Способ очистки полных эфиров фосфорной кислоты Советский патент 1993 года по МПК C07F9/09 

Изобретение относится к способу очистки полных эфиров фосфорной кислоты общей формулы:

RiOv

R20-P 0 , , R307

где Ri, RZ, Рз - алкил или арил. причем преимущественно арил-содержащих эфиров,

Указанные эфиры применяются в качестве термостойких турбинных масел, гидравлических жидкостей, а также в качестве пластификаторов полимерных материалов.

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта, интенсификация процесса и обеспечение его

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 и воды противотоком снизу.

00

s| VJ

0

СО

причем очистку проводят раздельно в двух пульсэционных колоннах при интенсивности пульсаций 400 700 мм/мин, температуре 30 - 4D°C в каждой колонне и диспергйрования водной фазы в органической, с подачей 2,0 - 3,0%-ного раствора гидроокиси натрия или калия в нижнюю часть первой колонны и деминерализован- ной 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), дис- пергирование 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), дифенилтретбутил- фенилфосфат (ТУ 6-05-1611-86), дифе- нилкрезилфосфат (ТУ 6-05-161 1-86), ди-2-этилгексил-фенилфосфат (ТУ 6-05- 1611-86), дифенилксиленилфосфат, дикси- ленилфенилфосфат .

Очистка указанных зфиров фосфорной кислоты раздельно в двух последовательных пульсационных колоннах в указанном диапазоне технологических параметров в литературе не описана

Кислотное число образцов эфиров до и после очистки и содержание фенолов в-эфи- рах 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. Включают 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 деминералмзован- ную воду. Оба потока также предварительно подогревают в теплообменниках до 30 - 40°С. Режим диспергирования во второй колонне аналогичен режиму в первой колонне. Пройдя вторую колонну фазы выводятся: очищенный эфир снизу колонны, отработан

ная вода - сверху. Обьемное соотношение фаз 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 ди0 аметр 300 мм и высоту 6 м.

Пример 1. Эфир-сырец триксиленил- фосфата (ТКсФ) с содержанием фенолов 27 г/л и кислотным числом 11 мгКОН/г непрерывно подают в верхнюю часть первой

5 пульсационной колонны (поз. 1), предварительно нагретый в теплообменнике (поз. 4) до 35°С. После заполнения колонны, включают пульсатор и устанавливают интенсивность перемешивания 500 мм/мин. Далее

0 начинают непрерывно подавать 3%-ный раствор NaOH в нижнюю часть колонны, предварительно нагретый в теплообменнике (поз. 3) до 35°С. Устанавливают расход ТКсФ из расчета объемного соотношения

5 ТКсФ : водный раствор щелочи 1:1. Колонна имеет вставку из перфорированных пластин с живым сечением 50% (тип пластин КРИМЗ). Пройдя колонну, эфир выводится снизу и поступает в сборник (поз. 7), откуда

0 непрерывно насосом (поз. 8) подается в верхнюю часть колонны (поз. 2), предварительно нагреваясь до 35°С в теплообменнике (поз. 5), Отработанный раствор МаОН сверху колонны (поз. 1) отводят на очистку сточ5 ных 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

0 теплообменнике (поз. 6) деминерализован- н-ую 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), очи5 щенный ТКсФ отводят на стадию отгонки летучих компонентов, а отработанную воду - в СТОЙ.

Полученный после такой очистки ТКсФ имеет следующие показатели качества: кис0 потное число - 0,02 мгКОН/r, остаточное содержание фенолов- 1,35 г/л, остаточную влажность - 0,3%. После длительного использования (в течение 3,0 лет) ТКсФ в качестве смазочного масла в паровых турбинах

5 кислотное число его сохраняется на уровне пригодном, для дальнейшего использования (0,09 мгКОН/r). Потери ТКсФ с водными потоками составляют величину 0.2 мас.%.

В табл. 1 приведены примеры реализации способа прм использовании еышеперечисленных эфиров, а также при различных технологических параметрах при щелочной и водной промывках.

