способ выделения эфиров фосфорной кислоты из отработанных загущенных гидравлических жидкостей

Формула изобретения

1. Способ выделения эфиров фосфорной кислоты из отработанных загущенных гидравлических жидкостей, включающий обработку жидкости растворителем на основе спирта, отделение полимерного загустителя, удаление растворителя и сушку, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют 70 - 85%-ные водные растворы спиртов С₁ - С₃, которыми обрабатывают исходную отработанную загущенную гидравлическую жидкость, в массовом соотношении 1 : 0,9 - 3,0 соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отгонку спирта и воды ведут при атмосферном давлении, а сушку выделенного продукта - при остаточном давлении 40 - 100 мм рт.ст. и 100 - 120^oС в присутствии сухой кальцинированной соды, взятой в количестве 0,3 - 0,5% от массы исходной отработанной гидравлической жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а именно к улучшенному способу выделения эфиров фосфорной кислоты из отработанных загущенных гидравлических жидкостей.

Известны способы выделения эфиров фосфорной кислоты из загущенных систем путем экстракции. Известен [1] способ выделения эфиров фосфорной кислоты из отработанных загущенных гидравлических жидкостей путем отгонки их на роторно-пленочном испарителе при температуре 170-250^oC и давлении 1-10 мм рт.ст. и обработкой кубового остатка диэтиленгликолем или этиловым спиртом для высаживания полимерного загустителя.

Ближайшим по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому способу является способ выделения эфиров фосфорной кислоты из загущенных систем, например твердого пластификатора ацетата целлюлозы, путем обработки пластификатора жидким углеводородом с отделением нерастворимого остатка центрифугированием, промывкой эфира фосфорной кислоты холодной водой, фильтрованием его с последующей адсорбционной очисткой углем [2]. Степень извлечения целевого продукта составляет не более 65%.

Недостатком указанного способа является необходимость создания низких давлений (10-60 мм рт.ст.) и высоких температур (120-170^oC) при отгонке высококипящего диэтиленгликоля, что приводит к частичному термическому разложению эфиров фосфорной кислоты и образованию кислых примесей и, следовательно, необходимости дополнительных затрат на их удаление, что приводит к снижению выхода эфиров фосфорной кислоты, увеличению отходов производства и энергетических затрат.

Кроме того, известный метод не позволяет с достаточной степенью извлекать эфиры фосфорной кислоты из загущенных систем.

Целью изобретения является увеличение степени извлечения эфиров фосфорной кислоты, снижения количества отходов производства и упрощение технологического процесса.

Поставленная цель достигается тем, что отработанную гидравлическую жидкость обрабатывают при комнатной температуре водными растворами спиртов C₁-C₃ концентрацией спирта 70-85% и массовым соотношением гидрожидкости: водный спирт 1: 0,9-3,0 с последующим отделением полимерного загустителя путем отстаивания, отделением верхнего слоя и отгонкой из него спирта и воды при температуре 100-120^oC и остаточном давлении 40-100 мм рт.ст. На 1 мас. ч. отработанной гидравлической жидкости необходимо брать 0,9-1,0 мас. частей водного метанола или 1,6-2,0 мас.ч. водного этанола или 2,9-3,2 мас.ч. водного изопропанола. Отогнанный водный спирт без очистки используют в процессе выделения эфиров фосфорной кислоты из отработанных гидравлических жидкостей. Выход эфиров фосфорной кислоты составляет 96 - 98% от загруженных на регенерацию.

Выделенные эфиры фосфорной кислоты могут использоваться в качестве основы гидравлических жидкостей или пластификаторов полимерных материалов.

Новизна предлагаемого способа выделения эфиров фосфорной кислоты из отработанных гидравлических жидкостей подтверждается примерами.

Пример 1. В качестве сырья используют отработанную гидравлическую жидкость, загущенную полибутилметакрилатом со следующими показателями:

Внешний вид - маслянистая жидкость фиолетового цвета (цвет обусловлен наличием красителя)

Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 8,62

Кислотное число, мг КОН/г - 0,6

Содержание, мас.%:

воды - 1,05

эфиров фосфорной кислоты - 89,6

в т.ч. дибутилфенилфосфата - 75,3

В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, загружают 100 г отработанной гидравлической жидкости и 90 г 80%-ного водного раствора метилового спирта. Смесь перемешивают при комнатной температуре (15 - 30)^oC в течение 20-30 мин. Весовое соотношение гидрожидкость : водный метиловый спирт равно 1:0,9.

