СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОГО ХЛОРПАРАФИНА Российский патент 1998 года по МПК C07C17/10 C07C19/01 

Изобретение относится к способу получения твердого хлорпарафина с общей средней формулой C_nH_2n+2-xCl_x, где x = 21 - 24.

Твердые хлорпарафины широко используются в качестве антипирена для придания свойств самозатухания горючим материалом из каучука, полистирола, полиэтилена и др.

По литературным данным твердые хлорпарафины получают хлорированием парафинов с длиной цепи C₂₀-C₃₀ в растворителе в присутствии инициаторов процесса - азобисизобутиронитрила (порофора) [1], хлорпроизводных дифенила [2], треххлористого фосфора [3]. В настоящее время в промышленном масштабе реализуется способ [4], сущность которого заключается в следующем.

В реактор-хлоратор, вместимостью 6,3 м³ загружается парафин с длиной цепи C₂₀-C₃₀ и четыреххлористый углерод (ЧХУ). Реакционная масса нагревается до температуры 80 - 85^oC, после чего начинается подача хлора и инициатора процесса порофора, растворенного в ЧХУ (массовая доля порофора 0,1 - 1,0). Раствор порофора дозируется непрерывно в течение всего процесса хлорирования. Температура в процессе хлорирования поддерживается 110^oC, давление - до 0,22 МПа (2,2 кгс/см²). Время хлорирования 50 - 60 ч. По окончании хлорирования (массовая доля хлора 70%, температура начала плавления не менее 70^oC) производится удаление кислых примесей путем отпарки растворителя. После удаления кислых примесей раствор хлорпарафина в ЧХУ стабилизируется эпоксидно-диановой смолой и подается на роторно-пленочный испаритель для удаления растворителя.

Абгазы, образующиеся в процессе хлорирования и состоящие из непрореагировавшего хлора, хлористого водорода, ЧХУ, продуктов распада порофора, направляются на стадию очистки и приготовления абгазной соляной кислоты.

Недостатками данного способа являются:
1. Использование в процессе хлорирования дополнительного ингредиента - четыреххлористого углерода (растворитель).

2. Необходимость отпарки растворителя и потери его в количестве 467 кг на операцию с абгазами и сточными водами, что ухудшает экологические характеристики процесса.

3. Низкий съем готового продукта с единицы объема оборудования (3846 кг с реактора вместимостью 6,3 м³)
4. Длительность процесса хлорирования 50 - 60 ч.

Целью изобретения является упрощение и интенсификация процесса получения твердых хлорпарафинов и расширение сырьевой базы исходного сырья.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе хлорирования используется смесь парафинов с длиной цепи C₁₃-C₁₈ и C₂₀-C₃₀ в соотношении 1 - 30 : 70 - 99 соответственно и процесс ведут в присутствии инициаторов, работающих в интервале температур 100 - 150^oC.

Преимуществами предлагаемого способа являются интенсификация процесса за счет сокращения в 2 раза времени хлорирования, расширение сырьевой базы за счет использования в качестве сырья парафина с длиной цепи C₁₃-C₁₈, упрощение процесса за счет исключения из процесса растворителя (ЧХУ) и связанных с его использованием стадий по очистке абгазов, сточных вод и регенерации растворителя.

Способ получения твердого хлорпарафина реализуют следующим образом.

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой, барботером для подачи хлора и термометром, загружаются парафин с длиной цепи C₁₃-C₁₈ в количестве 3,5 г и парафин с длиной цепи C₂₀-C₃₀ в количестве 346,5 г. После перемешивания смеси парафинов загружается инициатор - диметилфосфит в количестве 0,17 г. Реакционная масса нагревается до температуры 95±5^oC и подается хлор в количестве 2800 г в течение 18 - 20 ч.

