способ получения полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов

Классы МПК:C07C43/11 простые полиэфиры, содержащие группы , где 2?n?10
C07C41/03 реакцией оксиранового кольца с оксигруппой
C11D1/70 фенолы 
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Приоритеты:
подача заявки:
2000-05-04
публикация патента:

Изобретение относится к получению неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ), в частности оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена (неонолов). Процесс осуществляют при смешении моноалкилфенолов с 20-36 мас.% водным раствором гидроксида натрия, взятого в количестве, обеспечивающем содержание гидроксида натрия в моноалкилфенолах, подаваемых на оксиэтилирование, в интервале 0,10-0,24 мас.%. Полученную смесь обезвоживают при 120-145oС в пленочном испарителе с последующим проведением процесса оксиэтилирования при 160-200oС и 0,4-0,7 МПа в реакторе периодического действия при циркуляции реакционной массы через выносной теплообменник. При этом на обезвоживание подают смесь алкилфенолов и водного раствора гидроксида натрия при температуре, равной или меньшей на 1-9oС температуры в пленочном испарителе. Технический результат - повышение качества продукта в отношении его цветности и содержания примесей полиэтиленгликолей. 1 ил., 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2176238

Рисунок 1, Рисунок 2

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов, в частности оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена (неонолов), высоко эффективных неионогенных поверхностно-активных веществ. Данные соединения находят широкое применение в различных отраслях промышленности и быту.

Известен способ получения поверхностно-активных веществ, в котором присоединение оксида этилена к органическим веществам, содержащим подвижный атом водорода, в том числе и к алкилфенолам, проводят при повышенной температуре и давлении в присутствии катализаторов (Шенфельд Н. Поверхностно-активные вещества на основе окисиэтилена.- М.: Химия, 1982, с. 66.). Оксиэтилирование ведут в одном аппарате периодического действия. Температуру поддерживают в интервале 120-220oC, давление 0,25-0,5 МПа. Обычно применяют щелочные катализаторы (NaOH, KOH) в количестве 0,1-0,5% от массы оксиэтилируемых веществ.

Недостатком данного способа является проведение в одном аппарате нескольких стадий процесса получения НПАВ: загрузка исходного вещества (алкилфенола) и катализатора (NaOH), их обезвоживание, оксиэтилирование и выгрузка готового продукта. Это существенно снижает производительность реактора, который к тому же не может обеспечить для каждой отдельной операции оптимальный режим.

Для интенсификации процессов оксиэтилирования используют способы, основанные на методе фирмы Press-Industria (Шенфельд Н., с.67), в котором реакционную массу вбрызгивают в газовое пространство реактора, объем которого заполнен парами оксида этилена. При этом тепло химической реакции отводят за счет циркуляции реакционной массы через выносной теплообменник, а оксид этилена подают с такой скоростью, чтобы поддерживать необходимое давление.

Наиболее близким аналогом данного способа, работающего также по принципу Press-Industria, является периодический способ получения полиоксиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов, в частности, изононилфенолов (авт. св. СССР SU 1648044, C 07 C 43/11, 41/03, опубл. 20.12.99).

В поток изононилфенола с температурой 80-100oC непрерывно дозируют водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 20-36 мас.% в количестве, обеспечивающем содержание NaOH в изононилфенолах, подаваемых на оксиэтилирование, в интервале 0,25-0,32 мас.%. Полученную смесь нагревают до 110oC в теплообменнике и направляют в пленочный испаритель (ПИ), где из него удаляют воду.

Обезвоженные моноалкилфенолы с растворенным в них катализатором (NaOH) собирают в емкость, откуда периодически подают в реактор оксиэтилирования.

Процесс оксиэтилирования моноалкилфенолов проводят в реакторе периодического действия. Смесь осушенных моноалкилфенолов с растворенным в них катализатором загружают в реактор, включают циркуляционный насос, нагревают до 150oC и начинают подачу оксида этилена. Процесс осуществляют при 160-200oC и 0,4-0,7 МПа, циркулируя реакционную массу через выносной теплообменник, в котором отводят выделяемое тепло химической реакции. По окончании подачи оксида этилена реакционную массу выдерживают 10-15 мин и выгружают в промежуточную емкость, из которой оксиэтилированные изононилфенолы направляют в емкость готового продукта.

