Zmäkčovadlo a spôsob jeho výroby

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Opisuje sa spôsob výroby zmäkčovadla, ktoré obsahuje rafinát z čistenia petrolejových ropných frakcií so selektívnymi rozpúšťadlami a separáciu extraktu. Extrakt upravuje s polárnym rozpúšťadlom s hmotnostným pomerom polárneho rozpúšťadla k extraktu od (2,0 do 4,0) : 1 pri teplote od 30 do 120 °C. Zmäkčovadlo obsahuje nasledujúci pomer komponentov v rafináte : aromatické uhľovodíky 60 – 90 % hmotn., ktorých polycyklické aromatické uhľovodíky s tromi a viacerými cyklami predstavujú od 1 do 2,9 % hmotn. a do 100 % hmotn. parafíno-nafténové uhľovodíky a živice.

Text

Pozerať všetko

Predložený vynález sa týka chemického priemyslu alebo priemyslu rafinácie ropy a môže byť použitý pri výrobe olejových zmäkčovadiel syntetickej gumy alebo pneumatík.Vyrábané súčasné aromatické ropné oleje - zmäkčovadla založené na frakčnej destilácii ropy, obsahujú veľké množstvo karcinogénnych substancií - polycyklických aromatických uhľovodíkov majúcich tri cykly alebo viac cyklov (PCA), najmä Benz (a)-pyrén. Zatiaľ čo sa používajú pneumatiky s uvedenými zmäkčovadlarni, významné množstvo karcinogénnych, mutagénnych a toxických substancií vstupuje do atmosféry. V súlade s nariadením 2005/69 EU Európskeho parlamentu a EUC zo 16. novembra 2005 naftové olejové zmäkčovadlá nemôžu byť uvedené na trh a nemôžu byť použité na výrobu pneumatik a ich komponentov na území EÚ od 01. 01. 2010, ak ich obsah prekročí 3,0 PCA podľa metódy IP 346 1998.Jednotlivé extrakty spracovania vyrobené v rafinériách a používané ako aromatické zmäkčovadla pneumatík a gumy obsahujú od 5 do 25 PCA extraktov podľa IP 346 1998.Doteraz známe zmäkčovadla založené na ropných produktoch obsahujúcich preferovaný obsah jednej z uhľovodíkových skupín - paIafín-naftén (oleje), aromatické (extrakty ropných frakcií selektívneho spracovania), parafínové koncentráty (parafíny, naftové gély, vazelíny), zvyškové ropné frakcie (palivo-oleje,decht-oleje) a iné. (1) Handbook for workers in rubber industry (Príručka pre pracovníkov v gumárenskom priemysle), Materials of rubber production (Moscow, Q 971, p. 441), ktoré sú vyrábané bežnými tradičnými spôsobmi rafrnácie ropy (destilácia, čistenie olejových frakcií vyberanými rozpúšťadlami, odparafínovanie,atď. (2) N. I. Chernozhoukov Treatment and separation of oil feedstock, production of tank petroleum products (Moscow, 1978, pp. 390 - 391).Je tiež známy spôsob výroby zmäkčovadiel pre gumové zmesi na základe extraktov zo selektívneho spracovania destilačných a zvyškových frakcií zmesí západosibírskych olejov, ktorý je chránený patentom RU č. 2072384, IPC CIOG 21/16, C 08 K 5/01, zverejnené 27. 01. 1997.V uvedenom spôsobe použitým extrakčným činidlom je furfurol alebo N-metylpyrolidín a extrakčný spôsob sa uskutočňuje pomerom extrakčného činidla k východiskovému produktu (1,5 - 2,2) 1 hmotnostných dielov.Nevýhodou tohto zmäkčovadla je veľký obsah PCA, ktorý je ekologicky nebezpečný.Je tiež známy spôsob výroby olejových zmäkčovadiel chránených patentom RF č. 2156276, tr. C 10 G 53/08, zverejnený 20. 09. 2000.Tento spôsob obsahuje úpravu extraktu selektívnych rafrnovaných olejov so skvapalneným propanom pri teplote v rozsahu 35 až 60 °C, s ďalším oddelením deasfaltizátového roztoku. Podľa tohto vynálezu je uvedený roztok zahriaty na teplotu 80 až 90 °C, ďalej zastavený pred stratifikáciou a separáciou spodnej vrstvy ako želaného produktu. Uvedený skvapalnený propán je požadované pridať v množstve od 1,5 1 do 3 1 hmotn. východiskového produktu.Nevýhodou tohto spôsobu je nebezpečenstvo explózie a veľký obsah polycyklických uhľovodíkov v konečnom zrnäkčovadle, ktorý nie je technologicky a chemicko-analyticky ovládateľný.Predloženému vynálezu je blízky aj spôsob výroby zmäkčovadla, ako aj zmäkčovadlo chránené patentom RU č. 2133260, IPC C 10 G 21/00, C 08 K 11/00, zverejnené 20. 07. 