WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«БЕЛЯЕВА Елена Юрьевна РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ - НЕОПЕНТИЛГЛИКОЛЯ И ЭТРИОЛА НА ОСНОВЕ МАСЛЯНЫХ АЛЬДЕГИДОВ 05 17.04-Технология органических веществ ...»

На правах рукописи

^4^

БЕЛЯЕВА Елена Юрьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ МНОГОАТОМНЫХ

СПИРТОВ - НЕОПЕНТИЛГЛИКОЛЯ И ЭТРИОЛА

НА ОСНОВЕ МАСЛЯНЫХ АЛЬДЕГИДОВ

05 17.04-Технология органических веществ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

О

Екатеринбург - 2007 г

Работа выполнена в Институте технической химии Уральского отделения

Российской академии наук

Научный руководитель доктор химических наук, профессор Чекрышкин Юрий Сергеевич

Официальные оппоненты- доктор химических наук, профессор Уломский Евгений Нарциссович (УГТУ - УПИ, г. Екатеринбург) доктор химических наук Петров Лев Алексеевич (ИОС УрО РАН, г Екатеринбург) ОАО НИИ «Ярсинтез», г Ярославль

Ведущая организация

Защита состоится. 1 октября 2007 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212 285 08 в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» по адресу г Екатеринбург, ул Мира, 28, 3-ий уч корпус УГТУ-УПИ, ауд Х-420 Отзыв, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу 620002, г Екатеринбург, К-2, Уральский государственный технический университет УПИ, ученому секретарю совета университета, тел (343) 375-45-74

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ - УПИ Автореферат разослан ^d? 3&&fb2F*? 2007 г

Ученый секретарь Поспелова Т. А диссертационного совета, к х.н Актуальность работы. 1,1,1-Три(гидроксиметил)пропан (этриол) и 2,2-дигидроксиметил)пропан, неопентилгликоль (НПГ) получаются соответственно из бутаналя (к-масляного альдегида) и изопропаналя (изомасляного альдегида), которые являются продуктами оксосинтеза и широко используются в нефтехимической и лакокрасочной промышленности для производства синтетических смол, полиуретанов, сложных эфиров, поверхностно-активных реагентов и др Указанные спирты являются более ценными, чем глицерин, так как содержат только первичные спиртовые группы и четвертичный атом углерода, поэтому полиэфиры на их основе отличаются высокой термической устойчивостью Сложные эфиры на основе многоатомных спиртов обладают высокой смазывающей способностью, химической стойкостью, термостабильностью и хорошими вязкостно-температурными свойствами, а также достаточной совместимостью с различными пластическими материалами Подбором соответствующих компонентов сложных эфиров могут быть достигнуты те или иные вязкостные свойства, хладостойкость и низкая летучесть НПГ и этриол в настоящее время не производятся российскими нефтехимическими предприятиями На ЗАО «Сибур-Химпром», г Пермь реализован и успешно ведется процесс оксосинтеза пропилена, в результате которого получаются масляные альдегиды, из них изомасляный альдегид составляет около 25 % Потребность в н-масляном альдегиде (НМА) велика вследствие получения из него 2-этилгексанола, а потребность в изомасляном альдегиде (ИМА) меньше В условиях наращивания мощностей производства, а также необходимости расширения ассортимента производимой продукции, требуется поиск альтернативных путей использования этих продуктов Кроме получаемых на ЗАО «Сибур-Химпром» НМА и ИМА, в процессе синтеза 2-этилгексанола (2-ЭГ) используется в качестве катализатора 20 % водный раствор NaOH, производятся толуольная фракция, метл-третбутиловый эфир (МТБЭ), бутиловые спирты, которые, так же, как 2-ЭГ, могут быть использованы в качестве растворителей и реагентов на стадии выделения и очистки НПГ и этриола В качестве экстрагента могут быть использованы фракции, образующиеся при выделении масляных альдегидов и бутиловых спиртов, например, бутанольно-бутилформиатная фракция (ББФФ) Синтез НПГ и этриола из альдегидов протекает в несколько стадий, сопровождается образованием ряда побочных веществ, вследствие чего выход и чистота получаемых продуктов зависят от качества применяемых реагентов, поэтому использование для получения НПГ и этриола растворителей и сырьевых компонентов, отвечающих требованиям соответствующих ТУ, но отличающихся по качеству от аналогичных веществ реактивной чистоты, делает необходимым изучить условия получения, выделения и очистки НПГ и этриола, установить оптимальные соотношения реагентов и катализатора Цель работы. Изучить условия синтеза и методы выделения, а также уточнить схемы получения НПГ и этриола с использованием исходных компонентов, растворителей и реагентов, производимых на ЗАО «СибурХимпром», г Пермь, с учетом специфики реализованных технологических процессов предприятия Научная новизна. Впервые показано, что использование избытка ИМА позволяет получить НПГ, практически не содержащий формальдегид (ФА) и этриол, который образуется из НМА, присутствующего в качестве примеси в ИМА Установлено, что при синтезе этриола с увеличением концентрации водного раствора NaOH возрастает скорость реакции Канниццаро, в результате которой образуются метанол и Na-соль муравьиной кислоты Экспериментально найдено, что 2-ЭГ и МТБЭ являются хорошими экстрагентами НПГ и этриола из реакционной смеси, так как они плохо растворяют формиат натрия, что важно для получения спиртов высокого качества Практическая значимость. Уточнены принципиальные схемы получения НПГ и этриола, проведен расчет реактора для проведения реакции конденсации альдегидов, получена опытная партия (9000 кг) НПГ По результатам проведенных исследований и промышленных испытаний разработан временный технологический регламент установки по производству НПГ Реализация новых технологий позволит рациональнее использовать имеющиеся мощности по производству продуктов оксосинтеза, в частности, ИМА, являющегося в настоящее время мало востребованным продуктом, увеличить ассортимент выпускаемой на ЗАО «Сибур-Химпром» продукции, даст возможность продолжить и развивать технологическую цепочку, в которой получаемые спирты будут сырьевыми компонентами