Недостатками данного способа является относительно высокая цветность получаемых продуктов, а также содержание полиэтиленгликолей (ПЭГ). В зависимости от марки получаемого продукта (неонолов) цветность колеблется в интервале от 50-150 (по платино-кобальтовой шкале), а содержание ПЭГ: 0,5-1,5 мас. %. Полиэтиленгликоли не обладают поверхностно-активными свойствами (Шенфельд Н. , с. 41), а их высокое содержание в продуктах в некоторых случаях может снижать поверхностно-активные свойства и качество получаемых полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов (там же с.65). Высокие значения данных показателей не позволяют конкурировать получаемой по данному способу продукции (полиэтиленгликолевые эфиры моноалкилфенолов) на мировом рынке.

Предлагаемый способ позволяет снизить цветность и содержание полиэтиленгликолей.

Такой результат достигается непрерывным смешением алкилфенолов при 80-100oC с 20-36 мас.% водным раствором гидроксида натрия с последующей подачей полученной смеси при повышенной температуре в пленочный испаритель (ПИ), обезвоживанием полученной смеси в ПИ и проведением процесса оксиэтилирования в реакторе периодического действия при 160-200oC и 0,4-0,7 МПа и циркуляции реакционной массы через выносной теплообменник. При этом водный раствор гидроксида натрия дозируют в поток алкилфенолов в количестве, обеспечивающем содержание NaOH в обезвоженных моноалкилфенолах (подаваемых на оксиэтилирование) в интервале 0,10-0,24 мас.% обезвоживание осуществляют при температуре 120-145oC, а смесь алкилфенолов и водного раствора гидроксида натрия подают на обезвоживание при температуре, равной или меньшей на 1-9oC температуры в пленочном испарителе.

Следующие примеры иллюстрируют способ.

Пример 1

Синтез полиэтиленгликолевых эфиров осуществляют на установке, изображенной на чертеже. Моноалкилфенолы (ТУ 38.602-09-20-91) насосом 1 непрерывно со скоростью 2 т/час (Gаф) последовательно подают в теплообменник 3, где нагревают до 100oC (tаф), и в смеситель 4. Туда же непрерывно насосом 2 со скоростью (GNaOHв) 13,4 кг/час подают 36 мас.% (CNaOHв) водный раствор гидроксида натрия. Полученную смесь моноалкилфенолов с водным раствором гидроксида натрия последовательно направляют в теплообменник 5, где нагревают до 120oC (tсм), и в ПИ 6, где при 120oC (tпи) удаляют воду. Осушенные моноалкилфенолы с растворенным в них катализатором (содержание NaOH, Ckt = 0,24 мас.%) собирают в емкость 7, из которой периодически подают в реактор оксиэтилирования.

Процесс синтеза полиоксиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов проводят в реакторе периодического действия 8. Смесь осушенных моноалкилфенолов с растворенным в них катализатором загружают в реактор в количестве 6,0 т, включают циркуляционный насос 9, нагревают до 150oC и насосом 10 начинают подачу оксида этилена в реактор. Температуру и давление в реакторе поддерживают в интервале 160-170oC (tр) и 0,4-0,5 МПа (Pр).

Выделяемое во время протекания реакции тепло отводят в выносном теплообменнике 11. После прибавления требуемого количества оксида этилена реакционную массу выдерживают в течение 12 мин и выгружают товарный продукт.

Загружено 6 т моноалкилфенола. Подано 14,4 тонн оксида этилена. Получено 20,4 т неонола АФ9-12. Цветность - 30 (по платино-кобальтовой шкале), содержание ПЭГ - 0,8. Качество продукта по другим показателям отвечает требованиям ТУ 2483-077-05766801-98 на Неонол АФ9-12.

