ТЕРМОРЕГУЛЯТОР ПРИ ДИСТИЛЛЯЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 1998 года по МПК C07C31/22 C07C29/80 C08G77/04 

Описание патента на изобретение RU2103252C1

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к технологии получения чистых органических соединений методом дистилляции и может быть использовано на предприятиях химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и ряда других отраслей промышленности.

С целью снижения температуры кипения подвергаемого очистке органического соединения, применяют перегонку (дистилляцию) в вакууме, в этом случае уменьшается разложение этого соединения [1].

Однако при дистилляции при пониженном давлении (в вакууме) не удается избежать образования кубового остатка. Кубовый остаток (кокс, смола, гудрон, полугудрон) по составу и строению отличается от подвергаемого очистке органического соединения, образуется он за счет местного перегрева в кубе установки, которого практически никогда не удается избежать.

Известен ряд соединений, подаваемых в куб при дистилляции органических соединений также с целью снижения температуры в кубе.

Так, например при дистилляции гликолей и ароматических углеводородов в низ отпарной колонны подают водяной пар, что позволяет предотвратить разложение диэтиленгликоля [2].

Однако известные вещества не позволяют достичь равномерного нагрева кубового продукта и исключить смолообразование.

С целью увеличения производительности установок для дистилляции за счет удлинения срока непрерывной их работы, повышения качества перегнанного продукта и улучшения экологической обстановки на предприятиях за счет отсутствия слива кубового остатка в канализацию и резкого уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу предложено в качестве терморегулятора при дистилляции органических соединений использовать кремнийорганические жидкости.

В качестве кремнийорганических жидкостей могут быть использованы полидиметилсилоксановая ПМС-200 (ГОСТ 13032-67), полидиэтилсилоксановая ПЭС-5 (ГОСТ 13004-67) и полиметилфенилсилоксановая ПФМС-4 жидкости с вязкостью 200-1000 сантистокс в количестве 2,5-10,0% от массы перегоняемого продукта.

Предлагаемые в качестве терморегулятора химически инертные и термостойкие полимерные кремнийорганические жидкости без концевых функциональных групп - полидиметил-, полидиэтил-, полиметилфенилсилоксановой общей формулы
.

Где R = CH3, C2H5, C6H5; n = 3-700.

Широко применяются в качестве основы консистентных и разделительных смазок, пеногасителей и регуляторов пены, в фармации и косметике в качестве основы для мазей и добавок, улучшающих потребительские свойства продукции, в товарах бытовой химии - мастиках для полов, полирующих составах, кремах для обуви, в автокосметике, в качестве разделительной среды в газожидкостной хроматографии, как заливочные демпферы в различных приборах, в качестве добавок, улучшающих качество лакокрасочных покрытий [3-4]. Выпускаются они в достаточном количестве отечественной промышленностью.

Предназначенная для дистилляции смесь представляет собой однородный (гомогенный) раствор. При применении кремнийорганических жидкостей перегоняемое вещество или смесь веществ не смешиваются с ними: образуется два слоя. В зависимости от удельных масс слой кремнийорганической жидкости находится либо наверху, либо внизу. При дистилляции через перегоняемую жидкость барботируется воздух, инертный газ или острый пар, при этом образуется нестойкая эмульсия, в которой кремнийорганическая жидкость выступает в роли дисперсной фазы и является регулятором теплового режима (терморегулятором). Возможность местного перегрева резко снижается или вообще отсутствует, осмоления содержимого куба не происходит.

После отгонки всего содержимого кремнийорганическая жидкость остается в кубе дистилляционной установки без изменений и в том же количестве. К ней добавляют новую порцию предназначенного к дистилляции продукта и так до бесконечности.

Использование в качестве терморегулятора предлагаемых кремнийорганических жидкостей не известно, что позволяет сделать вывод о новизне и неочевидности признака.

Промышленная применимость терморегулятора при дистилляции органических соединений подтверждена следующими примерами.

