Спосіб одержання 2,2-метилен-біс-(4-метил-6-трет-бутилфенолу)

Заявляемое изобретение относится к химической технологии, а конкретно - к способу получения 2,2метилен-бис-(4-метил-6-трет-бутилфенола) - высокоэффективного антиоксиданта, используемого для стабилизации резин, синтетических каучуков, пластмасс, полимерных веществ, пищевых продуктов, смазочных материалов. Наиболее близким к заявляемому является способ получения 2,2'-метилен-бис-(4-метил-6-третбутилфенола), реализированный в промышленности, включающий следующие стадии: - приготовление катализатора сульфированием пара-крезола серной кислотой; - переалкилирование эквимолярной смеси ионола и пapa-крезола в присутствии п-крезолсульфокислоты при t=110-135°С; - нейтрализация и промывка реакционной массы содо-солевым раствором; - ректификация алкилата с выделением целевой фракции моноалкилпаракрезола с последующей кристаллизацией моноалкилпаракрезола из растворителя; - конденсация моноалкилпаракрезола с формальдегидом, катализатор - серная кислота: - промывка полученного 2,2'-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенола) водой до нейтральной реакции с последующей сушкой и измельчением. Однако применение указанного катализатора значительно усложняет процесс, так как требует более высокой температуры (120-140°С) и добавляется дополнительная стадия приготовления катализатора сульфированием пара-крезола серной кислотой. Высокая температура способствует образованию веществ, загрязняющих целевой продукт. Кроме того, в этих условиях протекает нежелательный процесс деалкилирования ионола с выделением изобутилена в виде газа, который необходимо утилизировать, что снижает степень использования сырья. Задача изобретения - повышение качества антиоксиданта, упрощение процесса и повышение степени использования сырья. Поставленная задача решена предлагаемым способом получения 2,2'-метилен-бис-(4-метил-6-третбутилфенола), включающим переалкилирование смеси ионола и пара-крезола в присутствии кислого катализатора при нагревании, нейтрализацию алкилата, выделение моноалкилпара-крезола ректификацией и кристаллизацией и конденсацию его с формальдегидом с последующей промывкой полученного продукта, в котором ионол и пара-крезол смешивают в мольном соотношении 1:1,3-3 и процесс переалкилирования ведут при t=55-85°C. В качестве катализатора может быть использована серная кислота в количестве 0,5-1%мас. на реакционную массу. При проведении процесса переалкилирования непрерывным способом в качестве катализатора используют сульфокатионит КУ-2, предварительно активированного пара-крезолом. В качестве исходной смеси переалкилирования может быть использована смесь первичного кубового остатка и паракрезольной фракции, полученных в процессе ректификации, взятых в соотношении, обеспечивающим соотношение содержащихся в них ионола и пара-крезола, равное 1:1,3-3. Для обеспечения наибольшей полноты протекания процесса конденсации моноалкилпаракрезола с формальдегидом его проводят в среде водно-углеводородной эмульсии и используют водный раствор формальдегида в концентрации 15-20%. Применение для нейтрализации алкилата аммиачной воды позволяет сократить » в 5 раз объем промывных вод и полезно использовать отход производств, каким является аммиачная вода. Пример 1. 1000кг 2,6-ди-третбутил-4-метилфенола (ионола) и 835кг паракрезола (мольное соотношение 1:1,7) загружают в реактор, нагревают при перемешивании до температуры 70°С и подают 11,01кг серной кислоты (из расчета 0,6%маc. на реакционную смесь). При постоянном перемешивании и температуре 70°С выдерживают содержимое реактора на протяжении 4-х часов. По завершении реакции переалкилирования проводят нейтрализацию кислых продуктов, для чего прибавляют 1,08м3 предварительно приготовленного водо-солевого раствора. Нейтрализацию проводят при температуре 55°С и перемешивании в течение 1,2 часа. После отстоя отделяют водный слой, а полученный алкилат, состав которого представлен в таблице 1, подвергают ректификации. Ректификацию проводят на трех колоннах непрерывным способам под вакуумом: остаточное давление 0,980,99кг/см2. В результате ректификации получают паракрезольную фракцию, кубовый остаток и широкую фракцию моноалкилпаракрезола, из которой охлаждением до 0°С и последующей фильтрацией на барабанном вакуумфильтре выделяют моноалкилпаракрезол. Для проведения процесса конденсации моноалкилпаракрезола с формальдегидом готовят водноуглеводородную эмульсию, для чего в реактор вносят воду, бензин, сульфанол, серную кислоту (катализатор) и моноалкилпаракреэол при следующем соотношении компонентов в % мае: вода - 56, бензин - 5, сульфанол - 0,6, серная кислота - 0,4, моноалкилпаракрезол - 38. Полученную смесь перемешивают при температуре 55-60°С до получения эмульсии. Температуру повышают до 76-80°С и дозируют заранее приготовленный 20% водный раствор формальдегида. По завершении реакции продукт промывают, отфильтровывают и сушат под вакуумом при температуре 85-90°С на протяжении 12 часов. Данные о результатах переработки исходной смеси ионол-паракрезол в целевой продукт представлены в таблице 2, а качественные характеристики полученного 2,2-метилен-бис-(4-метил-6-третбутилфенола) - в табл. 3. Пример 2. Процесс ведут как описано в примере 1, однако температура процесса переалкилирования составляет 55°С и нейтрализацию кислых продуктов реакции проводят 5% раствором аммиачной воды в количестве 200л. Пример 3. Процесс ведут как описано в примере 1, однако мольное соотношение ионола и п-крезола 1:1,3, для чего в реактор загружают 1100кг 2,6-ди-третбутил-4-ме-тилфенола, 702кг п-крезола и 10,8кг серной кислоты. Пример 4. Процесс ведут как описано в примере 1, однако мольное соотношение ионола и паракрезола 1:3, для чего в реактор загружают 729кг 2,6-ди-третбутил-4-метил-фенола, 1073кг п-крезола и 10,8кг серной кислоты; нейтрализацию кислых продуктов реакции алкилирования проводят 5% раствором аммиачной воды в количестве 0,2м. Пример 5. Процесс переалкилирования ведут в проточном реакторе непрерывным способом на гетерогенном кислом катализаторе-сульфокатионите КУ-23. В реактор загружают сульфокатионит КУ-23 и для его обезвоживания и активации через слой катализатора с объемной скоростью 0,8час-1 и температуре 105°С прокачивают п-крезол. В плавильник загружают 3958кг ионола и 5052кг п-крезола (мольное соотношение 1:2,6), смесь нагревают до 85°С и прокачивают через слой подготовленного катализатора в проточном реакторе. Полученный алкилат не нуждается в нейтрализации кислых продуктов реакции, т.к. его pH составляет 5,8-6,0. Пример 6. 990кг кубового остатка, содержащего в 64,4% ионола и 812кг пара-крезольной фракции, содержащей 58,1 % паракрезола, полученные в результате ректификации алкилата загружают в реактор для проведения процесса переалкилирования. Мольное соотношение ионола и паракрезола в исходной смеси 1:1,5. Далее процесс ведут, как описано в примере 1. Сравнение состава алкилата, полученного предлагаемым способом (примеры 1-6) и полученного по способупрототипу показывает, что предлагаемым способом достигается более высокая степень превращения ионола в моноалкилпаракрезол и значительно подавляются процессы образования полимербензина и других примесей, что приводит в конечном итоге к увеличению выхода готового продукта (36,7-40,9% против 31,6% в известном способе) и улучшению его качества (см. таблицу 3). Приведенные в таблице 3 качественные характеристики антиоксидантов показывают, что степень чистоты, оцениваемая по количеству примесей и температуре плавления у продукта, получаемого предлагаемым способом, выше чем у продукта, получаемого по способу-прототипу, и соответствует современным требованиям. Таким образом, решена задача создания способа получения антиоксиданта, обеспечивающего повышение степени использования сырья и улучшение качества целевого продукта при упрощении процесса. Кроме того, показана возможность получения предлагаемым способом высококачественного антиоксиданта из побочных продуктов - паракрезольной фракции и кубового остатка, предложены пути значительного сокращения сточных вод и осуществления процесса непрерывным способом.