[发明专利]氧化胺和甲基化醌的组合物作为乙烯单体的抗污剂

说明书

描述了用于抑制单体(例如苯乙烯)组合物的聚合的组合物和方法、甲基化醌聚合阻滞剂和为叔胺或羟胺的含氧胺化合物。在混合物中，所述含氧胺化合物提高了所述甲基化醌聚合阻滞剂的功效并提供了较大的抗聚合剂活性。所述混合物进而减少或防止了设备结垢，并提高了单体流的纯度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月13日提交的美国临时专利申请序列号62/697,744的权益，其公开内容通过整体引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于防止单体过早聚合的抗聚合剂和富氧胺化合物的组合物和用途。

背景技术

例如，充满烯键式不饱和单体(如苯乙烯、异戊二烯、丁二烯)的烃流的高温加工可能非常具有挑战性。在各种化学工业过程中，使用高温纯化所述单体可导致不想要的和成问题的聚合物。这些乙烯基单体通过自由基聚合(尤其是在高温下)不合需要地聚合。类似地，除非将抗聚合剂添加到所述流中，否则包含乙烯基物质的烃流的运输和储存可导致过早聚合。如此形成的聚合物可从溶液中沉淀出来，使工艺装备结垢。这些不希望有的聚合反应还导致生产效率的损失和有价值产品的消耗。去除污垢是必要的。物理去除或清洁结垢的装备通常很昂贵。在具有乙烯基芳族单体的组合物中，不希望有的聚合反应特别成问题。

为了防止不希望有的聚合反应，通常将自由基聚合抗聚合剂添加到工艺流或储存的组合物中。但是，这些化合物通常消耗很快。例如，在由于机械或加工问题而发生紧急情况并且不能添加更多的抑制剂时，先前添加的抑制剂将被迅速消耗掉。随后，然后将迅速发生不需要的聚合反应。

本领域已知的聚合抑制剂的实例包括二烷基羟胺(例如羟丙基羟胺(HPHA))和稳定的硝基氧自由基。其他抑制剂包括N,N′-二烷基苯二胺、N,N′-二芳基苯二胺和N-芳基-N′-烷基亚苯基-二胺。二亚胺醌化合物也是另一类抑制剂。

通常被称为“阻滞剂”的其他类型的抗聚合剂化合物会减慢聚合反应的速度。然而，它们不如聚合抑制剂有效，特别是稳定的硝基氧自由基。但是，聚合阻滞剂的消耗速度通常没有聚合抑制剂快，因此它们在紧急关闭的情况下往往更有用。

首先使用阻滞剂，例如以2,6-二硝基酚、2,4-二硝基甲酚和2-仲丁基-4,6-二硝基酚(DNBP)为代表的硫和二硝基酚(DNP)化合物。但是，DNP和硫阻滞剂释放出NO_X和SO_X排放物，使它们的使用成问题。此外，基于DNP的阻滞剂具有很高的毒性，因此处理基于DNP的抗聚合剂的人员的安全性是一个主要问题。

一类被设计为用作DNP阻滞剂的较安全替代品的化合物是基于甲基化醌化学的。甲基化醌在静态条件下减慢聚合物形成的速度，并且不需要被频繁地再进料到工艺流中。然而，一些甲基化醌化合物没有表现出良好的稳定性。美国专利号4,003,800、5,583,247和7,045,647中有甲基化醌化合物的实施例。

与用于抑制或减缓聚合反应的化合物的功效以及稳定性和安全性问题有关的该技术领域仍存在技术挑战。尽管担心毒性，但基于DNP的抗聚合剂仍然是可用的最有效的阻聚剂。出于安全考虑，需要至少与DNP型阻滞剂一样有效但无毒的抗聚合剂。

发明内容

本公开涉及包括或利用聚合阻滞剂(其是甲基化奎宁)的组合物和方法，以及一种提高甲基化醌的抗聚合剂功效的含氧胺化合物。所述组合物和方法可以用于在各种工艺和情况下(例如各种组合物的纯化、分馏、分离、压缩、运输和储存)抑制烯键式不饱和单体(如苯乙烯和丁二烯)的聚合。本发明组合物的使用减轻了工艺、运输和储存装备的结垢。进而可以大大减少纯化单体产物的聚合物污染。因此，降低了所述装备的维护成本。

在一个方面，本发明提供了一种用于抑制单体聚合的组合物，所述组合物包括甲基化醌；以及式I的含氧胺化合物：