способ получения полиоксиалкиленгликолевых эфиров
Классы МПК: | C08G65/26 из циклических простых эфиров и прочих соединений |
Автор(ы): | Швец В.Ф., Макаров М.Г., Кустов А.В., Козловский Р.А., Староверов Д.В., Сучков Ю.П. |
Патентообладатель(и): | Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-10-24 публикация патента:
27.07.2002 |
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения полиоксиалкиленгликолевых, в частности оксиалкилированных, высших жирных спиртов, алкилфенолов, гликолей, аминов и карбоновых кислот, высоко эффективных неионогенных поверхностно-активных веществ. Данные соединения находят широкое применение в различных отраслях промышленности и быту. Полиоксиалкиленгликолевые эфиры получают взаимодействием оксидов алкилена с соединениями, имеющими подвижный атом водорода, при повышенных давлении и температуре в присутствии алкоголятов щелочных металлов, в реакторном узле, включающем один или несколько реакторов вытеснения. В качестве реакторов используют аппараты, у которых реакционный объем заключен между двумя поверхностями теплообменника. Способ позволяет увеличить удельную производительность реакторного узла и позволяет использовать разные виды сырья. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. Способ получения полиоксиалкиленгликолевых эфиров взаимодействием оксидов алкилена с соединениями, имеющими подвижный атом водорода, в жидкой фазе при повышенной температуре и давлении в присутствии алкоголятов щелочных металлов в реакторном узле, включающем один или несколько реакторов вытеснения, и отводом тепла химической реакции через поверхность теплообмена, отличающийся тем, что в качестве реакторов вытеснения используют аппараты, у которых реакционный объем заключен между двумя поверхностями теплообмена. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют в каскаде реакторов, соединенных в последовательно-параллельную цепь. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют в каскаде реакторов вытеснения с дробной (рассредоточенной) подачей оксида алкилена. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве реакторов вытеснения используют теплообменные аппараты. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве теплообменных аппаратов используют пластинчатые, спиральные или трубчатые теплообменники. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве трубчатых теплообменников используют один или несколько теплообменников типа "труба в трубе", помещенных в кожух. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что отвод тепла химической реакции осуществляют за счет вынужденного движения теплоносителя в кожухе и/или трубном пространстве теплообменника. 8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что отвод тепла химической реакции осуществляют за счет вынужденного движения теплоносителя в трубном пространстве теплообменника и/или кипения теплоносителя в кожухе. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что поверхность теплообмена омывается одним или разными теплоносителями с одной и той же разной температурой.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения полиоксиалкиленгликолевых эфиров (ГЭ), которые находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства, в частности, в качестве моющих, текстильно-вспомогательных веществ, эмульгаторов при добыче и переработке нефти. Известны способы получения ГЭ взаимодействием оксида алкилена с соединениями, имеющими подвижный атом водорода (спирты, гликоли, фенолы, карбоновые кислоты, амины, амиды и др.) в барботажных реакторах полупериодического действия, снабженных рубашкой и змеевиками для отвода тепла химической реакции, при температуре 80-230oС и давлении 0,2-0,5 МПа. (Пат. США 2678935; Пат Англии 721778; Malkemus J.D, J.Am.Oil Chem. Soc. 33, 571, 1956; Н.Шенфельд "Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена", М., Химия, 1982, с. 66). Удельная производительность данных реакторов не превышает величины 0,025 кг оксида с одного м3 реакционного объема в секунду (0,025 кг/м3



Пример 1
Процесс получения полиоксиалкиленгликолевых эфиров проводят в реакторном узле, состоящем из четырех одинаковых трубчатых реакторов (Фиг.1,в), следующих параметров: D1=25x2 мм, D2=38x3,5 мм, D3=57x4 мм, L=12 м. Схема соединения реакторов изображена на фиг.2. Суммарный реакционный объем равен:

где n - число реакторов в реакторном узле. В качестве соединений с подвижным атомом водорода используют спирты фракции C12-C14 со средней молекулярной массой ММ=200. Исходные спирты с растворенным в них катализатором - NaOH (0,2%мас.) со скоростью (Gc) 0,0601 кг/с и оксид этилена со скоростью (Go) 0,0397 кг/с подают в смеситель, откуда смесь поступает на вход первого реактора. Температура смеси на входе в реакторный узел 125oС. Выходящую из первого реактора смесь последовательно направляют на вход второго реактора и после этого на вход параллельно работающих третьего и четвертого реакторов. Давление в реакторном узле - 35 ат. Температуру в реакционной зоне поддерживают в интервале 125-220oС за счет подачи теплоносителя с температурой 165oС в трубное пространство и кожух. В качестве теплоностителя используют воду под давлением. На выходе из реакторного узла со скоростью (Gпр) 0,0998 кг/с отбирают ГЭ - бесцветные продукты присоединения 3 молей оксида к одному молю спиртов (степень оксиэтилированил,


Gy=G0



При повышении температуры теплоносителя на 5oС температура в реакторе не превышает величины 240oС, степень конверсии Х=99,99. На выходе из реактора отбирают высококачественный бесцветный продукт с ГЧ=170, что свидетельствует о низкой параметрической чувствительности реакторного узла к колебаниям температуры теплоносителя. Пример 2
Процесс получения полиоксиалкиленгликолевых эфиров проводят в реакторном узле, состоящем из пяти трубчатых реакторов (Фиг.1,а), следующих параметров: D1= 25x2 мм, D2=38x3,5 мм, D3=57x4 мм, L=12 м. Суммарный объем реакторного узла составляет 0,01583 м3. Схема соединения реакторов изображена на фиг.3. В качестве соединений с подвижным атомом водорода используют спирты фракции C12-C14 со средней молекулярной массой ММ=200. Исходные спирты с растворенным в них катализатором - NaOH (0,22%мас.) со скоростью (Gc) 0,0257 кг/с и оксид этилена со скоростью (GO,1) 0,01246 кг/с подают в смеситель, откуда смесь направляют на вход первого реактора каскада. Температура смеси на входе в реакторный узел 120oС. Выходящую из первого реактора смесь последовательно направляют на вход второго реактора. Выходящую из второго реактора реакционную массу смешивают в смесителе с потоком оксида этилена (G0,2), равным 0,0215 кг/с, и направляют на вход третьего реактора, а затем на вход параллельно работающих четвертого и пятого реакторов. Давление в реакторном узле - 40 ат. Температуру в реакторе поддерживают в интервале 120-225oС за счет подачи теплоносителя - воды под давлением в трубное пространство (поток III, фиг.1а) с температурой 160oС и кожух реактора (поток II, фиг.1а) с температурой 175oС. На выходе из реакторного узла со скоростью (Gпр) 0,05966 кг/с отбирают ГЭ - продукты присоединения оксида этилена к спиртам (



Процесс получения полиоксиалкиленгликолевых эфиров проводят в реакторном узле, состоящем из трех трубчатых реакторов (Фиг.1,а) и двух трубчатых реакторов (Фиг. 1. в), следующих параметров: D1=20x2 мм, D2=38x3,5 мм, d3=76x4 мм, L=12 м. Схема соединения реакторов изображена на фиг.4. Реакционный объем равен 0,0264 м3. В качестве соединений с подвижным атомом водорода используют изононилфенол с молекулярной массой ММ=220. Исходный изононилфенол с растворенным в них катализатором - КОН (0,3%мас.) со скоростью (Gс) 0,0214 кг/с и оксид этилена со скоростью (G0,1) 0,0081 кг/с направляют в смеситель, откуда смесь поступает на вход первого реактора каскада. Температура смеси на входе в реакторный узел 118oС. Выходящую из первого реактора реакционную массу смешивают в смесителе с потоком оксида (G0,2) 0,0128 кг/с и направляют на вход параллельно работающих второго реактора и третьего реактора. Выходящую из второго и третьего реакторов реакционную массу смешивают в смесителе с потоком оксида этилена (G0,2), равным 0,0225 кг/с и направляют на вход параллельно работающих четвертого и пятого реакторов. Давление в реакторном узле - 35 ат. Температуру в реакторе поддерживают в интервале 120-235oС за счет подачи теплоносителя (воды под давлением) в трубное пространство реакторов с температурой 150-160oС. На выходе из реакторного узла отбирают ГЭ - бесцветные продукты присоединения оксида этилена к изононилфенолу (