Положения, выносимые на защиту:

1 Результаты использования избытка ИМА по отношению к ФА с целью повышения чистоты получаемого НПГ, практически не содержащего продуктов полимеризации ФА и этриол 2 Разработанные технологии НПГ и этриола 3 Результаты работы опытной установки получения НПГ на ЗАО «СибурХимпром»

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Всероссийской конференции «Техническая химия Достижения и перспективы»

(Пермь, 2006), конференции молодых ученых по нефтехимии (Звенигород, 2006) Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 2 статьях в журнале из списка ВАК, 3 статьях в сборниках научных трудов и 2 тезисах докладов Объем и структура работы. Диссертация изложена на 148 страницах, состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы - 129 источников и приложений, содержит 33 рисунка, 28 таблиц

Основное содержание работы

*

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость диссертации Приведены положения, выносимые на защиту В первой главе приведен обзор литературы, в котором обсуждены механизм альдольной конденсации, кинетические закономерности образования многоатомных спиртов - НПГ и этриола, способы их выделения из водных * Автор выражает благодарность идейным вдохновителям |Г Н Тюкавину|, Л Г Тархову В Б Лурия, а также руководству ЗАО «Сибур-Химпром», г Пермь и кафедре ХТТУМ ПермГТУ за техническую поддержку растворов продуктов реакции Приведены схемы получения НПГ и этриола с использованием различных способов вьщеления Описаны области применения спиртов, дана характеристика их термической стойкости Синтез НПГ осуществляется конденсацией ИМА с ФА в присутствии щелочного реагента, в качестве которого могут быть использованы гидроксиды кальция и натрия. Первой стадией синтеза является альдольная конденсация с образованием альдегидоспирта - пентальдоля (СН3)2СНСНО +НСНО -^—(СН3)2С(СН2ОН)СНО второй - перекрестная реакция Канниццаро альдоля с ФА (СН3)2С(СН2ОН)СНО+НСНО+ОН- - (СН3)2С(СН2ОН)г +НСОСГ В присутствии щелочи на второй стадии происходит образование формиата щелочного металла Наряду с основными, в условиях синтеза, протекают и побочные реакции

а) образование изобутирата НПГ из пентальдоля и ИМА {СН3)2С(СН2ОН)СНО +(СН3)2СНСНО - (СН3)2С(СН2ОН)СН2ОСОСН(СН3)2

б) сложноэфирная конденсация пентальдоля с образованием гидроксипивалата НПГ 2(СН3)2С(СН2ОН)СНО ~ (СН3)2С(СН2ОН)СООСН2С(СН2ОН)(СН3)2

