CC BY
182
УДК 62/09/665.63
Л. К. Абдрахманова, Д. У. Рысаев, Г. К. Аминова, А. К. Мазитова
Осветление ди-(2-этилгексил)фталатного пластификатора водным раствором гипохлорита натрия
Уфимский государственный нефтяной технический университет 450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1, тел. (347) 228-25-11
Предложен усовершенствованный метод очистки ди-(2-этилгексил)фталатного пластификатора поливинилхлорида. Определены условия осветления ди-(2-этилгексил)фталатного пластификатора водным раствором гипохлорита натрия.
Ключевые слова: пластификатор, поливинил-хлорид.
В качестве пластификаторов применяются различные классы химических соединений. Около 90% производимых пластификаторов относится к группе сложноэфирных пластификаторов. Доминирующую часть этой группы составляют эфиры фталевой кислоты: При этом свыше 90% производимых фталатов используется для пластификации поливинилхлорида (ПВХ). Наиболее многотоннажными продуктом является ди(2-этилгексил)фталат-ный пластификатор (ДОФ).
Производство ди(2-этилгексил)фталатно-го пластификатора состоит из нескольких стадий. На первой стадии этерификацией фта-левого ангидрида 2-этилгесанолом без катализатора получают эфир-сырец — смесь моноок-тилфталата и диоктилфталата. На второй стадии этерификацию моноэфира (МОФ) 2-этилгексанолом проводят в присутствии катализатора — серной кислоты.
Общая схема реакции имеет следующий
вид:
„О + ROH-
OR COOH
О
С OR
С OR О
+ H2O
raOH + ROH
H2SO4
С OR
С OR О
+ H2O
где R=
В эфире-сырце, после первой стадии, содержится до 50% непревращенного монооктил-фталата. На данной стадии происходит побочная реакция образования о-фталевой кислоты:
^О + HOH
'О
^ОИ
С—OH O
После проведения второй стадии процесса, в эфире-сырце может содержаться до 1% непревращенного монооктилфталата и о-фта-левой кислоты. На данной стадии возможно протекание следующих побочных реакций:
С—^R
С— OH O
+ HOH
О
С—ОИ
С OH O
+ ROH
— гидролиз монооктилфталата с образованием о-фталевой кислоты
— образование изооктилсульфокислоты H2S04 + ROH ^ ROSO3H + H2O
— образование диизооктилсульфокислоты H2S04 + 2ROH ^ (RO)2SO2 + 2H2O ROSO3H + ROH ^ (RO)2SO2 + H2O
— образование олефиновых углеводородов
HOCH2—CH—C4H9 C2H5
H2SO4, toC
CH2—CH—C4H
I
C2H5
4H9
Как видно из приведенных уравнений реакций применение серной кислоты катализирует дегидратацию спирта и приводит к образованию окрашенных сульфокислот. В связи
Дата поступления 20.11.08
О
О
С
С
О
О
H2O
Таблица 1
Влияние количества раствора гипохлорита натрия на цветность пластификатора
Таблица 2
Влияние температуры на процесс осветления пластификатора
№ Количество раствора гипохлорита натрия, % (об) Показатели качества ди-(2-этилгексил)-фталатного пластификатора
Цветность по плати-нокобальтовой шкале Плотность при 20 оС, г/см Кислотное число, Мг КОН/г. Температура вспышки, оС Удельное объемное электр. соп. Ом см
1 0.49 150 0.982 0.08 205 2.04 • 1011
2 0.99 125 0.982 0.07 205 2.04 • 1011
3 1.09 100 0.07 206 2.04 • 1011
4 1.2 80 0.06 206 2.04 • 1011
5 1.41 70 0.06 206 2.04 • 1011
6 1.96 60 0.06 206 2.04 • 1011
№ Т процесса оС Кол-во гипохлорита, взятого на осветл., % (об) Цветность исход. пла-стиф Показатели качества осветленного пластификатора
Цветность по платин.-кобальт. шкале Плотность при 20 оС г/см3 Кислотное число, мг КОН г Т вспышки ос Уд. об. электр. сопротивление, Ом см
1 20 1.96 500 150 0.982 0.07 205 2.0410 • 1011
2 50 1.96 500 100 0.06 206 2.0410 • 1011
3 88 1.96 500 60 0.06 206 2.0410 • 1011
4 92 1.96 500 60 0.982 0.06 206 2.0410 • 1011
5 96 1.96 500 60 0.982 0.06 2-6 2.0410 • 1011
с этим, при производстве ди-(2-этилгексил) фталата необходимо проведение комплекса мероприятий, направленных на улучшение цвета целевого пластификатора.