Пример 2

Синтез полиэтиленгликолевых эфиров осуществляют на установке, изображенной на чертеже. Моноалкилфенолы (ТУ 38.602-09-20-91) насосом 1 непрерывно со скоростью 2 т/час (Gаф) последовательно подают в теплообменник 3, где нагревают до 95oC (tаф), и в смеситель 4. Туда же непрерывно насосом 2 со скоростью (G NaOHв) 13,2 кг/час подают 30 мас.% (CNaOHв) водный раствор гидроксида натрия. Полученную смесь моноалкилфенолов с водным раствором гидроксида натрия последовательно направляют в теплообменник 5, где нагревают до 126oC (tсм), и в ПИ 6, где при 130oC (tпи) удаляют воду. Осушенные моноалкилфенолы с растворенным в них катализатором (содержание NaOH, Ckt = 0,20 мас.%) собирают в емкость 7, из которой периодически подают в реактор оксиэтилирования.

Процесс синтеза полиоксиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов проводят в реакторе периодического действия 8. Смесь осушенных моноалкилфенолов с растворенным в них катализатором загружают в реактор в количестве 7,0 тонн, включают циркуляционный насос 9, нагревают до 150oC и насосом 10 начинают подачу оксида этилена в реактор. Температуру и давление в реакторе поддерживают в интервале 170-180oC (tр) и 0,5-0,6 МПа (Pр).

Выделяемое во время протекания реакции тепло отводят в выносном теплообменнике 11. После прибавления требуемого количества оксида этилена реакционную массу выдерживают в течение 12 мин и выгружают товарный продукт.

Загружено 7,0 тонн моноалкилфенолов. Подано 14,0 тонн оксида этилена. Получено 21,0 тонн неонола АФ9-10. Цветность - 30 (по платино-кобальтовой шкале), содержание ПЭГ - 0,6. Качество продукта по другим показателям отвечает требованиям ТУ 2483-077-05766801-98 на Неонол АФ9-10.

Пример 3

Синтез полиэтиленгликолевых эфиров осуществляют на установке, изображенной на чертеже. Моноалкилфенолы (ТУ 38.602-09-20-91) насосом 1 непрерывно со скоростью 2 т/час (Gаф) последовательно подают в теплообменник 3, где нагревают до 87oC (tаф), и в смеситель 4. Туда же непрерывно насосом 2 со скоростью (G NaOHв) 12,0 кг/час подают 25 мас.% (С NaOHв) водный раствор гидроксида натрия. Полученную смесь моноалкилфенолов с водным раствором гидроксида натрия последовательно направляют в теплообменник 5, где нагревают до 128oC (tсм), и в ПИ 6, где при 135oC (tпи) удаляют воду.

Осушенные моноалкилфенолы с растворенным в них катализатором (содержание NaOH, Cktt = 0,15 мас.%) собирают в емкость 7, из которой периодически подают в реактор оксиэтилирования.

Процесс синтеза полиоксиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов проводят в реакторе периодического действия 8. Смесь осушенных моноалкилфенолов с растворенным в них катализатором загружают в реактор в количестве 10,0 тонн, включают циркуляционный насос 9, нагревают до 150oC и насосом 10 начинают подачу оксида этилена в реактор. Температуру и давление в реакторе поддерживают в интервале 170-190oC (tр) и 0,6-0,7 МПа (Pр).

Выделяемое во время протекания реакции тепло отводят в выносном теплообменнике 11. После прибавления требуемого количества оксида этилена реакционную массу выдерживают в течение 12 мин и выгружают товарный продукт.

Загружено 10,0 тонн моноалкилфенолов. Подано 12,0 тонн оксида этилена. Получено 22,0 тонн неонола АФ9-6. Цветность - 40 (по платино-кобальтовой шкале), содержание ПЭГ - 0,4. Качество продукта по другим показателям отвечает требованиям ТУ 2483-077-05766801-98 на Неонол АФ9-6.

Пример 4

Синтез полиэтиленгликолевых эфиров осуществляют на установке, изображенной на чертеже. Моноалкилфенолы (ТУ 38.602-09-20-91) насосом 1 непрерывно со скоростью 2 т/час (Gаф) последовательно подают в теплообменник 3, где нагревают до 80oC (tаф), и в смеситель 4. Туда же непрерывно насосом 2 со скоростью (G NaOHв) 10,1 кг/час подают 20 мас.% (C NaOHв) водный раствор гидроксида натрия. Полученную смесь моноалкилфенолов с водным раствором гидроксида натрия последовательно направляют в теплообменник 5, где нагревают до 136oC (tсм), и в ПИ 6, где при 145oC (tпи) удаляют воду.

