Способ очистки полных эфиров фосфорной кислоты

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕНТ ОСОБ ОЧИСТКИ ПОЛНОРНОЙ КИСЛОТЫность изобретения;ры фосфорной кислораствор щелочи, Реочистки: последовФК щелочью и водойионных колоннах птабл.(57) Сущ ные эфи гент 1; Условия мывка Э пульсац 1 ил. 3 продукт - полты (ЭФК). Реаагент 2: вода. ательная пров раздельных ри 30 - 40 С,собу очислоты обЙО - Р= 2 й,о,О ичем преэфиров. ся в качеасел, гидв качестве териалов.повыше- интенсиение его ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Научно-исследовательский институт пластических масс им. Г. С. Петрова Научнопроизводственного объединенияг "Пластмассы"(73) Научно-исследовательский институт пластических масс им. Г. С. Петрова с Опытным московским заводом пластмасс (правоприемник)(56) Авторское свидетельство СССР М 1268587, кл. С 07 Р 9/12, 1986.Авторское свидетельство СССР В 1175937, кл, С 07 Р 9/09, 1985.Авторское свидетельство СССР йт 662553, кл. С 07 Р 9/09, 1979. Изобретение относится к спстки полных эфиров фосфорной кщей формулы:Э где В 1, В 2, Вз - алкил или арил. пр имущественно арил-содержащихУказанные эфиры применяют стае термостойких турбинных м равлических жидкостей, а также пластификаторов полимерных маЦелью изобретения является ние качества целевого продукта фикация процесса и обеспеч малоотходности в условиях промышленного производства,Высокий уровень качества целевого продукта и сохранение качества в процессе длительного его использования обеспечивается за счет повышения качества эфира сырца, интенсификация процесса очистки за счет снижения энергозатрат на процесс, снижения остаточного влагосодержания, обеспечение малоотходности за счет снижения потерь продукта и за счет снижения потерь продукта и количества сточных вод.Поставленная цель достигается тем, что очистку полных эфиров проводят путем последовательной обработки эфира- сырца раствором щелочи и водой в пульсационной колонке при повышенной температуре и подаче эфира-сырца в верхнюю часть колонны, а щелочи иводы противотоком снизу.причем очистку проводят раздельно в двух пульсационных колоннах при интенсивности пульсаций 400 700 мммин, температуре 30 - 40 С в каждой колонне и диспергирования водной фазы в органической, с подачей 2,0 - 3,0%-ного раствора гидроокиси натрия или калия в нижнюю часть первой колонны и деминеоалиэованной воды в нижнюю часть второй колонны.Отличительными признаками изобретения является раздельная очистка эфира- сырца в двух пульсационных колоннах, условия очистки (интенсивность 400 700 мм/мин, температура 30 - 40 С), диспергирование водной части в органической и условия введения раствора щелочи определенной концентрации (2 - 3%) в нижнюю часть колонны,В качестве полных эфиров фосфорной кислоты использовали триксиленилфосфат (ТУ 6-05-1611-86), дифенилтретбутилфенилфосфат (ТУ 6-05-1611-86), дифенилкрезилфосфат (ТУ 6-05-1611-86), ди-этилгексил-фенилфосфат (ТУ 6-05- 1611-86), дифенилксиленилфосфат, диксиленилфенилфосфат .Очистка указанных эфиров фосфорной кислоты раздельно в двух последовательных пульсационных колоннах в указанном диапазоне технологических параметров в литературе не описанаКислотное числа образцов эфиров до и после очистки и содержание фенолов в эфирах определяли по методикам ТУ 6-05-1611- 86.