Пример 1. В куб дистилляционной установки подают 3200 кг технического 88%-ного раствора глицерина (сапонификата), нагретого до 175oC, и 80 кг (2,5% от массы сапонификата) кремнийорганической жидкости ПЭС-5 (ГОСТ 13004-67). Дистилляцию проводят в вакууме 15-20 мм.рт.ст. и при температуре в кубе 175-180oC и при перемешивании содержимого куба впрыскиваемым паром с давлением 0,8 ати. Обогрев куба производится глухим паром, подаваемым в змеевики. Процесс непрерывный, длится 10-15 суток. По мере отгонки воды, содержащей следы глицерина (так называемой "сладкой воды"), и собственно глицерина в куб установки периодически подаются новые порции подогретого сапонификата по 1000- 2500 кг. Дистиллированный глицерин отбирается порциями по 500 кг.

При переработке 77800 кг технического 88%-ного раствора глицерина, отбирают 129 порций дистиллированного глицерина по 500 кг (129 х 500 = 64500 кг) и 49400 кг "сладкой" воды, содержащей 49400 х 0,015 = 740 кг глицерина. По данным заводской лаборатории среднее содержание глицерина в "сладкой" воде 1,5%.

За время работы установки в течение полугода гудрон в кубе установки не образуется. В последних 30-ти порциях дистиллированного глицерина средняя концентрация его составила 98,6%, содержание сложных эфиров 0,35%. В выбросах в атмосферу акролеин отсутствует.

Пример 2. К 500 г нагретой до 105oC смеси жирных кислот, полученной расщеплением (гидролизом) животного жира высшего сорта безреактивным методом, добавляют по каплям 25 г (5%) полиметилфенилсилоксановой жидкости ПМФС-4 с d204

1,1, которая образует нижний слой в кубе перегонной установки (по мере отгонки при 220-230oC (10-15 мм.рт.ст.) в куб перегонной установки периодически добавляют 13 порций по 150 г подогретых до 160oC жирных кислот. Всего отбирают 2380 г конечного продукта - дистиллированных жирных кислот (их смеси). Кубовый остаток не образуется. Кремнийорганическая жидкость ПМФС-4 - остаток без изменений.

По аналогичной схеме дистилляции жирных кислот в количестве 500 + (150 х 13) = 2450 г, но без добавления кремнийорганической жидкости, отбирают 1940 г дистиллированных жирных кислот; в кубе установки образуется 390 г (15,9%) кубового остатка - гудрона.

Пример 3. К 500 г дибутилового эфира диэтиленгликоля (C4H9OCH2CH2)2O добавляют 50 г (10%) полидиметилсилоксановой жидкости ПМС-200 (ГОСТ 13032-67) с удельной массой d204

0,98, которая образует нижний слой в кубе перегонной установки. Содержимое перегоняется при 122-128oC (15-20 мм.рт.ст.). Получено 493 г исходного дибутилового эфира диэтиленгликоля с n20D
1,4247 (хорошо совпадает с литературными данными). На дне куба остается жидкость ПМС-200 в том же (50 г) количестве. При аналогичной перегонке, но без добавления ПМС-200, кубовый остаток составил 67 г (13,4%).

ПРИМЕР 4. (контрольный, без добавки кремнийорганической жидкости). В куб дистилляционной установки подают 2500 кг технологического 88%-ного раствора глицерина, нагретого до 175oC. Дистилляцию производят в вакууме 15-20 мм.рт. ст. и при температуре в кубе 175- 180oC. Всего за цикл было переработано 61000 кг 88%-ного раствора глицерина. Отобрано (500 х 32)+ 300 = 46300 кг дистиллированного глицерина и 25800 кг сладкой воды, в которой содержалось 25800 х 0,015 = 400 кг глицерина. Кубовый остаток - гудрон - в количестве (61000 х 0,88)-46300-400 = 6980 кг, или от массы глицерина, взятого для дистилляции.

Предлагаемые терморегуляторы могут быть применены на любых промышленных и лабораторных установках для фракционной перегонки смесей или дистилляции органических соединений.

Применение предлагаемых терморегуляторов обеспечивает следующие преимущества:
1. Отсутствие кубового остатка при достаточно длительной работе установки улучшает экологическую ситуацию в населенном пункте, т.к. уменьшает сброс вредных веществ в водоем или в канализацию.

2. Упрощается технология процесса и повышается производительность установки для дистилляции, т.к. не требуется затрачивать время на остановку для разваривания гудрона и спуска его раствора с последующей промывкой куба.

3. Увеличивается выход конечного продукта (на ≈15%).

4. Улучшается качество конечного продукта.

5. Уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания изобретения:
1. Берлин А. Я. Техника лабораторной работы в органической химии, М.: Химия, 1973, с. 368.