Смесь перемешивают 20 - 30 мин при комнатной температуре. Перемешивание прекращают и после часового отстоя отделяют верхний жидкий слой в отпарную колбу и отгоняют метиловый спирт и воду сначала при атмосферном давлении до достижения температуры в кубовом остатке 110 - 120^oC, а затем остатки воды удаляют при остаточном давлении 40 - 60 мм рт.ст. и температуре в кубе до 130^oC, предварительно добавив в кубовый остаток 0,3 ч сухой кальцинированной соды. После охлаждения до температуры 40 - 50^oC соду отфильтровывают и получают 86,6 г эфиров фосфорной кислоты с показателями:

Внешний вид - прозрачная жидкость фиолетового цвета

Кислотное число, мг/КОН/г - 0,04

Содержание воды, % - 0,09

Плотность при 20^oC, г/см³ - 1,063

Содержание эфиров фосфорной кислоты, %:

дибутилфенилфосфата - 83,5

дифенилбутилфосфата - 8,7

Трибутилфосфата - 6,0

Трифенилфосфата - 0,8

Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 3,32

Выход эфиров фосфорной кислоты составляет 96,6% от загруженных на регенерацию (86,6% на отработанную гидравлическую жидкость).

Полученный продукт по своим основным характеристикам соответствует требованиям ТУ 6-02-985-81 на технический дибутилфенилфосфат, и на нем была приготовлена гидравлическая жидкость, полностью отвечающая требованиям ТУ 38.101740-80 на рабочую жидкость НГЖ-4.

Пример 2. В качестве исходной отработанной гидравлической жидкости взята жидкость с характеристиками примера 1. В реактор загружают 200 г отработанной гидравлической жидкости и 325 г 70%-ного водного этилового спирта. Весовое соотношение отработанная гидрожидкость : водный этиловый спирт равно 1: 1,62. После 30 мин перемешивания при комнатной температуре и отстоя 1 ч верхний слой перегружают на отгонку этилового спирта и воды до достижения температуры в кубе 120^oC. Затем к кубовому остатку добавляют 1 г сухой кальцинированной соды и сушат при температуре 120^oC и остаточном давлении 40-50 мм рт. ст. После охлаждения до температуры 40 - 50^oC соду отфильтровывают и получают 172 г эфиров фосфорной кислоты с показателями:

Кислотное число, мг KOH/г - 0,05

Содержание, мас.%:

воды - 0,07

дибутилфенилфосфата - 84,2

Кинематическая вязкость,

при температуре 50^oC - 3,43

при температуре -60^oC - 1990

Выход эфиров фосфорной кислоты 96% загруженных на регенерацию.

Пример 3. В реактор загружают 100 г отработанной жидкости с характеристиками из примера 1 и 300 г 75%-ного водного изопропилового спирта. Весовое соотношение отработанная гидрожидкость : водный изопропиловый спирт равно 1:3. После 20 мин перемешивания и часового отстоя при комнатной температуре верхний слой перегружают в отпарную колбу и отгоняют изопропиловый спирт и воду при атмосферном давлении до достижения в кубе температуры 120^oC. Затем к кубовому остатку добавляют 0,5 г сухой кальцинированной соды и сушат при температуре 120 - 125^oC и остаточном давлении 40 - 50 мм рт.ст. После охлаждения до комнатной температуры и фильтрации получают 86,8 г эфиров фосфорной кислоты с показателями:

Кислотное число, мг KOH/г - 0,08

Содержание, мас.%:

воды - 0,1

дибутилфенилфосфата - 80,9

Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 3,7

Выход эфиров фосфорной кислоты 96,8% от загруженных на регенерацию.

Пример 4. В качестве сырья используют отработанную гидравлическую жидкость, загущенную полибутилметакрилатом со следующим показателями:

Внешний вид - маслянистая жидкость светло-коричневого цвета.

Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 6,85

Кислотное число, мг KOH/г - 0,12

Содержание, мас.%:

воды - 1,1

эфиров фосфорной кислоты - 87,9

в т.ч. трибутилфосфата - 65,0

В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, загружают 100 г отработанной гидравлической жидкости и 200 г 80%-ного водного раствора этилового спирта. Смесь перемешивают 20 мин. После 1 ч отстаивания отделяют высаженный полибутилметакрилат, а из раствора отгоняют водноспиртовую смесь при атмосферном давлении до достижения температуры в кубе 115 - 120^oC. К кубовому остатку добавляют 0,5 г сухой кальцинированной соды и удаляют остатки воды при температуре в кубе до 125^oC и остаточном давлении 40 - 50 мм рт.ст. После охлаждения до 30 - 40^oC соду отфильтровывают и получают 86,2 эфиров фосфорной кислоты с показателями:

Кислотное число, мг KOH/г - 0,048

Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 3,07

Содержание, мас.%:

воды - 0,06

эфиров фосфорной кислоты - 96,0

в т.ч. трибутилфосфата - 77,0

Выход эфиров фосфорной кислоты 98% от загруженных на регенерацию.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ в сравнении с базовым, в качестве которого взят прототип, позволяет:

1. Увеличить выход с 89 - 95% по прототипу до 96 - 98%.

2. Выделение эфиров фосфорной кислоты проводить в менее жестких условиях (температура 120 - 125^oC, остаточное давление 40 - 60 мм рт.ст.), чем в прототипе (температура 120 - 170^oC, остаточное давление 10 - 60 мм рт.ст.).

3. Исключить стадию нейтрализации кислых примесей кальцинированной содой и значительно снизить расход последней (0,3 - 0,5% от массы отработанной жидкости, в прототипе 2 - 6%).