Способ получения продукта, имеющего различные кислородсодержащие функциональные группы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоцмалистическихРесвубинк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 200881 (21) 3333918/23-04 Р)М Кп 3 с присоединением заявки Ий(23) П ио итет С 10 С 3/04 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийр рОпубликовано 2302;83; Бюллетень Но 7 3 УДК 665. 637. .568.07(0888) Дата, опубликования описания 230283 х Ф- - : В.И. Антонишин и В.И. Гайванович .ф, - -3;1 т,т "щр Львовский ордена Ленина политехнический институт"-: уим. Ленинского комсомолаР(71)Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТА, ИМЕЮЩЕГО РАЗЛИЧНЫЕ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ Изобретение относится к способамполучения нового продукта, имеющегоразличные кислородсодержащие функциональные группы, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности в производствесорбентов, смазок для обработки металлов, пластмасс,Известен способ получения продуктов, имеющих кислородсодержащие Функциональные группы окислением высокомолекулярных продуктов переработкинефти (гудронабитума, асфальта,деасфальтиэации гудрона, экстрактаселективной-очистки дистиллятных илиостаточных масел, кернинг-остатка)кислородом воздуха при 200-300 оС,давлении 30-100 ати в водно-щелочнойсреде в присутствии бензола (,13Однако в данном случае получаютсмесь бензолполикарбоновых кислот,т.е. не обраэуются различные кислородсодержащие функции в целом продукте.. Целью изобретения. является получение нового продукта, имеющего различные кислородсодержащие Функциональные группы, способного вступать в химическое воздействие с различными реагентами. Поставленная цель достигаетсяспособом получения продукта, имеюще.го различные кислородсодержащие Функциональные группы окислением прямогонного гудрона кислородом воздухапри 200-280 С, давлении 30-.80 кг/смв среде бензола при соотношении гудрон:бензол, равном 1:3"10, в присут О ствии уксусной кислоты при рН смеси,равном 2-6,3.Преимущественно, процесс ведут вприсутствии 1-10 вес.В уксусной кис-:лоты. 15Проведение процесса именно в кислойсреде позволяет получить продукт, имею.- щий в своей структуре широкий спектр .кислородсодержащие функциональные 2 О группы,Ъткарбоксильные 6,0-16,0;гид"рокснльные 2,5-11,1;карбонильные 1,47,0) сложнозфирные 9,3-19,3.Продукт по"лучают с выходом 70-80, считая на сырье.Физико-химические константы полу=ченного продукта следующие: порошко"образный продукт черного цвета,плотность 1850-2380 кг/мз, насыпная.масса 500-520 кг/м , масса утряски563-602 кг/м , сыпучесть (характеризуемая углом естественного, откоса)34-37 град, удельная поверхность (оп"ределенная методом низкотемпературной десорбции азота) 3,5-9,1 м/г,Элементный состав, мас.:С 52,7 - 67,7Н 3,4 6,3О 39,5 21,0 5М 0,7 1,25 3,0 3,6Зола. 0,7 0,8Функциональный состав, мг КОН/г:Кислотное число 74,8-1991Гидроксильное число 83,1-364,4Карбонильное число 28,1-140,0Эфирное число 117,8-254,1Продукт обладает высокой термической стабильностью, в атмосфереазота начинает расщепляться толькопри 350-400 С с выделением СО, Н 20и углеводородных газов, не растворим 20в воде, в парафиновых, нафтеновыхи ароматических углеводородах, спиртах, кетонах, хлорированных углеводородах, пиридине и сероуглероде,частично растворим (при 20 С и большом избытке растворителя) в диметилформамиде - 20, диоксане - 4,5,й-метилпирролидоне - 9,0 и диметилсульфоксиде - 27,4.Процесс получения целевого продукта осуществляют окислением гудронав бензольном растворе при рН, равном 2-6,3, при интенсивном перемешивании Кем = (2-8) 104 и при расходе воздуха 0,5-5,5 л/ч.г сырья при200-280 С и давлении 30-80 кг/см 2, 35При этом процесс интенсифицируетсяи углубляется, вследствие увеличения поверхности контакта реагирующихфаз, что приводит к образованию глубоко окисленного и уплотненного продукта, содержащего большое количество кислородсодержащих Функциональныхгрупп.Минимальное давление в реакционной зоне должно являться таким,чтобы обеспечить жидкофазное состояниебвнзола при температуре процесса.Повышение давления также интенсифици,рует окисление нефтепродукта эа счетувеличения концентрации кислорода вгазовом пространстве и повышении егорастворимости в жидкости. Окислениенефтепродукта интенсифицируется и засчет увеличения интенсивности перемешивания реакционной смеси до величины соответствующей критерию Рейнольдса ке = 4,8 10 . Удельный расходвоздуха на окисление высокомолекулярных соединений нефти до реакционноспособного порошкообраэного продукта составляет 0,5-5,5 л/ч г сырья.