1999.Zmäkčovadlo je získané týmto známym spôsobom na základe purifikácie olejovej frakcie s určeným rozpúšťadlom a spolu s tým súčasne je extrakt zmäkčovadla pridaný k ťažkým ropným zvyškom v hmotnostnom pomere zvyšok k extraktu (0,05 - 1) 1 a získaná zmes je použitá ako želaný produkt.Nevýhodou takého zmäkčovadla je veľký obsah PCA, ktorý je ekologicky nebezpečný.Predložený vynález je založený na probléme zabezpečenia spôsobu výroby zmäkčovadla s vysokým obsahom aromatických uhľovodíkov a nízkym obsahom karcinogénnych, mutagénnych, toxických látok a zdokonalenie selektivity purifrkačného spôsobu.Táto podstata je dosiahnutá zabezpečením spôsobu výroby zmäkčovadla, obsahujúceho úpravu extraktu po purifikácii ropných olejových frakcií s vybratými rozpúšťadlami, extrakt je upravený polárnym rozpúšťadlom s hmotnostným pomerom polárneho rozpúšťadla k extraktu medzi 2,0 - 4,0 1 a pri teplote v rozsahu od 30 do 120 °C a získaný rafinát je použitý ako konečný produkt.Použitým polárnym rozpúšťadlom je dimetylsulfoxid. Extrakt je predbežne zriedený parafín-nafténovým rozpúšťadlom v hmotnostnom pomere rozpúšťadla k extraktu medzi 0,1 - 0,5 1. Extrakt predstavuje zvyš 10kový extrakt alebo zmes zvyškových a destilátových extraktov.Predmet vynálezu je tiež zdokonalený zmäkčovadlom obsahujúcim aromatické, parafíno-nafténové uhľovodíky a živice ďalej obsahujúcim rafinát z purifikácie zvyškového extraktu alebo z purifikácie zmesi zvyškových a destilačných extraktov ropných olejových frakcií s polárnymi rozpúšťadlami s nasledujúcim pomerom komponentov V rafináte hmotn. aromatické uhľovodíky 60 - 90 hmotn., ktorých polycyklické aromatické uhľovodíky s tromi a viacerými cyklami predstavujú 1,5 až 2,9 hmotn. a do 100 hmotn. parafíno-nafténové uhľovodíky a živice.Spôsob výroby zmäkčovadla je uskutočnený nasledujúcim spôsobomExtrakty - zvyšok a destilát sú oddelené počas bežnej purifikácie ropných olejových frakcií a diasfaltizátu s polárnymi roztokmi - fenol, N-metylpyrolidón alebo furfural. Roztok extraktu frakčnej selektívnej ropnej olejovej purifikácie v rozpúšťadle parafín-naftén je smerovaný cez ohrievač na dno extrakčnej kolóny. Polárne rozpúšťadlo, napríklad dimetylsulfoxid, je smerované cez ohrievač na vrch kolóny. Roztok extraktu obsahujúci dimetylsulfoxid, polycyklické aromatické uhľovodíky, živice, asfaltény postupuje z dna kolóny cez regulátor rozhrania. Roztok rafinátu obsahujúci olejové rozpúšťadlo, rafinát a dimetylsulfoxid postupuje zhora kolóny. Na dokončenie procesu sú rozpúšťadla oddelené od rafinátu a uvedený extrakt je použitý bežnými metódami. Rañnát je použitý ako zmäkčovadlo. Extrakt môže byť použitý ako zložka paliva do kotla, pri výrobe asfaltu, ako aj V iných využitiach.Extrakty selektívnej purifikácie sa líšia v obsahu PCA, vo viskozite a inou kvalitou závislou na použitom východiskovom produkte, rozpúšťadle a technológii spracovania. Tiež bol vybratý najvhodnejší pomer polárne rozpúšťadlo/extrakt a olejové rozpúšťadlo/extrakt.Preferované polárne rozpúšťadlo je dimetylsulfoxid (DMSO).Dimetylsulfoxid sa odlišuje od iných polárnych rozpúšťadiel vyššou selektivitou (teda výťažok konečného produktu je zvýšený), nižšou toxicitou (týka sa 4. triedy - materiál s nízkym rizikom), nevytváraním azeotropickej zmesi s vodou (zjednodušenie spôsobu disikácie rozpúšťadiel). Bod varu dimetylsulfoxidu pri atmosférickom tlaku je 189 °C, bod tavenia je 18 °C. DMSO nachádza veľkú rozmanitosť využitia v medicíne (cf. The Chemical Encyclopaedia. Vol. 2, Moscow, The Soviet Encyclopaedia, 1990, p. 64).DMSO je zmiešané vo Všetkých pomeroch s aromatickými uhľovodíkmi, ktoré nemajú dlhé strany reťazcov a nie sú V podstate rozpustné parafínové uhľovodíky ~ táto skutočnosť je zodpovedná za ich vysokú selektivitu vzhľadom k polycyklickým aromatickým uhľovodíkom a vysoký výnos rafinátu pri purifikácii ropného extraktu.V obvyklom spôsobe selektívnej purifikácie používaný východiskový produkt je reprezentovaný úzkymi