专利名称：一种聚苯乙烯的裂解产物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚苯乙烯的裂解技术领域，具体地讲是一种聚苯乙烯的裂解产物、其制备方法及其在生产苯乙烯单体和生产二芳基乙烷中的应用。
背景技术：
目前，国内外聚苯乙烯生产苯乙烯单体的方法，常采用熔融裂解法，苯乙烯单体收率只能达到50％左右，也有在此基础上发展的惰性气体裂解法和碱金属氧化物为代表的催化裂解法，苯乙烯单体收率可提高到70％左右；影响聚苯乙烯裂解制苯乙烯单体收率的因素中有一项关键因素是裂解过程中产生的自由基反应能力的高低，现有聚苯乙烯裂解制苯乙烯单体的方法均未考虑裂解过程中自由基反应能力高低对苯乙烯单体收率的影响；因而在聚苯乙烯裂解过程中，若以一种物质作用于裂解过程中产生的自由基，使自由基的反应能力降低，就可以提高苯乙烯单体的收率，自由基能与芳环发生共轭而降低反应能力，烷基芳环更易与自由基发生共轭；本发明是在聚苯乙烯裂解过程中，让体系中始终有芳环结构物质存在，主要是有烷基支链的芳烃，做能与自由基发生共轭的材料，降低自由基反应能力，使聚苯乙烯裂解充分，提高苯乙烯单体的收率；另外目前国内外生产二芳基乙烷的原料路线之一是用苯乙烯单体与烷基苯，在酸性催化剂作用下，按一定的配料比、时间、温度等工艺参数，在一定的反应器中进行芳烷基化反应，再将产物精制截取特定重质馏分而成，而用聚苯乙烯的裂解产物生产二芳基乙烷的方法未曾见到。
发明内容本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足，而提供一种能用于制取苯乙烯单体和二芳基乙烷的聚苯乙烯的裂解产物。
本发明的另一目的是提供聚苯乙烯的裂解产物的制备方法。
本发明的又一目的是将本发明的聚苯乙烯的裂解产物用于制取苯乙烯单体。
本发明还有一目的是将本发明的聚苯乙烯的裂解产物做为生产二芳基乙烷的原料。
本发明主要解决了用聚苯乙烯裂解提取苯乙烯单体收率低及由聚苯乙烯废物造成的污染和浪费问题。
为了实现上述目的，本发明是这样实现的一种聚苯乙烯的裂解产物，是由含聚苯乙烯成份的物料与能和自由基发生共轭的材料混合，经热分解，生成含有苯乙烯单体的裂解产物。
本发明的一种聚苯乙烯的裂解产物，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％，优选的是低于50％；其所述的含聚苯乙烯成份的物料为含有聚苯乙烯的苯乙烯液体、聚苯乙烯的固体、回收的含聚苯乙烯的废弃物中的任意一种也可为任意几种的混合。
本发明的一种聚苯乙烯的裂解产物，其所述的能和自由基发生共轭的材料为含有芳环结构的物质，优选是带有烷烃支链的芳烃，最佳的为甲苯、乙苯、邻二甲苯、混合二甲苯中的一种也可为任意几种的混合物。
为了实现上述目的，本发明的一种聚苯乙烯的裂解产物的制备方法，是将含聚苯乙烯成份的物料与能和自由基发生共轭的材料混合均匀，加入不同形式裂解反应器，分解温度在200-800℃，经裂解反应生成含有苯乙烯单体的裂解产物，冷凝收集裂解产物；其优选的分解温度为400-500℃。
另外在聚苯乙烯的裂解产物的制备工艺过程中，还可在混合步骤中在混合器中加入催化剂，催化剂一般为碱金属氧化物或碱金属氧化物为主要成份的物质，其加入量一般为原料聚苯乙烯重量的0-1％；也可在制备工艺中将催化剂在分解炉中做成催化层。
为了实现上述目的，本发明的一种聚苯乙烯的裂解产物，经除杂、脱色、减压或常压精馏，截取苯乙烯单体馏分段，可用于制得苯乙烯单体，其收率可高达97.5％。
为了实现上述目的，本发明的一种聚苯乙烯的裂解产物，其中用聚苯乙烯与乙苯、邻二甲苯、混合二甲苯中的任意一种裂解反应生成的裂解产物，即用聚苯乙烯与C8的烷基苯裂解反应生成的裂解产物可用做生产二芳基乙烷的原料。
