СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ФЕНОЛЬНОЙ СМОЛЫ Российский патент 1996 года по МПК C07C39/06 C07C37/80 

Изобретение относится к способам обессоливания фенольной смолы, получаемой в процессе совместного производства ацетона и фенола кумольным методом, и может быть использовано в технологиях переработки фенольной смолы.

Фенольная смола содержит в своем составе следующие компоненты: фенол, ацетофенон, диметилфенилкарбинол, кумилфенол, димеры α-метилстирола и более тяжелые продукты конденсации. Процентное соотношение данных компонентов зависит от качества потребляемого сырья и условий технологического процесса. Содержание солей в смолах составляет от 0,5 до 2,5 мас. Для большинства методов переработки фенольной смолы такое содержание солей недопустимо.

Известен промышленный способ [1] обессоливания фенольной смолы (прототип) путем ее обработки серной кислотой и последующей отмывкой нескольких ступенях контакта.

Процесс проводят следующим образом:
Фенольная смола, направляемая на обессоливание, обрабатывается 10%-ным раствором серной кислоты (для разбавления концентрированной серной кислоты используется паровой конденсат) в объемном соотношении смола-раствор серной кислоты равном 1:0,5. Время обработки 60 мин. После обработки раствор отстаивается в течение 2 ч и обессоленная смола с остатками серной кислоты поступает на отмывку от кислоты водой. Используются две ступени контакта. На каждой ступени соотношение вода-смола равно 0,5:1. Продолжительность времени обработки водой равно 30 мин, а продолжительность времени расслаивания смеси вода-смола 3 ч. Процесс проводится при 60^оС. Степень извлечения солей составляла 85-90%
К недостаткам метода можно отнести низкую степень извлечения солей; использование относительно дорогой щелочи для нейтрализации кислоты; значительные расходы воды для двухступенчатой отмывки от серной кислоты; использование парового конденсата для разбавления серной кислоты, что снижает степень рекуперации тепла, большая продолжительность обработки и расслаивания смесей, что приводит к малым объемным скоростям процесса.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков известной технологии.

Это осуществляется методом противоточной экстракции водой в присутствии диизопропилового эфира.

Процесс обессоливания фенольной смолы происходит следующим образом.

Фенольная смола, направляемая на обессоливание, смешивается с диизопропиловым эфиром (ДИПЭ) в соотношении 1:(0,5-1,5) и с частью воды (15-20% от общего количества воды) из нижней разделительной зоны экстракционной колонны и поступает в эмульгатор, где интенсивно перемешивается в течение 3-5 мин, а затем разделяется в деэмульгаторе. Время разделения 5-10 мин. Верхний слой из деэмульгатора, содержащий смолу с ДИПЭ, направляется в экстракционную колонну для достижения необходимой степени обессоливания смолы, а нижний слой, содержащий воду с солями, соединяется с экстрактной фазой в нижней разделительной зоне колонны. В экстракционную колонну подается вода, так чтобы соотношение смола-ДИПЭ-вода равнялось 1:(0,5-1,5):(0,3-0,9). Рафинатная фаза, содержащая обессоленную смолу с ДИПЭ, поступает на ректификацию для отгонки ДИПЭ, а экстрактная фаза, содержащая воду, соли и растворенную органику (в основном фенол) на узел очистки сточных вод.

П р и м е р 1. Фенольную смолу, содержащую 0,5 мас. соли, подвергают однократной экстракции, для чего ее смешивают с ДИПЭ в термостатированной колбе при 60^оС и контактируют с водой. Массовое соотношение смола-ДИПЭ-вода равно 1:0,9:0,6. После 10 мин интенсивного перемешивания мешалкой смесь отстаивают до полного расслоения (5 мин) и разделяют на две фазы эфиросмоляную и водно-солевую. Исходная смола, рафинат и экстракт анализировались на содержание солей методом сжигания при постепенном повышении температуры до 600^оС.

Степень извлечения солей рассчитывалась как
ε 100 где х(исх.)с

концентрация соли в исходной смоле;
x(c.c.)c концентрация соли в обессоленной смоле.

Коэффициент распределения соли рассчитывался как
K_c где x(в.c.)c

концентрация соли в водно-солевом слое
В данном примере
ε 100=85%
K_c 9,44
П р и м е р ы 2-6. Опыты проводят так же, как и в примере 1, но для экстракции использовались образцы смолы с содержанием соли 0,32; 0,54; 1,38; 1,95 и 2,57 мас. Полученные результаты представлены в табл.1. Покомпонентные составы смол, полученные газохроматографическим анализом приведены в табл.2.