Известные способы очистки диоктилфта-латного пластификатора характеризуются сложностью технологии и применением дорогостоящих реагентов 1-5. При промышленном производстве пластификаторы очищаются смесью глины «Гумбрин» и активированного угля. Очистку проводят концентрированной суспензией вышеназванных сорбентов. После обработки окрашенного пластификатора смесь фильтрируют с помощью пресс-фильтра 6 7. Указанный метод имеет определенные недостатки. Во-первых, недостаточная эффективность удаления окрашенных примесей — при очистке пластификаторов цветностью выше 500 ед. Хазена, получают продукт с соответствующим показателем не ниже 350 ед. Хазена. Во-вторых, большие потери пластификатора из-за неполного отжима сорбентов. В-третьих, образующийся неутилизируемый шлам ухудшает экологические показатели производства.
В настоящей работе описан способ очистки ди-(2-этилгексил)-фталатного пластификатора, состоящий в том, что в качестве реагента для удаления окрашенных примесей используют водный раствор гипохлорита натрия, содержащего 84 г/л вещества. Нами подобраны оптимальные условия проведения процесса:
количество гипохлорита натрия и температурный режим.
Результаты исследования влияния количества добавляемого раствора гипохлорита на изменение цветности ди-(2-этилгексил)-фта-латного пластификатора приведены в табл. 1.
Результаты исследования влияния температурного режима на процесс осветления ДОФ приведены в табл. 2. Из полученных результатов видно, что оптимальными условиями являются проведение процесса при температуре 88—92 оС и количестве водного раствора гипохлорита натрия 1.09—1.96 % об. в расчете на исходный пластификатор.
Осветление диоктилфталатного пластификатора проводили следующим образом: 50 мл ди-(2-этилгексил)-фталатного пластификатора наливали в колбу и нагревали до 80—85 оС, затем добавляли 0.6 мл раствора гипохлорита натрия, содержащего 84 г/л гипохлорита. Содержимое колбы перемешивали в течение 20 мин при температуре 88 оС. После охлаждения в колбу приливали 100 мл проточной воды и в делительной воронке отделяли верхний слой. Процесс промывки повторяли два раза.
Промытый ди-(2-этилгексил)-фталатный пластификатор сушили при температуре 90 оС и вакууме 3.99 кПа. После этого пластификатор пропускали через асбестовый фильтр. Показатели качества осветленного пластификатора приведены в табл. 3.
Таблица 3
Показатели качества исходного и осветленного ди-(2-этилгексил)-фталатного пластификатора
Показатели качества Исходный Очищенный Высший сорт
пластификатор пластификатор по ГОСТ
Внешний вид желтая жидкость прозрачная маслянистая жидкость
Цветность по платинокобальтовой шкале, более 500 80 не более 100
ед. Хазена
Плотность при 20 оС, г/см3 0.989 0.982 0.982
Кислотное число, мг КОН/г 0.100 0..06 0.07
Температура вспышки, оС 205 206 205
Удельное объемное электрическое 2.04 • 1011 2.92 • 1011 1.0 • 10'°
сопротивление, Ом см
Таким образом, предложенный нами метод очистки ДОФ позволяет уменьшить цветность пластификатора от 500 до 80 ед. Хазена за счёт использования недорогого реагента — гипохлорита натрия.
Литература
1. А.С. №329167 Способы очистки сложных эфи-ров / А. И. Куценко и др.// Б.И.- 1972.- №7.
2. Пат. Франс. №2047642 С 07 С 67/00, 1970. Способ очистки сложных эфиров.
3. Пат. Франс. №2098915 С 07 С 67/00, 1970. Способ очистки сложных эфиров.
4. Тиниус К. Пластификаторы.— М.: Химия, 1964.- 913 с.
5. Бартштейн Р. С., Кириллович В. И., Носовский Ю. Е. Пластификаторы для полимеров.-М.: Химия, 1982.- 196 с.
6. Регламент №108 Производство пластификатора, Нижнеагильский з-д.- 1986.
7. Регламент №1087/86-1 Производство ДОФ -пластификатора ПВХ.- г. Стерлитамак, з-д Авангард.- 1986.
