專利名稱：單和雙(甲基芐基)二甲苯的異構(gòu)體用作傳熱流體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用單和雙(甲基芐基)二甲苯的異構(gòu)體作為傳熱流體。在KIRK-OTHMER《化工技術(shù)大全》第3版12卷171-190頁敘述了用除水之外的流體進(jìn)行熱交換的原理。這涉及到使用在大氣壓下沸點(diǎn)為200～400℃的礦物油或合成油。用它們在大氣壓或幾個(gè)巴的壓力下可以進(jìn)行傳熱以代替在同樣溫度下壓力很高的水蒸汽。
在美國專利3475115中，敘述了用二芐基甲苯和雙(甲基芐基)甲苯作為傳熱流體。然而雙(甲基芐基)甲苯于-17℃下是固體，在20℃下其粘度為203厘沲。二芐基甲苯的流動(dòng)點(diǎn)為-34℃，于20℃下粘度為35厘沲。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以用(甲基芐基)二甲苯或單和雙(甲基芐基)二甲苯的混合物作為傳熱流體。
這種傳熱流體在特別低的溫度下為液體，而在高溫下非常穩(wěn)定。
本發(fā)明是用(甲基芐基)二甲苯或者式(A)產(chǎn)品的混合物作傳熱流體。
其中n1+n2＝0或1，包括如n1+n2＝1的產(chǎn)品A。
傳熱流體因而含有二核產(chǎn)品A即(甲基芐基)二甲苯及稱為雙(甲基芐基)二甲苯的三核產(chǎn)品A。這種三核產(chǎn)品A可以是n1＝1、n2＝0的產(chǎn)品，或n1＝0、n2＝1的產(chǎn)品，或者這兩種產(chǎn)品的混合物。如果傳熱流體也包括有n1＝1、n2＝1的產(chǎn)品，也不超出本發(fā)明的范圍。
在傳熱流體中，二核和三核產(chǎn)品的比例可以在很大范圍內(nèi)變化。在低溫使用的情況下，二核產(chǎn)品和三核產(chǎn)品的重量比最好在65/35～90/10之間。如果想在低于-50℃下保持流體靜止而不出現(xiàn)結(jié)晶或者開始出現(xiàn)固相，最好選擇二核產(chǎn)品和三核產(chǎn)品之比在82/18和87/13之間。用下式的產(chǎn)品(B)全部或部份地代替產(chǎn)品(A)，不超出本發(fā)明的范圍。
產(chǎn)品(A)可以在弗瑞德-克來福特催化劑存在下經(jīng)(甲基芐基)氯和二甲苯縮合而成。得到的是一種二核和三核產(chǎn)品的混合物。也可以得到較重的產(chǎn)品，進(jìn)行簡單的蒸餾足可將二核和三核產(chǎn)品分開并調(diào)節(jié)它們各自的比例。
產(chǎn)品B可以在弗瑞德-克來福特催化劑存在下用二甲苯基二氯CH2Cl-C6H4-CH2Cl與二甲苯縮合得到。
在同時(shí)產(chǎn)出一些重質(zhì)產(chǎn)物的情況下，產(chǎn)品B可以經(jīng)蒸餾分離。
通過對二甲苯進(jìn)行游離基氯化得到甲基芐基氯CH3-C6H4-CH2Cl、二氯代二甲苯CH2Cl-C6H4-CH2Cl和二甲苯的混合物，也就是說先進(jìn)行部分氯化然后加入弗瑞德-克來福特催化劑，也能直接制備A和B的混合物。必要時(shí)可以進(jìn)行蒸餾以得到二核和三核產(chǎn)品A和產(chǎn)品B的混合物。歐洲專利299867已敘述了這種方法，其內(nèi)容在本申請內(nèi)引用作為參考。
根據(jù)這種方法，在氯化之后接著進(jìn)行弗瑞德-克來福特縮合，直接得到一種混合物，其中含有65～90份A n1+n2＝035～10份A n1+n2＝1和產(chǎn)品B的混合物。
A/n1+n2＝1和B的比例為每份B約3份A/n1+n2＝1即混合物包括〔二核〕 65～90份A n1+n2＝0
本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的綜合物理性能·沸點(diǎn)超過310℃·在室溫下粘度低