В табл. 2 приведены показатели качества эфиров после очистки, после использова- ния в жестких условиях при высоких температурах и давлении, потери продукта с промывными водами.

В табл. 3 приведены сравнительные технологические и экономические показатели процессов очистки по прототипу и по предлагаемому способу.

Как видно из табл. 3, предложенный способ очистки полных эфиров фосфорной кислоты позволяет повысить качество эфиров после очистки, снизив кислотное число в 20 - 50 раз, остаточное содержание фенолов в 3 раза и выше, остаточную влажность в 10 - 20 раз, а также сохранить высокий уровень качества эфиров после использования в течение 3 лет. Так, кислотное число в способе по предлагаемому изобретению повышается в 2 - 4 раза и составляет величину 0,07 - 0,11 мгКОН/г, что позволяет использовать эфир еще в течение 1 - 2 лет, в 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 снизить энергозатраты на процесс в 1,5-2 раза за счет того, что необходимая температура нагрева эфиров при промывке - 30 - 40°С. а не 45 - 60°С как в способе-прототипе, а также за счет того, что не требуется дополнительной энергии на осушку высоковлажного эфира, Способ также позволяет снизить расход 100%-ного МаОН в 1,5 - 5,0 раз, а также потери эфира с промывными водами в 20 - 50 раз.

Снижение количества сточных вод в предлагаемом способе возможно за счет повторного использования (после упарки) промывной воды после водной промывки. Использовать промывную воду после промывки в способе-прототипе нельзя из-за большого содержания примесей. В среднем количество сточных вод снижается в 1,2 - 2 раза по сравнению с прототипом. 5Контрольные примеры 10-16 подтверждают, что достижение поставленной цели возможно при указанных в формуле технологических параметрах.

Так. при увеличении интенсивности пе0 ремешивания выше 700 мм/мин и температуры выше 40°С (примеры 10 и 12) увеличиваются потери продукта с промывными водами, остаточная влажность и, как следствие, ухудшается качество очистки

5 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)

0 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.

5 Снижение температуры ниже 30°С резко увеличивает потери продукта с промывными водами (пример 16).

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я Способ очистки полных эфиров фосфор0 ной 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

5 противотоком снизу при диспергировании водной фазы в органической, отличающий с я тем, что очистку проводят раздельно в двух пульсационных колоннах при интенсивности пульсаций 400 - 700 мм/мин,

0 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.

5

Технологические показатели форсфорной иислотн

процесса промывки эОиро

Сущность изобретения: продукт - полные эфиры фосфорной кислоты (ЭФК). Реагент 1: раствор щелочи. Реагент 2: вода. Условия очистки: последовательная промывка ЭФК щелочью и водой в раздельных пульсационных колоннах при 30 - 40°С. 1 ил. 3 табл.

Способ по прототип) осу ест пявгг слелущи образец, в мщиоо част пульсациоиной колющ (диаметр ЭОО м, «псом 6 и) непрерывно э «р-суоеа триксипеинлеосоет (ТКО), среднее uacrk раствор Ка Ов и хюнпо часть «оду. Температуру в копонне под- WIMIMMT 60 С. Соотношение ТКФ:р-р Н«СШ;«ода I:0f3:t to верхней части колонии отбирают пронтнуо воду (практически это пряная мутон с сттшннт тесфл кд« около 10 «вес), снизу ТКсв (с содерхлннен «од 7-9 мае.), причвн «ода не отделяется от ТКе пек отстаммнни течет нескольких дней). Резу/гьтати аналнюв отмытого колонне ТКс« с ларанетммн способа по прототипу i e тевл.2 (пример 2).

Покамтели ффвктивноети процесса очистки эфиро фосфорной кислоты

Таблица 2.

эфир-сырец

0/п лулколюра

1

со

1

3 fffffl

NaOH

±34

Таблица 3

0ff jOffЈo/ffffM#aff

вода

0 /t/mew /i/

6т пульсатора. ФУР

ЗемнераммЙомю 8ofo