в) альдольная конденсация ИМА с получением изобутиральдоля 2(СЯ3 ) 2 СНСНО-^ (СНг ) 2 СНСН(ОН)С(СНг ) 2 СНО

г) диспропорционирование формальдегида НСНО + НСНО +ОН- - СН3ОН + НСОО ~

д) образование полуацеталей и ацеталей нормального и циклического строения на основе ИМА и НПГ и т д Этриол получается в результате присоединения двух молекул формальдегида к а-углеродному атому н-масляного альдегида Эта реакция осуществляется в две ступени Вначале образуется 2-метилол-1-бутаналь С2Н5СН2СНО + ОН~ Т=±- C2HsC-HCH0+HCH0l=± Т=±С2Н5СЩСН20)СНО+НгО =± С2Н5СЩСН2ОН)СНО+ОН' Присоединяя еще одну молекулу ФА, 2-метилол-1-бутаналь превращается в 2,2-диметилол-1 -бутаналь С2Н$СЩСН2ОН)СНО+ ОЯ~=± СгН%С-(СН2ОН)СНО+НСНО*=± =± С2Н,С(СН2ОН)(СН20' )СНО+ Н20-+=± С2Н5С(СН2ОН)2 СНО+ ОН~ Последующее превращение 2,2-диметилол-1-бутаналя в этриол осуществляется перекрестной реакцией Канниццаро С2Н5С(СН2ОН)2 СНО+ НСНО+ NaOH - C2HsC(CH2OH)3 +HCOONa К числу основных побочных превращений относятся

а) образование монометилформаля этриола (трудноотделяемая примесь) С2Н5С(СН2ОН)3 + НСНО+СН3ОН -» СН2(ОСН3)ОСН2С(СН2ОН)2С2Н5

б) образование циклического формаля этриола-1,3-диоксана

СН2 "^СН2 C2HsC(CH2OH)3+HCHO-+ I ^СН2ОН

в) образование простого эфира этриола 2С2НьС(СН2ОН)г -+[C2HsC(CH2OH)2CH2]20+HzO

г) диспропорционирование формальдегида НСНО + НСНО + ОН - -» СНъОН + НСОО'

д) образование монометилового эфира этриола СН3СН2С{СН2ОН)3+СН3ОН - СНгСНгС(СН2ОН)2СН2ОСН3 Во второй главе описаны материалы, методики экспериментов и анализа Синтез спиртов проводили на установке, состоящей из ледяной бани, погруженного в нее реактора, перемешивающего устройства с регулятором оборотов Катализатор - водный раствор NaOH загружали в реактор постепенно через делительную воронку, постоянно контролируя температуру смеси Экстракцию спиртов из водных растворов продуктов конденсации изучали на лабораторном экстракторе периодического действия Удаление воды путем отгонки с азеотропобразующим растворителем проводили с помощью ловушки, снабженной краном для вывода воды из системы g Приведенные на рисунках и в таблицах результаты являются усредненными значениями двух-трех измерений Исходные вещества, реагенты и продукты анализировали по соответствующим ГОСТам или разработанным методикам, главным образом, методом газо-жидкостной хроматографии Спектры ЯМР'Н НПГ и этриола сняты на приборе «MERCURY plus - 300»

фирмы Varian с рабочей частотой 300 МГц в CDC13 В качестве эталона использовали тетраметилсилан В третьей главе приводятся результаты оптимизации режима синтеза НПГ, путей его выделения и очистки Исследования влияния времени реакции и температуры на динамику накопления НПГ в реакционной смеси показали (табл 1), что максимальные концентрации НПГ получены при температурах 20 и 30°С Дальнейший рост температуры, вероятно, приводит к увеличению доли побочных реакций (перекрестная реакция Канниццаро) Видно, что основное количество НПГ образуется в течение первых 5 минут синтеза, затем его концентрация увеличивается незначительно Таблица 1 Изменение концентрации НПГ в реакционной смеси в зависимости от времени реакции и температуры Мольное отношении ИМА ФА NaOH =1 2,3 1,15 Концентрация водного раствора NaOH - 20 мае %