П р и м е р ы 7-11. Опыты для образцов смолы, содержащих 0,32; 0,50; 1,38; 1,95 и 2,57 мас. солей, проводят так же, как указано в примере 1, но перемешивание осуществляют в течение 60 мин. Полученные результаты представлены в табл.1.

П р и м е р ы 12-15. Для образцов смолы, содержащих 0,38; 1,38; 1,95 и 2,57 мас. солей, экстракцию проводят так же, как и в примере 1, но массовое соотношение смола-ДИПЭ-вода равнялось 1: 1,5: 0,6. Полученные результаты представлены в табл.1.

П р им е р ы 16-19. Для образцов смолы, содержащих 0,38; 1,95 и 2,57 мас. солей, экстракцию проводят так же, как и в примере 1, но массовое соотношение смола-ДИПЭ-вода равнялось 1:0,9:0,3. Полученные результаты представлены в табл.1.

П р и м е р ы 20-24. Образцы фенольной смолы, содержащие 0,38; 0,54; 1,38; 1,95 и 2,57 мас. солей, подвергают двух-, трехкратной экстракции путем повторной экстракции при 60^оС эфиросмоляной смеси водой после контакта, отстоя и отделения предыдущей порции воды. Условия выделения процесса и полученные результаты представлены в табл.1.

П р и м е р 25. Фенольную смолу, содержащую 2,57 мас. подвергают трехступенчатой противоточной экстракции при 60^оС при соотношении смола-ДИПЭ-вода, равном 1:1,5:0,6. В результате получена смола с содержанием солей 0,02 мас.

П р и м е р 26. Фенольную смолу, содержащую 1,95 мас. подвергают трехступенчатой противоточной экстракции при 60^оС при соотношении смола-ДИПЭ-вода, равном 1: 0,9: 0,6. В результате получена смола с содержанием солей 0,0008 мас.

П р и м е р 27. Фенольную смолу, содержащую 0,50 мас. соли, подвергают трехступенчатой противоточной экстракции при 60^оС при соотношении смола-ДИПЭ-вода равном 1: 0,9:0,6. В результате получена смола с содержанием солей 0,0002 мас.

П р и м е р 28 (сравнительный). Образец смолы, содержащий 0,5 мас. солей, подвергают обработке 10%-ным раствором серной кислоты и последующей отмывке водой в двух ступенях. Время обработки и расслаивания такое же, как в промышленном прототипе. В результате получена смола с содержанием соли 0,11 мас. Степень извлечения солей равнялась 78%
П р и м е р 29 (сравнительный по прототипу). Образец смолы, содержащий 1,95 мас. солей, подвергают обессоливанию так же, как и в примере 28. В результате получена смола с содержанием соли 0,70 мас. Степень извлечения солей равнялась 64%
П р и м е р 30 (для сравнения, выход за нижний предел по воде). Образец смолы, содержащий 0,38 мас. солей, подвергают экстракции так же, как в примере 1, но массовое соотношение смола-ДИПЭ-вода равнялось 1:0,9:0,1, ε= 80,3% К_с 4,08. Время расслоения фаз установить трудно, так как водный слой имел окраску, идентичную окраске органического слоя.

П р и м е р 31 (для сравнения, выход за нижний предел по ДИПЭ). Образец смолы, содержащий 0,38 мас. солей, подвергают экстракции так же, как в примере 1, но массовое соотношение смола-ДИПЭ-вода равнялось 1:0,4:0,6, ε= 65,1% К_с 6,02. Время расслоения фаз равно 10-15 мин.

П р и м е р 32 (для сравнения, выход за предел по температуре). Образец смолы, содержащий 0,38 мас. солей, подвергают экстракции так же, как в примере 1, но температура экстракции равнялась 40^о С, ε= 9,09% К_с 9,09. Время расслоения фаз равно ≈30 мин.

Использование: удаление солей из фенольной смолы-отхода производства процесса получения фенола и ацетона через гидроперекись изопропилбензола. Сущность изобретения: обессоливание фенольной смолы ведут экстракцией водным раствором диизопропилового эфира при 60 ^oС и массовом соотношении смола: эфир 1:(0,5-1,5):(0,3-0,9), после чего водный солевой слой отделяют от органического слоя . 2 табл.

СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ФЕНОЛЬНОЙ СМОЛЫ экстракцией водным раствором при 60^oС с последующим разделением смеси на водный и органический слои, отличающийся тем, что экстракцию ведут в присутствии диизопропилового эфира при массовом соотношении смола эфир вода соответственно 1 0,5 1,5 0,3 0,9.