После подачи хлора в реактор при температуре 125^oC вносится второй инициатор - дитретбутилпероксид в количестве 1,0 г. После чего в реакционную массу вносится третий инициатор - третбутилпербензоат в количестве 0,75 г при температуре до 135^oC. По окончании дозировки реакционная масса нагревается до температуры 140 - 145^oC и выдерживается при непрерывной подачи хлора еще 4 - 6 ч, после чего подача хлора прекращается и производится отдувка кислых примесей током азота или воздуха в течение 20 - 30 мин. После отдувки хлорпарафин стабилизируется известными стабилизаторами и выгружается из реактора.

Готовый продукт - ХП-1100 после размола соответствует всем показателям технических условий ТУ 6-01-597-76.

Пример 2. Опыт проводится аналогично примеру 1, отличается тем, что в реактор хлорирования загружается парафин с длиной цепи C₁₃-C₁₈ в количестве 105 г и парафин с длиной цепи C₂₀-C₃₀ в количестве 245 г.

Пример 3. Опыт проводится аналогично примерам 1 и 2, отличается тем, что в реактор хлорирования загружается 0,17 г фосфорной кислоты вместо диметилфосфита.

Пример 4. Опыт проводится аналогично примерам 1 и 2, отличается тем, что в реактор хлорирования загружается 0,17 г фосфористой кислоты вместо диметилфосфоита.

Пример 5. Опыт проводится аналогично примерам 1 и 2, отличается тем, что вместо диметилфосфита загружается 0,085 г фосфорной кислоты и 0,085 г фосфористой кислоты.

Пример 6. Опыт проводится аналогично примерам 1 и 2, отличается тем, что вместо диметилфосфита вносится смесь, состоящая из фосфорной кислоты (0,056 г), фосфористой кислоты (0,056 г) и диметилфосфита (0,054 г).

Пример 7. Опыт проводится аналогично примерам 1 - 6, отличается тем, что процесс хлорирования проводится без инициатора - трет.-бутилпербензоата.

Пример 8. Опыт проводится аналогично примерам 1 - 7, отличается тем, что в процессе хлорирования парафин с длиной цепи C₁₃-C₁₈ вносится в виде раствора (растворов) инициаторов - пероксидов: дитрет.-бутилпероксида, трет.-бутилпербензоата.

Пример 9. Опыт проводится аналогично примерам 1 - 8, отличается тем, что процесс хлорирования проводится без инициаторов - фосфорной кислоты, фосфористой кислоты и их алкиловых эфиров и смесей.

Пример 10. Опыт проводится аналогично примерам 1 - 9, отличается тем, что процесс хлорирования проводится с использованием инициатора - дитрет.-бутилпероксида или трет. -бутилбензоата или их смеси в количестве 0,17 г (0,05%) от загрузки исходного парафина.

Предложен способ получения твердого хлорпарафина марки XП-1100. Твердые хлорпарафины используются в качестве антипирена для придания свойств самозатухания горючим материалам из каучука, полистирола, полиэтилена и других. Для упрощения, интенсификации существующих способов и расширения сырьевой базы исходного сырья при проведении хлорирования используется смесь хлорпарафинов с длиной цепи С_13-18 и C_20-30 при температуре 100 - 150^oС без растворителя в присутствии инициатора. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ получения твердого хлорпарафина хлорированием парафина хлором при повышенной температуре в присутствии инициатора, отличающийся тем, что в качестве инициатора используют пероксиды, проявляющие инициирующую активность при 100 - 150^oС, такие, как ди-третбутилпероксид, трет-бутилпербензоат, в количестве 0,05 - 0,5 мас.% в расчете на исходный парафин с использованием в качестве парафина при хлорировании смеси парафинов с длиной цепи C₁₃-C₁₈ и C₂₀-C₃₀ в массовом соотношении 1 - 30 : 99 - 70 соответственно и процесс ведут при 100 - 150^oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс ведут в присутствии фосфорной или фосфористой кислоты или их алкиловых эфиров или их смесей, взятых в количестве не более 0,05 мас.% от исходного парафина.