–  –  –

Влияние отношения (моль) ИМА к ФА на выход НПГ представлено на рис 1 По реакции образования НПГ стехиометрическое мольное отношение ИМА к ФА равно 1 2 Проведенные нами исследования показали, что при рекомендованном в литературе соотношении ИМА ФА = 1 2,3, образуется белый малорастворямый налет - параформ, который забивает оборудование и ухудшает качество НПГ Поэтому изучен процесс получения НПГ в условиях избытка ИМА Видно, что при увеличении количества ИМА относительно ФА до соотношения 1,15 2 наблюдается увеличение выхода НПГ Дальнейшее увеличение избытка ИМА в реакционной системе существенного влияния на выход НПГ не оказывает (выход достигает 96,30 %) Этот факт можно объяснить наличием в ИМА примеси НМА, который взаимодействует с ФА с образованием этриола Поскольку ИМА является более реакционноспособным, чем НМА, увеличение его количества в реакционной смеси позволяет более селективно связывать ФА с образованием НПГ При этом снижается вероятность образования этриола Кроме того, с увеличением количества ИМА в смеси снижается доля реакций диспропорционирования и конденсации ФА

–  –  –

Рис 1 Зависимость выхода НПГ от количества ИМА относительно ФА В подтверждение вышесказанного было проанализировано влияние качества ИМА на выход НПГ на стадии синтеза (рис 2) 91,5 92 92,5 93 93,5 94 94,5

–  –  –

В ходе исследований был получен кристаллический продукт с содержанием основного вещества 97,04-98,37 мае % На последней стадии синтеза НПГ гидроксид натрия взаимодействует с образующейся из ФА муравьиной кислотой, в результате чего получается формиат натрия Кроме формиата натрия, образуется Na-соль кислоты, используемой для нейтрализации В ранее проведенных экспериментах нейтрализацию синтезата проводили муравьиной кислотой В этом случае возможно выделение формиата натрия как товарного продукта Если не поставлена такая задача, для нейтрализации можно использовать другие кислоты, не влияющие на качество кристаллического НПГ и не требующие больших материальных затрат Для нейтрализации синтезата, кроме муравьиной, нами были использованы серная и уксусная кислоты, которые применяются в технологических процессах ЗАО «Сибур-Химпром», а также 2-этилгексановая (2-ЭГ) кислота, получаемая на предприятии Использование этих кислот может сказаться на показателе «содержание связанной щелочи» - количестве соли, образовавшейся при нейтрализации Норму по этому показателю определить трудно, поскольку он не заложен в ТУ и не согласован с потребителем В табл 2 приведены результаты изучения влияния природы используемой для нейтрализации реакционной смеси кислоты на качество НПГ Таблица 2 Качество получаемого кристаллического НПГ при нейтрализации синтезата разными кислотами Показатели качества Кислота Муравьиная Уксусная Серная 2-ЭГ Содержание связанной 0,09 0,19 7,60 NaOH, мае % 0,30 Содержание, мае % метанол 0,08 не 0,46 0,25 вода 0,30 0,01 определяли МТБЭ следы ИМА 0,19 0,04 0,02 толуол 98,51 99,05 98,91 НПГ 0,83 0,53 0,82 сумма примесей 0,24 0,28 0,44 в т ч легкие 0,59 0,25 0,38 тяжелые При нейтрализации муравьиной, уксусной и серной кислотами содержание связанной щелочи изменяется в пределах 0,09-0,30 мае %, а при использовании 2-ЭГ кислоты равно 7,60 %, что делает невозможным анализ продукта хроматографическим методом из-за значительного содержания в нем Na-солей формиата я 2-этилгексаноата Проведенные исследования показали, что использование 2-ЭГ кислоты для нейтрализации щелочного синтезата НПГ неприемлемо, поскольку образующийся 2-этилгексаноат натрия, а возможно и смесь 2-этилгексаноата и формиата натрия в значительных количествах переходят при экстракции в органический слой, а затем выделяются с кристаллическим НПГ, ухудшая его качественные характеристики Серная кислота является сильным окислителем и катализатором реакции этерификации, поэтому может снижать выход НПГ Использование для нейтрализации уксусной кислоты не ухудшает качество товарного НПГ Применение концентрированных кислот (более 90 %) усложняет процедуру нейтрализации, поскольку требуется высокая точность дозировки Оптимальной можно считать концентрацию кислоты ~ 50 % Для выделения НПГ из реакционной смеси использовали метод экстракции органическими растворителями, в качестве которых были изучены продукты, имеющиеся на ЗАО «Сибур-Химпром» метил-тиретя-бутиловый эфир (МТБЭ), н-бутанол, 2-ЭГ, бутанольно-бутилформиатная фракция (ББФФ) Проведены эксперименты с этилацетатом, как одним из оптимальных экстрагентов НПГ Экстракцию проводили при комнатной температуре в течение 30 мин в две ступени, при объемном соотношении синтезат растворитель, равном 1 2 Концентрация НПГ в синтезате - 20,2 мас% Результаты экстракции представлены на рис 4