Очистку эфиров проводят следующим образом. Заполняют первую колонну эфиром-сырцом, предварительно нагретым в теплообменнике до 30 - 40 С, Включаю пульсатор и устанавливают режим перемешивания от 400 до 700 мм/мин. Далее начинают непрерывно подавать с заданным расходом предварительно нагретый до 30 - 40 С 2,0 - 3,0%-ный раствор щелочи в нижнюю часть колонны, Далее устанавливают заданный расход эфира-сырца, который непрерывно подают в верхнюю часть колонны, Пройдя колонну, фазы отводятся: эфир - с низа колонны, в сборник, откуда непрерывно далее поступает на водную очистку наверх второй аналогичной пульсационной колонны, а отработанный раствор щелочи - на очистку сточных вод, Снизу во вторую колонну подают чистую деминералиэованную воду. Оба потока также предварительно подогревают в теплообменниках до 30 - 40 С. Режим диспергирования во второй колонне аналогичен режиму в первой колоние, Пройдя вторую колонну фазы выводятся: очищенный эфир снизу колонны, отработан 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ная вода - сверху. Объемное соотношение фаэ органической и водной при промывке эфира-сырца растворами щелочи составляет 1: 0,5 - 1, при промывке водой 1: 1 - 2 соответственно,На чертеже изображена схема, опытно- промышленной установки, на которой проводят очистку,Обе пульсационные колонны имеют диаметр 300 мм и высоту 6 м.П р и м е р 1, Эфир-сырец триксиленилфосфата (ТКс Ф) с содержа н и ем фенолов 27 г/л и кислотным числом 11 мгКОН/г непрерывно подают в верхнюю часть первой пульсационной колонны (поз, 1), предварительно нагретый в теплообменнике (поз. 4) до 35 С. После заполнения колонны, включают пульсатор и устанавливают интенсивность перемешивания 500 ммlмин. Далее начинают непрерывно подавать 3%-ный раствор МаОН в нижнюю часть колонны, предварительно нагретый в теплообменнике (поз, 3) до 35 С. Устанавливают расход ТКсФ из расчета обьемного соотношения ТКсф: водный раствор щелочи 1: 1, Колонна имеет вставку из перфорированных пластин с живым сечением 500(тип пластин КРИМЗ). Пройдя колонну, эфир выводится снизу и поступает в сборник (поз, 7), откуда непрерывно насосом (поз, 8) подается в верхнюю часть колонны (поз. 2), предварительно нагреваясь до 35 С в теплообменнике (поз, 5), Отработанный раствор йаОН сверху колонны (поз. 1) отводят на очистку сточных вод, После заполнения колонны (поз, 2) ТКсФ устанавливают режим перемешивания во второй колонне 700 мм/мин и затем в низ колонны начинают непрерывно подавать предварительно нагретую до 35 С в теплообменнике (поз. 6) деминерализованную воду из расчета объемного соотношения ТКсФ: вода =1; 2, Колонна(поз, 2) имеет аналогичную вставку из пластин, что и колонна (поз, 1), Пройдя колонну (поз, 2), очищенный ТКсФ отводят на стадию отгонки летучих компонентов, а отработанную воПолученный после акой очистки ТКсф имеет следующие показатели качества: кислотное число - 0,02 мгКОН/г, остаточное содержание фенолов - 1,35 г/л, остаточную влажность - 0,3, После длительного использования (в течение 3,0 лет) ТКс Ф в качестве смазочного масла в паровых турбинах кислотное число его сохраняется на уровне пригодном, для дальнейшего использования (0,09 мгКОН/г). Потери ТКсФ с водными потоками составляют величину 0,2 масВ табл. 1 приведены примеры реализации способа при использовании вышепере 1817779численных эфиров, а также при различныхтехнологических параметрах при щелочнойи водной промывках.