生产。更具体地说，本公开涉及减少苯乙烯单体生产中发生的苯乙烯结垢。更具体地说，本公开涉及通过添加剂减少苯乙烯生产期间不溶性聚苯乙烯聚合物的量，所述添加剂包含至少一种化学组分，其沸点接近二乙烯基苯(DVB)并且具有足够化学活性以抑制苯乙烯的DVB交联。

背景技术

苯乙烯是主要聚合物产品(例如，聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丁苯橡胶等)的原料，每年消耗量大，是具有代表性的通用单体产品之一。众所周知，苯乙烯可以通过在过热水蒸气(即蒸汽)存在下，在反应器中的脱氢催化剂床上使乙苯(EB)脱氢来制备。苯乙烯制造厂通常使用包括两个或三个串联连接的隔热反应器以及多个炉子和热交换器的反应系统。

苯乙烯的常规制造(例如通过EB脱氢)产生通常含有约60％苯乙烯的粗苯乙烯流。由于苯乙烯聚合的热自引发可能以高于80℃的显著速率发生，因此，蒸馏纯化遇到了挑战。苯乙烯在145℃沸腾，因此，蒸馏通常在较低的压力和温度下进行，并添加聚合物抑制剂(也称为抗聚合剂或阻聚剂)。为了控制苯乙烯生产期间不期望的单体降解和/或不期望的聚苯乙烯聚合物形成，通常在该过程中添加阻聚剂。用于此目的的典型产品是二硝基苯酚[如DNOC(二硝基邻甲酚)或DNBP(二硝基仲丁基苯酚)]以及真正的抑制剂(如经取代的四甲基哌啶-1-氧基物质)。尽管能有效控制苯乙烯聚合，但这些阻聚剂可能是剧毒的和/或相当昂贵。真正的抑制剂被迅速消耗，在某些区域可能无效。

另一个并发症是由于普遍存在的副产物二乙烯基苯(DVB)。DVB是一种有效的交联剂，其可导致产生不溶性DVB交联的聚苯乙烯聚合物(本文也称为不溶性聚合物和/或DVB交联的聚合物)。即使使用常规蒸馏抑制剂，在苯乙烯蒸馏系统中也经常观察到大量的不溶性聚合物。苯乙烯生产厂中的不溶性聚合物结垢会导致问题，例如流量限制、热交换减少和蒸馏塔性能损失。现代抗聚合抑制剂/阻聚剂的使用能消除不溶性聚合物的形成，即使使用高剂量也不能。DVB的沸点为195℃，在苯乙烯和EB仍为气相的区域可能会以热液体形式浓缩。这些区域可能是不溶性聚合物可能引发的位置。在这些位置可能形成交联的聚合物自由基团块。形成后，这些不溶性聚合物“种子”(seed)会迁移到其他区域，随着时间的推移，其可以沉降在该区域并形成大量不溶性聚合物沉积物。因此，不溶性聚合物的沉积是常规苯乙烯生产的问题。

因此，需要改进的苯乙烯生产和/或纯化方法，由此抑制不溶性聚合物的形成。

概述

本文公开了一种减少苯乙烯生产过程中结垢的方法，所述方法包括：将添加剂引入包含苯乙烯和副产物二乙烯基苯(DVB)的流中，其中，添加剂包括：至少一种化合物，其包含选自胺、醇、氨基醇、不稳定的C-C、酯、氨基甲酸酯、醛、酮、酸、乙酸酯、苯甲酸酯、不稳定氢及其组合中的一个或多个官能团，并且其沸点高于或等于170℃且在二乙烯基苯(DVB)沸点(其为195℃)的±10℃、±20℃、±30℃、±40℃、±50℃或±60℃之内，其中，至少一种化合物对抑制二乙烯基苯(DVB)交联有效。