Файл: Гальперин А.Е. Производство присадок к моторным и трансмиссионным маслам.pdf

По окончании реакции подачу хлора прекращают и полученный хлорированный парафин продувают в тече­ ние 0,5 ч инертным газом для удаления свободного хло­ ра и хлористого водорода. Затем насосом 5 готовый хло­ рированный парафин откачивают в дозатор 7. Выде­ ляющийся в процессе хлорирования хлористый водород и не успевший вступить в реакцию хлор через верх ре­ актора поступают в обогреваемый отбойник 10, где от них отделяется и возвращается в хлоратор механически унесенный парафин. Газообразные продукты VI, состоя­ щие примерно из 95% хлористого водорода и 5% актив­ ного хлора, направляют на поглощение водой с получе­ нием 20% -ной ингибированной соляной кислоты.

Температуру процесса поддерживают на уровне 65— 75 °С (±5°С ), подавая в рубашку хлоратора пар или охлаждающую воду. Хлорирование проводят до содер­ жания в парафине 12±0,5% хлора. Ход реакции контролируют по плотности и температуре плавления парафина. При содержании хлора в парафине 11,5— 13,5% его плотность увеличивается на 12—12,5%, а тем­ пература плавления снижается на ,14—17 °С. Проведе­ ние процесса при температуре выше 80 °С понижает в последующем выход депрессора АзНИИ. Присутствие 3% кислорода в качестве примеси к хлору замедляет процесс хлорирования почти вдвое. Футерование по­ верхности хлоратора свинцом помимо антикоррозионных факторов улучшает качество получаемого в последую­ щем депрессора АзНИИ. Дорогостоящая свинцовая фу­ теровка может быть заменена на футеровку из нейтраль­ ных неметаллических материалов (диабазовой плитки и др.).

АЛКИЛИРОВАНИЕ ФЕНОЛОВ

Алкилированные фенолы обладают антиокислитель­ ными свойствами и широко применяются как присадки. Используя высокую химическую активность алкилфенолов в реакциях с серу- и фосфорсодержащими реаген­ тами, окисями и гидроокисями металлов, в реакциях конденсации (с формальдегидом) и карбоксилирования (для получения алкилсалицилатов), получают различные многофункциональные присадки Сем. стр. 25—33). Фено­ лы алкилируют агентами, различными по содержанию

углерода (С8—Сі2, Сн—Сі8, С24—С35) и строению моле­ кулы, в присутствии катализаторов. В зависимости от строения алкилфенолов их производные —многофунк­ циональные присадки — по-разному действуют на те или иные эксплуатационные свойства масел.

Алкилирование фенола хлорированным парафином.

Алкилирование хлорированным парафином проводят в присутствии безводного хлористого алюминия АІСІ3 (ГОСТ 4252—48) как катализатора. Расход катализа­

на на рис. 2. Процессы эти проводят в аппаратуре, об­ вязанной по идентичной схеме; они различаются продол­ жительностью и температурой реакции.

Из дозатора 1 хлорированный парафин насосом 11 через подогреватель 8 при 80°С закачивается в реактор с мешалкой (алкилатор) 6. Расплавленный фенол из дозатора 3 самотеком попадает в алкилатор 6. В алкилаторе поддерживается температура 90 °С. При этой температуре в него в течение 1—1,5 ч из бункера 4 при помощи питателя 5 небольшими порциями подается ка­

температуры вызывает бурное вспенивание и может вы­ звать выброс реакционной массы из реактора. При 120 °С реакция протекает наиболее интенсивно. По окон­ чании пенообразования температуру поднимают до 140°С, а потом за 0,5 ч — до 165—170°С. При этой температуре в течение 1 ч процесс алкилирования за­ канчивается.

Конденсация хлорированного парафина с нафтали­ ном происходит в той же последовательности при 65—

нафталин VIII. По окончании процесса конденсации ре­ акционную массу выдерживают при той же температуре в течение 20—30 мин. Затем в аппарат 6 из емкости 17 насосом 13 через подогреватель 9 закачивают раствори­ тель (керосин) XI. После перемешивания в течение 15—

66

30 мин продуктов конденсации с растворителем до пол­ ного их растворения раствор самотеком поступает в про­ мывную емкость 10. В эту емкость насосом 12 предвари­ тельно закачивают воду, умягченную на катионитовых

Рис. 2. Принципиальная схема установки алкилирования фенола хлорированным парафином в присутствии хлористого алюминия и конденсации хлорированного парафина с нафталином:

фильтрах 15 и нагретую в подогревателе 16 до 80—95 °С. Для промывки можно использовать также паровой кон­ денсат IV. Промытая до нейтральной реакции реакцион­ ная масса отстаивается до содержания воды не более 0,8% и потом перепускается самотеком в емкость 18. Из нее продукт (депрессор АзНИИ) насосом 14 откачивает­ ся для отгонки растворителя и непрореагировавшего па­ рафина (см. рис. 3). Выделяющийся в процессе хлори­

стый водород, пройдя каплеотбойник 7, поглощается водой с получением 20%-ной ингибированной соляной кислоты VI.