–  –  –

Рис 4 Концентрация НПГ в водном растворе после экстракции Как видно, лучшие результаты получены при экстракции НПГ н-бутанолом Хорошую экстракционную способность проявили МТБЭ, 2-ЭГ, ББФФ В случае использования этилацетата после первой ступени экстракции достигается содержание НПГ в водном растворе, равное 6,50 мас%, а после второй ступени - 1,56 мае % Применение 2-ЭГ в качестве экстрагента осложняется его высокой температурой кипения (184 8°С), что может затруднить процесс его отгонки и регенерации Кроме того, 2-ЭГ имеет высокую стоимость Исследована растворимость воды в растворителях, необходимость проведения этих экспериментов обоснована тем, что вода способствует переходу формиата натрия вместе с НПГ в экстрагент Из табл 3 видно, что вода в значительных количествах растворяется в нбутаноле, следовательно, этот растворитель не может быть использован в данном процессе При выборе растворителя, кроме физико-химических свойств, следует учитывать его объемы производства, возможность регенерации и стоимость, поэтому для выделения НПГ из водного раствора продуктов конденсации в качестве экстрагента рекомендовано использовать МТБЭ Остатки воды отгоняли в виде азеотропа с толуольной фракцией Таблица 3 Растворимость воды в экстрагентах

–  –  –

На каждом этапе проведено несколько процессов Под процессом следует понимать полный цикл работ от экстракции НПГ из синтезата до получения кристаллического продукта Исследования показали незначительное увеличение содержания ФА с 0,26-0,28 до 0,79 мае % в продукте и показателя «Кислотное число» с 0,21 до 0,49 мг КОН/г продукта Источником увеличения содержания ФА в товарном НПГ может служить возвратная толуольная фракция Она вводится в систему уже после экстракции, поэтому присутствующий в ней ФА не переходит в водную фазу и может накапливается На качество НПГ существенное влияние оказывают процессы кристаллизации, фильтрования и сушки Исследовано влияние на качество НПГ отношения остатка, образующегося после отгонки МТБЭ, к количеству толуола, взятого для перекристаллизации и обезвоживания, а также перемешивания при кристаллизации (табл 5) Таблица 5 Влияние условий обезвоживания и кристаллизации на качество кристаллического НПГ

–  –  –

Как видно, при варьировании соотношения остаток толуол концентрация основного вещества в кристаллическом НПГ изменяется незначительно Следует заметить, что при соотношении (об) остаток толуол, равном 1 1, создается трудность при перекачке продукта по трубопроводам вследствие кристаллизации НПГ, а в случае соотношения остаток толуол = 1 5 усложняется аппаратурное оформление Исходя из этого, оптимальным можно считать объемное соотношение остаток толуол, равное 1 (2-3) НПГ, полученный в результате кристаллизации при перемешивании, по основным показателям (кислотное число и содержание основного вещества) лучше НПГ, кристаллизацию которого осуществляли без перемешивания раствора На основе выполненных исследований предложена принципиальная схема (рис 5) получения НПГ, качество которого характеризуется следующими показателями кислотное число - 0,3 мг КОН/г продукта, температура плавления С, массовая доля золы - 0,03 % Содержание в продукте (мае %) вода - 0,45, ФА - 0,06, ИМА - 0,09, МТБЭ - следы, толуол -1,06, НПГ - 98,12, неидентифицированные примеси - 0,22

–  –  –

ИяомашЛ OMimit Получаемый продукт соответствует требованиям ТУ 2422-013-53505711на «Неопентилгликоль технический (Hill)», разработанным 10 03 05 на ЗАО «Сибур-Химпром»

В четвертой главе приведены результаты исследования влияния различных технологических параметров на протекание синтеза этриола, описана разработанная технология кристаллического продукта Из табл 6 видно, что с увеличением времени синтеза (вне зависимости от температуры и концентрации щелочного катализатора) происходит рост концентрации этриола и метанола в реакционной смеси, причем накопление этих продуктов наблюдается в течение первых 40 мин При увеличении концентрации гидроксида натрия и повышении температуры синтеза с 20 до 40°С в большинстве случаев возрастает концентрация этриола и метанола в синтезате Таблица 6 Зависимость концентрации этриола/метанола в продуктах реакции от концентрации гидроксида натрия, времени и температуры синтеза Мольное отношение НМА ФА=1 3,5