В табл. 2 приведены показатели качества эфиров после очистки, после использования в жестких условиях при высокихтемпературах и давлении, потери продуктас промывными водами,В табл. 3 приведены сравнительные технологические и экономические показатели 10процессов очистки по прототипу и по предлагаемому способу,Как видно из табл. 3, предложенныйспособ очистки полных эфиров фосфорнойкислоты позволяет повысить качество эфиров после очистки, снизив кислотное числов 20 - 50 раз, остаточное содержание фенолов в 3 раза и выше, остаточную влажностьв 10 - 20 раз, а также сохранить высокийуровень качества эфиров после использования в течение 3 лет, Так, кислотное число вспособе по предлагаемому изобретениюповышается в 2 - 4 раза и составляет величину 0,07 - 0,11 мгКОН/г, что позволяетиспользовать эфир еще в течение 1 - 2 лет, 25в то время как в способе по прототипу кислотное число возрастает в 10 раз, что предполагает замену эфира уже через 2 - 3 мес.Способ по изобретению позволяет снизитьэнергозатраты на процесс в 1,5 - 2 раза за 30счет того, что необходимая температура нагрева эфиров при промывке - 30 - 40 С, ане 45 - 60 С как в способе-прототипе, атакже за счет того, что не требуется дополнительной энергии на осушку высоковлажного эфира. Способ также позволяетснизить расход 100-ного йаОН в 1,5 - 5,0раз, а также потери эфира с промывнымиводами в 20 - 50 раз.Снижение количества сточных вод в 40предлагаемом способе возможно за счетповторного использования (после упарки)промывной воды после водной промывки.Испольэовать промывную воду после про 45 мывки в способе-прототипе нельзя из-за большого содержания примесей. В среднем количество сточных вод снижается в 1,2 - 2 раза по сравнению с прототипом.Контрольные примеры 10 - 16 подтверждают, что достижение поставленной цели возможно при указанных в формуле технологических параметрах.Так, при увеличении интенсивности перемешивания выше 700 мм/мин и температуры выше 40 С (примеры 10 и 12) увеличиваются потери продукта с промыв- ными водами, остаточная влажность и, как следствие, ухудшается качество очистки эфиров, Диспергирование органической фазы в водной не позволяет получить требуемое качество продукта после очистки (пример 13). При снижении концентрации раствора щелочи ниже 2,0 (пример 11) снижается качество очистки. Увеличение живого сечения пластин выше 50 (пример 14) ухудшает качество очистки, снижение живого сечения ниже 30 (пример 15) увеличивает остаточную влажность продукта. Снижение температуры ниже 30 С резко увеличивает потери продукта с промывными водами (пример 16).