Принципиальная технологическая схема отгонки рас­ творителя от депрессора АзНИИ представлена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная схема отгонки растворителя от депрессора

АзНИИ:

Растворитель отгоняют в атмосферной колонне 1. Про­ дукт VII поступает в ее верхнюю часть, а водяной пар — в низ колонны. Температура верха 'колонны 160—220 °С. Из колонны 1 продукты насосом 16 подаются в секцию змеевика печи 3, где нагреваются до 300—330 °С. На­ гретые продукты разделяются на два потока: большая часть поступает в середину атмосферной колонны 1, остаток — в середину вакуумной колонны 2. Смесь паров

68

керосина, воды и хлористого водорода через шлем ат­ мосферной колонны поступает в конденсатор смешения 4, орошаемый водой. Продукты конденсации поступают в водоотделитель 5. Вода, содержащая соляную кисло­ ту, через нейтрализатор 6 сбрасывается в канализацию. Обезвоженный керосин из водоотделителя 5, пройдя нейтрализатор 11, собирается в емкости 12, откуда на­ сосом 15 возвращается в процесс. Температурный ре­ жим в вакуумной колонне 2 регулируют подачей в низ колонны перегретого до 250—450°С водяного пара и пи­ тания в середину колонны. Температура наверху ко­ лонны 2 должна быть 200—260 °С, вакуум в ней 560— 600 мм рт. ст. (поддерживается при помощи барометри­ ческого конденсатора 7 и вакуум-насоса 20 типа РМК-3).

Отгон из вакуумной колонны 2 через шлем поступает в барометрический конденсатор 7 и вместе с водой попа­

ного отстаивания в буферную емкость 9, откуда насосом 17 откачивается в мерник 13 и из него по мере накопле­ ния возвращается на хлорирование. Готовый депрессор АзНИИ (VI) с низа вакуумной колонны 2, пройдя по­ гружной холодильник 10, собирается в вакуумном при­ емнике 19, откуда насосом 18 откачивается в парк.

Оптимальный режим получения депрессора АзНИИ следующий: температура хлорирования парафина 70— 80 °С; содержание хлора в хлорированном парафине 12—12,5%; соотношение компонентов (хлорированного парафина и нафталина) при реакции конденсации 9:1; расход'хлористого алюминия 3%, считая на смесь ре­ агентов; продолжительность отстоя 2 ч; температура процессов конденсации, отстаивания и промывки 80°С; разбавление растворителем 1: 1 (на смесь хлорированно­ го парафина и нафталина).

Алкилирование фенола олефиновым сырьем в про­ мышленных условиях проводится в четыре этапа.

1. Алкилирование в присутствии катализаторов: бензолсульфокислоты (БСК), серной кислоты и катионообменноп смолы (КУ-2). Возможно применение в качестве катализаторов толуолсульфокислоты (ТСК) взамен БСК и алюмосиликатного катализатора взамен КУ-2.

2, Обработка полученного на первом этапе катали­ зата (смеси алкмлфеиола, побочных продуктов и непро­

69

реагировавших веществ). В условиях ікислоіі среды, соз­ данной катализатором, при незначительном повышении температуры побочные продукты — эфиры фенола — в результате реакции изомеризации превращаются в алкилфенолы, а низкомолекулярные олефины вовлекаются

вреакцию алкилирования.

3.Удаление из раствора сырого алкилфенола ката­ лизатора путем нейтрализации раствора щелочными ре­ агентами (газообразным аммиаком, раствором кальци­ нированной соды) с последующим отделением получен­ ных солей бензолили толуолсульфокислоты, промывкой горячей водой или на центробежных сепараторах. Соли

толуолсульфокислоты имеют более крупные кристаллы и поэтому лучше отделяются. При алкилировании на ка­ тализаторе КУ-2 третий этап заключается в регенера­ ции катализаторов.

4. Отгонка от сырого алкилфенола непрореагировав­ шего фенола, олефинов и низкомолекулярных алкилфеполов.

Принципиальная технологическая схема алкилирова­ ния фенола олефиновым сырьем в присутствии различ­ ных катализаторов представлена на рис. 4. Фенол на установку алкилирования поступает в расплавленном со­

а в емкость 7 — полимердистиллят. Бензолсульфокислоту (или толуолсульфокислоту) привозят на установку в барабанах из оцинкованной жести и загружают в до­ затор-плавильник 3.

Алкилирование можно проводить периодически и не­ прерывно. При проведении процесса периодическим спо­ собом в алкилатор 9, снабженный мешалкой, самотеком из дозаторов 1—3 спускаются фенол и катализатор (14 вес.% бензолсульфокислоты или 8 вес.% техниче­ ской серной кислоты на загружаемый фенол). Затем при включенной мешалке по счетчику или другому дозирую­ щему устройству насосом 25 из емкости 7 подают све­ жее олефиновое сырье (2/3 необходимого количества). Тем же насосом из емкости 8 добавляют 7з отгона. По­ дачу олефинового сырья проводят при температуре 90— 100 °С со скоростью 800—900 л/ч. По окончании подачи всего олефинового сырья (200—240% иа фенол) темпе­ ратуру процесса за I—2 ч поднимают до 105—110 °С

70.