本发明的裂解产物用做或直接用做生产二芳基乙烷的原料时，聚苯乙烯与一种烷基苯的配比数，与用苯乙烯单体合成二芳基乙烷工艺所要求苯乙烯单体与这种烷基苯的配比数值相同，得到的裂解产物可直接用做生成二芳基乙烷的原料，不同的工艺要求的配比数值不同，一般范围为1∶16-1∶3；配比数值不同时，将裂解产物当成部分原料，补加缺少的组分后再用做生产二芳基乙烷的原料。
本发明与已有技术相比，具有特殊的实质性特点和显著的效果1、由于本发明在裂解反应过程中始终有芳环结构的物质存在，因而提高的本乙烯单体的收率，可高达97.5％；2、由于本发明的原料是含有聚苯乙烯成份的物料，一些含聚苯乙烯的废料都可得到很好的利用，从而减少了浪费和污染；3、生产工艺简单，对原料的要求低。
具体实施方式
为了更好地理解与实施，下面结合实施例详细说明本发明。
实施例1，称取750g粘稠状聚苯乙烯，溶解于4250g邻二甲苯，用1小时连续加入不锈钢制成的槽式分解炉，炉底燃煤，炉内盛金属铅以利传热均匀，控制铅层温度为450℃，共冷凝收集4975g馏出液，取样分析内含苯乙烯单体14.7％，苯乙烯单体收率为97.5％。
实施例2，称取250g粘稠状聚苯乙烯和250g回收的含聚苯乙烯的废弃物，溶解于250g乙苯与250g混合二甲苯的混合液，用1小时连续加入不锈钢制成的槽式分解炉，炉底燃煤，炉内盛金属铅以利传热均匀，控制铅层温度为500℃，共冷凝收集995g馏出液，取样分析内含苯乙烯单体47.7％，苯乙烯单体收率为95％。
实施例3，称取500g聚苯乙烯料粒、500g粘稠状聚苯乙烯和1000g废聚苯乙烯泡沫，溶解于75g甲苯、74g乙苯与73g邻二甲苯的混合液，再加入10g粉末氧化钡，用1小时连续加入不锈钢制成的槽式分解炉，炉底燃煤，炉内盛金属铅以利传热均匀，控制铅层温度为800℃，共冷凝收集2197g馏出液，取样分析内含苯乙烯单体82.2％，苯乙烯单体收率为90％。
实施例4，称取500g废聚苯乙烯泡沫，溶解于5000g乙苯，用1小时连续加入不锈钢制成的槽式分解炉，炉底燃煤，炉内盛金属铅以利传热均匀，控制铅层温度为200℃，共冷凝收集5480g馏出液，取样分析内含苯乙烯单体8.9％，苯乙烯单体收率为97.5％。
实施例5，称取60g乙苯置于200ml带支管玻璃烧瓶中，再称取40g再生聚苯乙烯料粒溶解于乙苯中，将烧瓶置于电炉上加热，控制料底层温度为420℃，冷凝收集分解物质，称重为99g；500ml三口瓶内装30g 98％浓硫酸和140g乙苯，在搅拌和保持30℃温度下，用1小时滴完99g收集料，静止分层，取出油层，加碱中和，水洗再静止分层，取出油层；另置烧瓶，常压回收乙苯，减压收集二芳基乙烷，得二芳基乙烷64g，以聚苯乙烯计算的转化率为79.2％。
同样以200g乙苯配40g市售苯乙烯单体，重复上述实验，得二芳基乙烷65.5g，以苯乙烯单体计算的转化率为81.1％。
实施例6，称取2Kg废弃的聚苯乙烯泡沫，溶解于8Kg混合二甲苯，再加入20g粉末氧化钡，用1小时连续加入实施例1的分解炉，控制铅层温度480℃，共冷凝收集9.6Kg馏出液；称取250g此馏出液，用1.5小时加入搅拌着的内盛50g 98％浓硫酸的500ml烧瓶，控制反应温度小于10℃，最后按实施例2的后处理程序，得二芳基乙烷78g，以聚苯乙烯泡沫计算的转化率为74.1％。
同样以50g市售苯乙烯单体配200g混合二甲苯，重复上述实验，得二芳基乙烷81.5g，以苯乙烯单体计算的转化率为80.7％。
权利要求
1.一种聚苯乙烯的裂解产物，其特征是由含聚苯乙烯成份的物料与能和自由基发生共轭的材料混合，经热分解，生成含有苯乙烯单体的裂解产物。