Формула изобретения Способ очистки полных эфиров фосфорной кислоты путем последовательной обработки эфира-сырца раствором щелочи и водой в пульсационной колонне при повышенной температуре и подаче эфира-сырца в верхнюю часть колонны, а щелочи и воды противотоком снизу при диспергировании водной фазы в органической, о т л и ч а ющ и й с я тем, что очистку проводят раздельно в двух пульсационных колоннах при интенсивности пульсаций 400 - 700 мм/мин, температуре 30 - 40 С, при подаче 2,0 - 3,0-ного раствора гидроокиси натрия или калия в нижнюю часть первой колонны и деминерализованной воды в нижнюю часть второй колонны.1817779 Тзблнцзз Текнологииескме показатели процесса пооиывки ээиров торсеорной кмсзютцСолеопаиие Ое ионов в эФиое, г/л Ьивое ( Концеит-. Соотиоеснме Еазводи.:оог. при Эвзза Кмтвмсиеность пульсации впврвод(второе) колоние,щ/иин К испо тикчислонгкон Темперазураяоонизки ке"поцисд(волиодьс рациярастео-ра Каса сецзиие тарелок воднаяоргани Фаза е (ческая орта. (Фаза вниц.водное 35 (35) з (2 з 1)0,3 з (1 Т 1) 500 (700)анпл 15 езчастотаа гц400 (600)700 (500)400 (700) 50 (50) 3,050 25,0 Трзесмлеелеосеатспособ по прототкпуи 2 27 27 60 Та6,67,1 30 (30) 2,5 40 (ЬО) 2,0 50 (50) 3,0 0,5 з (гз 1) 1 з 1 ( з 1)0,8 з (з 1) 5,0 2,5 3.5 40 (40) )о (30) 35 (35) 3Дменнев-ксмленмп"ФосеатДмаезизгтретбутмлаеел осеетдзесмпемнзиееимлазсеат 672,5 500 (500) 50 (50) 700 (500) 50 (50) 600 (700) 50(50) 2,040 (40) 2,5 35 (35) 2,0 40 (40) 3,0 6,0 4,3 Тз (2:) 31 (1:) 1 з (1:) диаеммл-крезззпеосает 8 Юю гэтмпгакснлаамнл осеет 9 Трнксппезмпеосеат Коитрол мазиО 1 з (2 з 1) 500 (700) 40 (40) 40 (40) + 7,0 1,6 2,5 г,о 1 з (2 з 1) 1 з 1 (2 з 1) з (гз 1) зз (2 з 1) з (гз)1 (2 з) 1 з Т,(2:1) 800 (800) 600 (600) 600 (600) 600 (600) 600 (6 ОО) 600 (600) 4 а 14 1 а 1 Ь 14 1 а 50 (50) 50 (50) 50 (50) 50 (50) 60 (60) 20 (20) 50 (50) 30 (30) 35 (35) 50 (50) 40 (40) 35 (35) 35 (35) 20 (20) 1 5 5 5 51,5 2,5 3,0 12 13 а 15 16 3,0 З,О зз л Способ по прототипу осуиестапят слелутмнм обрааом. Ь верззе цветь пульсациомнол колоипц (дмацетр 900 зе, амсота 6 и) иезрернамо подвит эезе.снова тРикснпемнлоосФат (ТКФ)з в сРедилп цасть 252-икд Раствор Кзон иинкиз цветь еодУ. ТенпеоатУРУ е копеек под 66 С, Соотноеем ТКФзр.р Иереезда1 зО,3 Т. Из аеркмед части колонии отбнрат проицвну волу (практицескц это крякалзе с аздезеаннем Тксрза воде Около 10 масс)з сммву ТКсо (с содернаинез води 7-9 нас.г), причем вода ие отдвляетсл от ТИсе прп отстанеамнм а течейне несколькмк дней), Реэультатц амалмэое отпитогоколомне ТКсе с лараметраии слосрба по прототмзутабл.2 (лреир. 2);Таблица 2л Потери продукта сводной фазой. % Кислотное число эфи.роа после 3,0 лет исмг КОН пользования.Г Остаточное содерлзание фенолов. Г/л0.2 О. 09 0.3 1.35 0,02 6.9 1.6 1.2 1,7 15 .1.8 1.3 0,07 10 0.4 0,3 0.4 0.5 0,5 Озо 0.5 0.9 0,03 0,018 0,035 ОА)2 0.04 О.02 8.5 0,09.0.08 0.10 0.08 0,11 0,09 0.07 7,1 0.4 0.5 0.3 0,4 0,4 0,5 0,3 2,1 2,3 2,0 4.3 2.0 1,5 50 1.2 0,5 0,8 0,5 0,6 0,3 3,0 0,14 0.14 0,13 0,3 0,14 0,10 0,4 0.9 0.5 0,8 0,5 0,6 0,9 1,0 0,08 0.08 0 Ю 0.08 О. 1 2 (зто прототииу)3 4 5 в .2 8 9 Коитрольиие1 О 1 12 ТЗ 14 55 18 покаэатели 4 ффектиености процессе очистки эфирОв фосфорной кислоты18177 7 п Таблица 3 азатели Способ по прототипу Т мытого продукт ние фенолов г/л мг КОН число, ---.0 РЖЬЯФ елочной расЖР Составитель О,МинаеваТехред М Моргентал Корректор Е,Па Т.Иванова Ред Тираж Подписноеуд рарственного комитета по изобретениям и открытиям ри и ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Уизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 каз 1737 ВНИИП эфи льзо на 1 т продтч