(于20℃下大約20mm2/s)·冰點(diǎn)≤-30℃(這是以鄰二甲苯為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，或者由鄰位異構(gòu)體與間位或?qū)ξ划悩?gòu)體的混合物出發(fā)制得的產(chǎn)品，因?yàn)閱斡脤Χ妆降漠a(chǎn)品接近0℃時(shí)發(fā)生結(jié)晶)如果將本發(fā)明產(chǎn)品與通常的苯烷基化物對比-重烷基化物(10%的氫是芳香氫而90%的氫是脂肪族氫)沸點(diǎn)為330℃，但在20℃下粘度為100mm2/s。
-較輕的烷基化物(16%的氫是芳香性的而84%的氫是脂肪族的)于20℃下粘度為15mm2/s，但沸點(diǎn)只為270℃。
本發(fā)明產(chǎn)品熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于普通的苯烷基化物而且不易形成苯。
實(shí)施例1在一個(gè)裝有攪拌器、冷凝器、進(jìn)氯管和30瓦PHILIPS TLADK燈的反應(yīng)器中，加入424克鄰二甲苯(4摩爾)。然后通入入71克氯氣(1摩爾)，在1小時(shí)內(nèi)保持80℃。
在停止光化學(xué)引發(fā)后，將反應(yīng)混合物加到傾倒燒瓶中，在1小時(shí)內(nèi)于100℃下將其通入裝有2摩爾鄰二甲苯和60毫克FeCl3的帶攪拌反應(yīng)器中。在傾倒完以后，反應(yīng)物在攪拌下于100℃保持1小時(shí)。用一個(gè)有少量塔板的蒸餾塔在10mm汞真空下蒸餾除去過量的鄰二甲苯，使塔底產(chǎn)品中鄰二甲苯殘留量低于500ppm(蒸餾后塔底溫度＝190℃)。
根據(jù)消耗的鄰二甲苯計(jì)算重量收率為97%。
在0.5mm汞壓力下用少量塔板將混合物蒸餾，得到1.在120～140℃蒸出的無色液體餾份，由產(chǎn)品A/n1+n2＝0組成。這種產(chǎn)品稱為XX01。
2.在195～215℃蒸出的淺黃色粘液餾份在室溫下緩慢結(jié)晶。其重量組成如下75%產(chǎn)品A/n1+n2＝1，二(甲基芐基)二甲苯25%產(chǎn)品B。這個(gè)餾份稱為XX02。
將前邊的餾份混合得到的組成為85份A/n1+n2＝015份第2種餾份即85份A/n1+n2＝015×0.75＝11.25份A/n1+n2＝115×0.25＝3.75份B于-50℃下幾個(gè)月后開始結(jié)晶。
除了用75%鄰二甲苯和25%對二甲苯的混合物代替100%鄰二甲苯之外，用按實(shí)施例1制得的產(chǎn)品進(jìn)行同樣的試驗(yàn)。
于-50℃下幾個(gè)月后甚至無任何試樣開始結(jié)晶。
實(shí)施例2在一個(gè)裝有旋轉(zhuǎn)攪拌、上行冷卻器、測溫套管和氮?dú)庾⑷肫鞯?升玻璃反應(yīng)器中，加入320克組成如下的按實(shí)施例1制得的低聚物混合物XX01＝85%XX02＝15%運(yùn)動(dòng)粘度＝21.6mm2/s(20℃下)通過輸入管用氮流吹掃液體上的空氣。然后停止通氮，將冷卻器出口與水槽相連。在攪拌下，產(chǎn)品逐漸升溫至313℃。然后產(chǎn)品在攪拌下保持313℃118小時(shí)。在水槽中排出200厘米3氣體(氣體的紅外分析表明其中含有甲烷)。
將反應(yīng)器冷卻，其上部以及冷卻器用反應(yīng)器底部留下的產(chǎn)品沖洗并用氣相色譜法對整體進(jìn)行分析。
開始 于313℃118小時(shí)后的產(chǎn)品苯 1 ppm 2 ppm甲苯 20 ppm 20 ppm鄰二甲苯 70 ppm 190 ppm沒有檢測出其它輕質(zhì)產(chǎn)品。
實(shí)施例3在與實(shí)施例2相同的設(shè)備和條件下，將通常在-10℃～310℃溫度范圍內(nèi)用作傳熱流體的重質(zhì)苯烷基化物保持313℃118小時(shí)。對此產(chǎn)品進(jìn)行的核磁共振分析表明90%的氫是脂肪族的而10%的氫是芳香性的。脂肪鏈?zhǔn)欠种У?。運(yùn)動(dòng)粘度在20℃下為103mm2/s。