–  –  –

Ступени экстракции Рис 7 Изменение концентрации этриола в водном растворе после экстракции Как видно, смесь МТБЭ с толуолом экстрагируют этриол из водного раствора плохо После первой ступени экстракции этилацетатом содержание этриола в водной фазе снижается с 20,30 до 17,79 мае %, а после второй ступени до 9,00 мае % Более эффективна экстракция МТБЭ, к-бутанолом, 2-ЭГ, ББФФ Хорошую экстракционную способность ББФФ можно объяснить широким спектром компонентов, входящих в состав этого растворителя В соответствии с ТУ, ББФФ содержит не менее 30 мае % бутиловых спиртов и 25 мае % бутилформиатов Применение 2-ЭГ в качестве экстрагента осложняется его высокой температурой кипения (184 8°С), что может затруднить процесс его отгонки и регенерации Существенным недостатком способа выделения этриола экстракцией из реакционной смеси является растворимость воды в исследуемых растворителях (табл 3), что, в свою очередь, способствует переходу формиата натрия в органическую фазу Предварительная оценка показала, что азеотропные смеси с такими разделительными агентами, как МТБЭ, этилацетат, ББФФ и толуол содержат минимальное количество воды (4,0 - 20,2 мае %) Перегонка с к-бутанолом (азеотроп с 42,5 мас% воды) характеризуется низкой скоростью отгонки и выделения воды Отгонка воды в виде азеотропа с 2-ЭГ (80 мас% воды) осложняется осмолением остатка Это свидетельствует о необходимости проведения процесса в вакууме, что значительно усложняет схему Из представленных данных следует, что при использовании в этом процессе продуктов, имеющихся на ЗАО «Сибур-Химпром», выделение этриола из реакционной смеси рациональнее проводить методом экстракции Получение кристаллического этриола по схеме, аналогичной схеме выделения НПГ (рис 5), осложняется образованием двухфазной системы, верхний слой которой содержит толуольную фракцию, а нижний - этриол Кристаллизации этриола не наблюдается, очевидно, из-за содержащихся примесей В связи с этим после перегонки экстрагента вместо отгонки воды с азеотропом провели экстракцию толуолом примесей, содержащихся в остатке Экстракцию проводили в 4-5 ступеней при комнатной температуре После отгонки толуола остаток перегоняли при пониженном давлении в токе инертного газа При охлаждении дистиллата выпадают кристаллы, которые отделяют путем фильтрации Разработанная схема получения этриола представлена на рис 8

–  –  –

В пятой главе приведен расчет реакционного аппарата Р-206, подтверждающий соответствие допускаемой нагруженности элементов аппарата фактической, дано его изображение В шестой главе приводится описание и технологическая схема опытной установки получения НПГ, созданной и испытанной на ЗАО «Сибур-Химпром»

На опытной установке наработано 9000 кг НПГ, качество которого соответствует нормам ТУ на Неопентилгликоль технический (НПГ) и подтверждено данными спектра ЯМР'Н В седьмой главе приведена проектная калькуляция себестоимости производства НПГ Точкой безубыточности производства является мощность 250 т/год Потребность отечественного потребителя составляет 400 т/год .

Выводы 1 Изучены условия получения НПГ и этриола при использовании исходных компонентов, растворителей и реагентов, производимых на ЗАО «СибурХимпром», г Пермь В результате исследований оптимизированы параметры процессов

- получение НПГ - температура -20-30°С, время - 30 мин, мольное отношение ИМА ФА N a O H = l, 1 5 2 1,15 Использование избытка ИМА позволяет получить НПГ, практически не содержащий ФА и этриол, который образуется из НМА, содержащегося в качестве примеси в ИМА,