Осушенные моноалкилфенолы с растворенным в них катализатором (содержание NaOH, Ckt = 0,10 мас.%) собирают в емкость 7, из которой периодически подают в реактор оксиэтилирования.

Процесс синтеза полиоксиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов проводят в реакторе периодического действия 8. Смесь осушенных моноалкилфенолов с растворенным в них катализатором загружают в реактор в количестве 12,0 тонн, включают циркуляционный насос 9, нагревают до 150oC и насосом 10 начинают подачу оксида этилена в реактор. Температуру и давление в реакторе поддерживают в интервале 180-200oC (tр) и 0,6- 0,7 МПа (Pр).

Выделяемое во время протекания реакции тепло отводят в выносном теплообменнике 11. После прибавления требуемого количества оксида этилена реакционную массу выдерживают в течение 12 мин и выгружают товарный продукт.

Загружено 12,0 тонн моноалкилфенолов. Подано 9,6 тонн оксида этилена. Получено 21,6 тонн неонола АФ9-4. Цветность - 50 (по платино-кобальтовой шкале), содержание ПЭГ - 0,3. Качество продукта по другим показателям отвечает требованиям ТУ 2483-077-05766801-98 на Неонол АФ9-4.

Пример 5

Процесс осуществляют аналогично примеру 2. Загружено 7,2 тонн моноалкилфенолов. Подано 12,8 тонн оксида этилена. Получено 20 тонн неонола АФ9-9. Цветность 40. Содержание ПЭГ - 0,5 мас.%. Качество продукта по другим показателям отвечает требованиям ТУ 2483-077-05766801-98 на Неонол АФ9-9.

Условия и результаты примеров приведены в сводной таблице.

Проведение процесса данным способом позволяет снизить содержание полиэтиленгликолей до 0,3- 0,8 мас.% и цветность до 30-50.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения полиоксиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена (неонолов) смешением моноалкилфенолов с 20-36 мас.% водным раствором гидроксида натрия при 80-100oС с последующей подачей полученной смеси при повышенной температуре в пленочный испаритель, обезвоживанием полученной смеси в пленочном испарителе при повышенной температуре и проведением процесса оксиэтилирования при 160-200oС и 0,4-0,7 МПа в реакторе периодического действия при циркуляции реакционной массы через выносной теплообменник, отличающийся тем, что водный раствор гидроксида натрия подают на смешение с моноалкилфенолами в количестве, обеспечивающим содержание гидроксида натрия в моноалкилфенолах, подаваемых на оксиэтилирование, в интервале 0,10-0,24 мас. %, процесс обезвоживания осуществляют в пленочном испарителе при 120-145oС, а на обезвоживание подают смесь алкилфенолов и водного раствора гидроксида натрия при температуре равной или меньшей на 1-9oС температуры в пленочном испарителе.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07C43/11 простые полиэфиры, содержащие группы , где 2?n?10

Патенты РФ в классе C07C43/11:
окса- и полиоксаперфторалкилбромиды и способ их получения -  патент 2497801 (10.11.2013)
способ получения диалкиловых эфиров этиленгликоля -  патент 2470006 (20.12.2012)
способ получения алкандиола и диалкилкарбоната -  патент 2461541 (20.09.2012)
способ получения алкандиола и диалкилкарбоната -  патент 2460719 (10.09.2012)
дендример-пэг с четырьмя ветками для конъюгирования с белками и пептидами -  патент 2409389 (20.01.2011)
способ получения алкоксилированного спирта -  патент 2380348 (27.01.2010)
процесс получения смеси алкоксилированных спиртов -  патент 2358965 (20.06.2009)
смесь алкоксилатов и ее применение в качестве моющего средства для твердых поверхностей -  патент 2320635 (27.03.2008)
неионные поверхностно-активные композиции, способ их получения и их использование -  патент 2204588 (20.05.2003)
способ получения диметиловых эфиров олигомеров 1,2-оксиранов -  патент 2145953 (27.02.2000)

Класс C07C41/03 реакцией оксиранового кольца с оксигруппой

Класс C11D1/70 фенолы 



Наверх