試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，水槽中排出氣體量為1250厘米3(紅外分析表明為鏈烷烴和烯烴的混合物)。在按實(shí)施例2沖洗反應(yīng)器上部和冷卻器之后，對反應(yīng)器中產(chǎn)品進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如下開始 于313℃118小時(shí)后的產(chǎn)品苯 ＜2 ppm ＜80 ppm甲苯 ＜3 ppm ＜50 ppm全部輕質(zhì)產(chǎn)品 ＜1000 ppm 8000 ppm輕質(zhì)產(chǎn)品相當(dāng)于沸點(diǎn)介于40～130℃的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品種類很多(幾十種)，導(dǎo)致色譜非常復(fù)雜而且不能斷定是否存在苯。我們觀察到在苯保留時(shí)間水平上存在一個(gè)峰。
實(shí)施例4在與實(shí)施例1相同的設(shè)備中，于370℃下將180克相應(yīng)于實(shí)施例1XX02的產(chǎn)品處理20小時(shí)。
按實(shí)施例2將設(shè)備沖洗之后，對產(chǎn)品進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如下開始XX02 熱處理后XX02苯含量 ＜5 ppm 15 ppm降解產(chǎn)物主要是二甲苯。
實(shí)施例5在與實(shí)施例1相同的設(shè)備中，于370℃下將180克二芐基鄰二甲苯(不同于本發(fā)明)處理20小時(shí)
這是芐基氯與鄰二甲苯的反應(yīng)產(chǎn)物。
按實(shí)施例2將設(shè)備沖洗之后，對產(chǎn)品進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如下開始 熱處理后的產(chǎn)品苯含量 ＜5 ppm 840 ppm也就是說苯含量比用XX02類化合物得到的大56倍。
權(quán)利要求
1.(甲基芐基)二甲苯作傳熱流體的用途。
2.式(A)產(chǎn)品混合物作傳熱流體的用途。
其中n1+n2＝0或1，包括n1+n2＝0的產(chǎn)品A和n1+n2＝1的產(chǎn)品A。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的應(yīng)用，其特征在于，二核和三核產(chǎn)品的比例為二核產(chǎn)品/三核產(chǎn)品(重量)為65/35至90/10之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的應(yīng)用，其特征在于，所述比例為82/18至87/13之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4中任一項(xiàng)的應(yīng)用，其特征在于，三核產(chǎn)品A由產(chǎn)品B部份或全部代替
6.根據(jù)權(quán)利要求5的應(yīng)用，其特征在于，傳熱流體包括65～90份A/n1+n2＝026.25～7.5份A/n1+n2＝18.75～2.5份B。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由(甲基芐基)二甲苯和雙(甲基芐基)二甲苯組成的傳熱流體。這種流體也可以含產(chǎn)品B
文檔編號C09K5/08GK1064300SQ9210112
公開日1992年9月9日 申請日期1992年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年2月22日
發(fā)明者R·科曼迪爾, J·-P·薩龍 申請人:埃勒夫阿托化學(xué)有限公司