Процесс получения полиоксиалкиленгликолевых эфиров проводят в реакторном узле, состоящем из:
- трех последовательно соединенных трубчатых реакторов (Фиг.1,в) параметров: D1=25x2 мм, D2=38x3,5 мм, D3=57x4 мм, L=12 м;
- четырех параллельно соединенных трубчатых реакторов (Фиг.1,а) параметров: D1=25x2 мм, D2=38x3,5 мм, D3=57x4 мм, L=12 м;
- одного реактора (Фиг.1,с) следующих параметров: D1=25х2 мм, D2=38х3 мм, D4=180х8 мм, L=6 м, числом труб в одном ходу n=7. Схема соединения реакторов изображена на Фиг.5. Реакционный объем равен 0,0443 м3. Исходный изононилфенол с растворенным в них катализатором - NaOH (0,45%мас. ) со скоростью (Gc) 0,0092 кг/с и оксид этилена со скоростью (G0,1) 0,0051 кг/с направляют в смеситель, откуда смесь поступает на вход первого реактора каскада. Поток реакционной смеси, выходящий из второго реактора, смешивают в смесителе с потоком оксида (G0,2) 0,0061 кг/с и направляют на вход третьего реактора. Поток реакционной смеси, выходящий из третьего реактора, смешивают в смесителе с потоком оксида (G0,3) 0,0109 кг/с и направляют на вход параллельно работающих четвертого, пятого, шестого и седьмого реакторов. Выходящую из данных реакторов реакционную смесь смешивают в смесителе с потоком оксида (G0,4) 0,015 кг/с и направляют на вход последнего реактора (фиг.1.с). Давление в реакторном узле - 40 ат. Температуру в реакторе поддерживают в интервале 120-240oС за счет подачи теплоносителя (воды под давлением) в трубное пространство и кожух с температурой 115-165oС. На выходе из реакторного узла отбирают ГЭ - бесцветные продукты присоединения оксида этилена к изононилфенолу (



Процесс осуществляют аналогично примеру 2. В качестве соединения с подвижным атомом водорода используют высшие амины С12-С14 со средней молекулярной массой ММ=198. Концентрация катализатора 0,07% мас. Скорость подачи исходных аминов - 0,027 кг/с. Суммарная скорость подачи оксида этилена - 0,048 кг/с (0,016 и 0,032 кг/с). Давление в реакторном узле - 30 ат. Температура теплоносителя 145-158oС. Температура в реакторе 120-235oС. На выходе из реакторного узла отбирают ГЭ - продукты присоединения оксида этилена к высшим аминам (



Процесс осуществляют в реакторном узле, состоящем из двух одинаковых последовательно соединенных пластинчатых теплообменников с суммарным объемом 0,017 м3. В качестве соединения с подвижным атомом водорода используют стеариновую кислоту ММ= 284,5. Скорость подачи стеариновой кислоты - 0,058 кг/с. Суммарная скорость подачи оксида этилена - 0,054 кг/с (0,019 и 0,035 кг/с). Давление в реакторном узле - 40 ат. Температуру в реакторе поддерживают в интервале 120-235oС за счет подачи теплоносителя - даутерма с температурой 150-170oС. На выходе из реакторного узла отбирают ГЭ - продукты присоединения оксида этилена к стеариновой кислоте (



Процесс осуществляют в реакторном узле, состоящем из одного спирального теплообменника объемом 0,01 м3. В качестве исходных веществ используют спирты фракции С10-C18 со средней молекулярной массой ММ=214 и оксид пропилена. Концентрация КОН в исходных спиртах - 0,1%мас. Скорость подачи спиртов - 0,0418 кг/с. Скорость подачи оксида пропилена - 0,034 кг/с. Давление в реакторном узле - 20 ат. Температуру в реакторе поддерживают в интервале 120-225oС за счет подачи теплоносителя - даутерма с температурой 135-160oС. На выходе из реакторного узла отбирают ГЭ - продукты присоединения оксида пропилена к спиртам (




Класс C08G65/26 из циклических простых эфиров и прочих соединений