2.按权利要求1所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，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.按权利要求2所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，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.按权利要求1所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，其特征在于所述的含聚苯乙烯成份的物料为含有聚苯乙烯的苯乙烯液体、聚苯乙烯的固体、回收的含聚苯乙烯的废弃物中的任意一种也可为任意几种的混合。
5.按权利要求1所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，其特征在于所述的能和自由基发生共轭的材料为含有芳环结构的物质。
6.按权利要求5所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，其特征在于所述的含有芳环结构的物质是带有烷烃支链的芳烃，可为一种也可为任意几种的混合物。
7.按权利要求6所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，其特征在于所述的带有烷烃支链的芳烃为甲苯、乙苯、邻二甲苯、混合二甲苯中的任意一种也可为任意几种的混合。
8.按权利要求6所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，其特征在于所述的带有烷烃支链的芳烃为乙苯、邻二甲苯、混合二甲苯中的任意一种。
9.权利要求1的一种聚苯乙烯的裂解产物的制备方法，将含聚苯乙烯成份的物料与能和自由基发生共轭的材料混合均匀，加入不同形式裂解反应器，分解温度为200-800℃，经裂解反应生成含有苯乙烯单体的裂解产物，冷凝收集裂解产物。
10.按权利要求9所述的一种聚苯乙烯的裂解产物的制备方法，其特征在于所述的分解温度为400-500℃。
11.按权利要求9所述的一种聚苯乙烯的裂解产物的制备方法，其特征在于所述的混合步骤中在混合器中加入催化剂。
12.权利要求1-8中任何一项所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，经除杂、脱色、减压或常压精馏，截取苯乙烯单体馏分段，可用于制得苯乙烯单体。
13.权利要求8所述的一种聚苯乙烯的裂解产物，可用做生产二芳基乙烷的原料。
14.按权利要求13所述的一种聚苯乙烯的裂解产物用做生产二芳基乙烷，聚苯乙烯与一种烷基苯的配比数，与以苯乙烯单体合成二芳基乙烷工艺所要求苯乙烯单体与这种烷基苯的配比数值相同，范围为1∶16-1∶3，得到的裂解产物可直接用做生成二芳基乙烷的原料，配比数值不同时，将裂解产物当成部分原料，补加缺少的组分后再用做生产二芳基乙烷的原料。
全文摘要
本发明公开了一种聚苯乙烯的裂解产物其制备方法及其在生产苯乙烯单体和生产二芳基乙烷中的应用,它是由含聚苯乙烯成份的物料与能和自由基发生共轭的材料混合,经热分解,生成含有苯乙烯单体的裂解产物,这种裂解产物可用于制得苯乙烯单体和用于生产二芳基乙烷,本发明生产的苯乙烯单体的收率可高达97.5%,减少了由聚苯乙烯造成的浪费和污染,且其生产工艺简单,对原料的要求低。
文档编号C07C15/46GK1386729SQ02110369
公开日2002年12月25日 申请日期2002年4月27日 优先权日2002年4月27日
发明者张震 申请人:张震