2. Промышленные установки каталитического риформинга /под ред. Г.А.Ластовкина, Л.: Химия, 1984, с.95.

3. Сопоставительные обзоры, по отдельным производствам химической промышленности, вып. 14, 15. М.: НИИТЭХИМ, 1970.

4. Соболевский М. В., Музовская О.А., Попелева Г.С. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов. М.: Химия, 1975, с.296.

Похожие патенты RU2103252C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДИСТИЛЛЯЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ГЛИЦЕРИНА 1995
  • Плесовских В.А.
  • Келлер С.В.
  • Белокриницкий М.А.
  • Потехин С.М.
  • Гаврилова Т.Н.
RU2093503C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ЛАКА 1995
  • Матвеев Л.Г.
  • Варакосов В.С.
  • Шаповал Н.Н.
  • Воробьев Н.И.
RU2108347C1
СОСТАВ ДЛЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО И ТЕРМОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ 1995
  • Мартынова О.П.
  • Солодкин В.Е.
  • Коваленко В.Я.
  • Копылов В.М.
RU2106378C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА ЖИДКОГО ЗОЛОТА 1996
  • Слотинцев Н.М.
  • Слотинцева М.Г.
RU2096392C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА 1994
  • Герасименя В.П.
  • Козловский А.И.
  • Козловский Р.А.
  • Орлов А.Е.
  • Сапрыкин В.В.
  • Соболев Л.А.
RU2057155C1
ВИННЫЙ НАПИТОК "БРУСНИКА НА КОНЬЯКЕ" 1995
  • Горбунова Г.В.
  • Снитко С.С.
RU2102458C1
ВИННЫЙ НАПИТОК "КЛЮКВА НА КОНЬЯКЕ" 1995
  • Горбунова Г.В.
  • Снитко С.С.
RU2097418C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ К БИТУМУ 1994
  • Попов О.Г.
  • Посадов И.А.
  • Розенталь Д.А.
  • Шнейдер М.Я.
  • Литманович В.Р.
  • Остроумов А.М.
  • Васильев Р.Л.
  • Дятлов С.Е.
  • Ракша Л.И.
RU2094427C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1995
RU2123021C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ 1997
  • Аленкин А.В.(Ru)
  • Бегов Ижрас Форманович
  • Гиржев Анатолий Леонидович
  • Гиржева Галина Дмитриевна
  • Ефремов Александр Николаевич
  • Белобрицкий Владимир Александрович
RU2121465C1

Реферат патента 1998 года ТЕРМОРЕГУЛЯТОР ПРИ ДИСТИЛЛЯЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано при дистилляции органических соединений на предприятиях химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности. Предложено при дистилляции органических соединений в качестве терморегулятора процесса применять полимерные кремнийорганические жидкости, не содержащие концевых функциональных групп и не смешивающиеся с перегоняемым продуктом. В качестве указанной жидкости берут полидиметил-, полидиэтил-, полиметилфенилсилоксановые жидкости различных марок в количестве 2,5- 10,0 мас.% к перегоняемому продукту. Предлагаемый терморегулятор позволяет вести дистилляцию органических соединений без образования вязкого кубового остатка, увеличивает выход и улучшает качество перегоняемого продукта, уменьшает выбросы вредных веществ в атмосферу, тем самым улучшает экономические и экологические показатели процесса.

Формула изобретения RU 2 103 252 C1

Применение полимерной кремнийорганической жидкости в качестве терморегулятора при дистилляции органических соединений.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2103252C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Берлин А.Я
Техника лабораторной работы в органической химии
- М.: Химия, 1973, с.368
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Промышленные установки каталитического риформинга / Под ред
Г.А.Ластовкина
- Л.: Химия, 1984, с.95
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Сопоставительные обзоры по отдельным производствам химической промышленности
- М.: НИИТЭХИМ, вып.14, 15, 1970
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Соболевский М.В., Музовская О.А., Попелева Г.С
Свойства и области применения кремнийорганических продуктов
- М.: Химия, 1975, с.296.

RU 2 103 252 C1

Авторы

Плесовских В.А.

Келлер С.В.

Белокриницкий М.А.

Потехин С.М.

Гаврилова Т.Н.

Даты

1998-01-27Публикация

1996-07-10Подача