- получение этриола - температура 40°С, время - 40 мин, концентрация водного раствора NaOH - 40 мае % Установлено, что с увеличением концентрации водного раствора NaOH возрастает скорость реакции Канниццаро, в результате которой образуются метанол и Na-соль муравьиной кислоты 2 Изучена экстракция НПГ и этриола из водных растворов растворителями и продуктами, имеющимися на ЗАО «Сибур-Химпром» Хорошие экстрагирующие свойства проявляют МТБЭ, к-бутанол, 2-ЭГ, ББФФ В качестве экстрагента рекомендован МТБЭ, поскольку другие растворители хорошо растворяют воду, способствующую извлечению формиата натрия 3 На основании результатов исследований предложены схемы получения НПГ и этриола На стадии выделения НПГ его экстрагируют МТБЭ, после отгонки которого удаляют остатки воды в виде азеотропа с толуолом НПГ отделяют фильтрованием Выделение этриола включает экстракцию МТБЭ, после перегонки которого остаток обрабатывают толуолом Затем толуол отгоняют и выделяют этриол путем перегонки при пониженном давлении в токе инертного газа 4 Проведен расчет реакционного аппарата На опытной установке ЗАО «СибурХимпром» получена партия НПГ (9000 кг), соответствующая по качеству требованиям ТУ 2422-013-53505711-2005 на «Неопентилгликоль технический (НПГ)» По результатам проведенных исследований и промышленных испытаний разработан временный технологический регламент установки по производству НПГ

Основное содержание диссертации изложено в публикациях:

1 Беляева Е Ю, Тархов Л Г, Чекрышкин Ю С Этриол изучение отдельных стадий конденсации н-масляного альдегида с формальдегидом // Химическая промышленность сегодня, 2005 т 82, № 7, с 329-333 2 Беляева Е Ю, Тархов Л Г, Чекрышкин ЮС Экстракция триметилолпропана из реакционной смеси // Химическая промышленность сегодня, 2006 т83, №5, с 219-222 3 Тархов Л Г, Пермякова А А, Беляева Е Ю Влияние различных факторов на синтез неопентилгликоля и выделение его из реакционной смеси // Сб научных трудов ПГТУ Проблемы и перспективы развития химических технологий на Западном Урале Пермь ПГТУ, 2001 с 199-204 4 Тархов Л Г, Пермякова А А, Беляева Е Ю Проблемы синтеза многоатомного спирта неопентилгликоля и его выделения из реакционной смеси // Сб научных трудов ПГТУ Проблемы и перспективы развития химических технологий на Западном Урале Пермь ПГТУ, 2003 с 268-277 5 Шперкин М И, Елькин А Л, Зарипов М С, Нуждин И А, Хомяков А В, Беляева Е Ю Исследование влияния избытка изомасляного альдегида на качество неопентилгликоля // Сб научных трудов ПГТУ Проблемы и перспективы развития химических технологий на Западном Урале Пермь ПГТУ, 2005 с 255

Работа доложена на конференциях:

1 Беляева Е Ю, Чекрышкин Ю С, Тархов Л Г Изучение отдельных стадий процесса получения этриола // Докл Всероссийской конференции «Техническая химия Достижения и перспективы», Пермь, 2006 т1,с 266-269 2 Тархов Л Г, Елькин А Л, Зарипов М С, Нуждин И А, Хомяков А В, Беляева Е Ю Разработка технологии получения неопентилгликоля //Докл Конференции молодых ученых по нефтехимии, Звенигород, 2006г с 35 Подписано в печать28 08 07 Формат 60X90/16 Набор компьютерный Тираж 100 экз Объем 1,00уч-изд пл Заказ № 1070/2007




Похожие работы:

«УДК 544.7 Ш.К. Амерханова, А.С. Уали Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова, Казахстан (E-mail: amerkhanova_sh@mail.ru) Комплексообразование ионов меди (II) со смесью оксгидрильных и сульфгидрильных флотореагентов в водных растворах В статье приведены результаты исследований процессов к...»

«^ Л МИТРОШИН ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ДИАТОМИТА Специальность 05.23.05 Строительные материалы и изделия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2007 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образова...»

«ТЮРИН ВИКТОР АНАТОЛЬЕВИЧ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ДОБЬГОАЕМЫХ ФЛЮОРИТОВЫХ РУД С УЧЕТОМ СЛОЖНОСТИ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ Специальность 25.00.16 "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр" Автореферат диссертации на соис...»

«КЛИМАЧЁВ Иван Иванович УДК.621.37.:367.732. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ПЛАТ ДЛЯ БЕСФЛЮСОВОЙ СБОРКИ ГИС СВЧ С ВЫСОКОЙ ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬЮ ПАРАМЕТРОВ И НАДЕЖНОСТЬЮ ИЗДЕЛИ...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.