Процесс ведут на укрепленной лабораторной установке следующим образом,Нефтепродукт и бенэол загружают,в реактор. После герметизации сис темы реактор подогревают электронаг.ревателем, интенсивность нагрева итемпературу в реакторе регулируют спомощью латра. Температуру в реакторе замеряют термопарой. По достижении заданной температуры в реакторевключают перемешивание реакционнойсмеси и подачу воздуха. Расход воздуха регулируют вентилем и контролируют ротаметром. Перемешивание реакционной смеси проводят с помощью мешалки и электродвигателя (электродвигатель помещен "в герметическийкорпус, что позволяет исключить в реакторе уплотнение мешалки), Подводэлектрического тока к электродвигателю осуществлен через проходнойизолятор. Предотвращение попаданияпаров .бензола и летучих продуктовв электродвигатель осуществляют противодавлением, созданным подачей вкорпус сжатого воздуха, расход последнего контролируют по ротаметруВоздух, подаваемый компрессором,очищают от капелек масла в рессивере иадсорбенте, заполненном силикагелем.По достижении заданного давления вреакторе, контролируемого с помощьюманометра, Открывают регулирующийвентиль и обработанный воздух и ле-.тучие продукты реакции выводят изреактора через холодильники и ловушку, газовый счетчик и поглотитель углекислого газа. Испарившийся бензоли продукты реакции конденсируют в холодильнике и возвращают в реактор.По истечении заданной продолжительности окисления сырья в реакторпрекращают подачу воздуха, выключаютобогрев и перемешивание. После охлаждения из реактора выгружают реакционную смесь,Оксидат, полученный при окислениивысокомолекулярных соединений нефтикислородом воздуха в бензольном растворе, состоит из твердой фазы - целевого продукта и бензольного раствора битумоподобного продукта, т.е.той части гудрона, которая не окислилась до целевого. продукта. Для выделения продукта оксидат фильтруют, приэтом на фильтре остается целевой продукт, а фильтрат представляет собойбензольный раствор битумоподобногопродукта, который в лабораторных условиях является побочным продуктом,а при промышленном производстве может .быть возвращен в рецикл .Осадок с фильтра загружают в аппарат Сокслета и экстрагируют бенэолом для очистки от битумоподобногопродукта, который адсорбируется наповерхности, Отмытый продукт сушат,взвешивают и анализируют.П р и м е р. Осуществление процесса ведут на описанной установке.В качестве сырья используют прямогонный гудрон, полученный из смеси. 3,4 6,3 Н 3,2 3,3 3,0 3,6 восточно-украинских и мангишлакской нефти. Физико-химические показатели гудрона следующие:Плотность, 4 0,9324 Температура размягчения по КиШ, ОС 32,0 Компонентный состав, мас.Ъ: Масла 76,4 Смолы 12,8 Асфальтены 10,8 Коксуемость 8,1, а содержание эолы 0,4.Элементный состав, мас.В: Массовое соотношение гудрон:бензол Расход воздуха, л/ч г сырья через 10 мин после началафокисления Выход целевого продукта,Ъ на сырьеКачество полученного про- дукта Плотность, кг/мМасса насыпная, кг/мМасса утряски, кг/м 3 Сыпучесть (угол естественного откоса), град 2Удельная поверхность, м /г Элементный состав, мас.% С 82,7Н 11,75 3,5й0,9О 12Функциональные числа, мг КОН/г: Кислотное 0,5Гидроксильное 4,7Карбонильное 2,9Эфирное 21,9Условия окисления гудрона, выход продукта и его качественные показатели приведены в таблице.998494 Продолжение таблицы Показатели 1 ,2 1,2 0,9 0,8 39 ю 5 О 21,0 31,8 37 ю 0 Зола 0,8 0,7 0,7 0,7 Функциональные числа,мг КОН/г кислотные 74 ю 8 199 ю 1 831 364 ю 4 281 . 1400 1178 2541 137 к 4 289 ю 1 83,5 190,9гидроксильное карбонильное эфирное 1:3-10, в присутствии уксусной кислоты при рН смеси, равном 2-6,3.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс ведут в присутствии 1-10 вес. уксусной кислоты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 493461кл. С 10 С 304 е 1973Составитель Л.ГорбачеваРедактор Н,Рогулич Техред Е,Харитончик Корректор М.Демчик Заказ 1071/44 Тираж 501 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения251. Способ получения продукта, имею. щего различные кислородсодержащие функциональные группы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что прямогонный гудрон подвергают окислению кислородом воздуха при 200-280 сС, давлении 30-80 кг/см в среде бензола при .: соотношении гудрон: бензол, равном 187 г 2 353,3 103,0 233 ю 1