ropnými olejovými frakciami. Hlavné kritérium pre selektívne podmienky selektívnej purifikácie je kritická teplota roztoku frakcie pre purifikáciu (N. I. Chernozhoukov Technology of treatment of oil and gas, Moscow, Chemistry Publishers, 1978, pp. 93 - 125).Na získanie produktov vysokého stupňa sú zmiešané komponenty rôznych frakcií. Je to spojené s rozdielnou rozpustnosťou komponentov nízkych a vysokých varných ropných frakcií V použiteľných polámych rozpúšťadlách, ako je fenol, N-metylpirolidín a furfural.Vďaka faktu, že DMSO má vysokú selektivitu V porovnaní s polycyklickými aromatickými uhľovodíkmi,zmes extraktov je purifikovaná nárokovaným spôsobom (podľa príkladov), čo umožňuje vysoko výťažnému cyklu vyrábať zmakčovadlá určenej kvality a zmenšiť výrobné náklady (použijúc jednu procesnú linku na očistenie extraktov od PCA).Pre rozličné extrakty a ich zmesi, ako aj podmienky purifikácie hmotnostný pomer polárne rozpúšťadlo/extrakt sa mení medzi 2,0 až 4,0. S hmotnostným pomerom dimetylsulfoXid/extrakt menším ako 2,0 1 čistenie prívodu oleja nie je celkom dostatočné a obsah PCA extraktu V rañnáte je väčší 3 . S pomerom dimetylsulfoxid/extrakt väčším ako 4,0 1 výtažnosť konečných produktov a obsah aromatických uhľovodíkov V nich sa zmenší, čo je doložené príkladom (príklad 2). Okrem toho zvýšenie pomeru dimetylsulfoxid/extrakt sa neodporúča z ekonomických dôvodov.V závislosti od kvality extraktu použiteľného na puriñkáciu alebo zmesi extraktov, teplota procesu sa môže podobne meniť V rozsahu od 30 do 120 °C. S teplotou pod 30 °C sa intenzita procesu zmenšuje pre nízku schopnosť rozpúšťania DMSO, čo vedie k zníženiu kvality čistenia a nedovolí získať zmäkčovadlo s obsahom PCA extraktu pod 3,0 . Zvýšenie teploty nad 120 °C si vyžaduje vyššie varné parafínovo-nafténové rozpúšťadlo alebo zvýšený tlak pri extrakcii, čo vedie k zníženiu selektivity procesu čistenia a k zmenšeniu výťažnosti konečného produktu a obsahu aromatických uhľovodíkov a navyše to pravdepodobne zapríčiní uvedený rozklad dimetylsulfoxidu, objavenie sa znečisťujúceho zápachu pri rozklade produktov a koróziu zariadenia.Pridanie parafín-nafténového rozpúšťadla s hmotnostným pomerom extraktu k parfín-nafténovému rozpúšťadlu 1 (1 - 0,5) prispieva k zníženiu viskozity privádzaného materiálu a intenzifikácii postupu extrakcie. Okrem toho parafín-nafténové rozpúšťadlo uľahčuje selektivitu selektívneho rozpúšťadla, ako je uve 10dené V príklade. Skutočnosť, že rozpúšťadlo nie je V podstate rozpustné V dimetylsolfoxide, pomáha pri zachovaní hodnotných aromatických uhľovodíkov V roztoku rafinátu. Pokrok postupu spočíva vo vytváraní azeotropickej zmesi rozpúšťadla s dimetylsulfoxidom a uvedené uhľovodíkové rozpúšťadlo prispieva k zníženiu teploty V etape destilácie DMSO od roztoku rafinátu.Východisková látka, zvyškový extrakt zo selektívnej purifikácie diasfaltizátu s fenolom obsahuje 7,5 polycyklických aromatických uhľovodíkov, (PCA) podľa. IP-346, spôsob.Východisková látka zriedená s Nefras CZ-80/120 (kombinované uhľovodíkové riedidlo parafín-naftén) V hmotnostnom pomere Nefras k vstupu medzi 0,5 a 1 je privedená na dno extrakčnej kolóny cez výmenník tepla dávkovacím čerpadlom. Dimetyl sulfoxid (DMSO) je vystúpený na vrch extrakčnej kolóny s hmotnostným pomerom DMSO/vstup 3,2/ l dávkovacím čerpadlom. Teplota na vrchu kolóny je 55 °C a na jej spodku 30 °C.Rafinátový roztok obsahuje rafinát, Nefras a DMSO prúdy z vrchu kolóny gravitáciou. Extrakčný roztok obsahujúci DMSO, PCA/živicový extrakt a Nefras je odoberaný gravitáciou zo spodku uvedenej kolóny stykovým regulatorom.Destiláciou roztoku sa získa rañnát použiteľný ako zmäkčovadlo a extrakt obsahujúci PCA s tromi a viac aromatickými cyklami a živica, ktorá je vedľajším produktom. Extrakčná kolóna obsahuje dva sklené kruhy s priemerom 25 mm, vyplnené kovovým tesnením a majúce vyhrievacie a chladiace opláštenie. Teplota V kolóne je udržiavaná dvomi termostatmi, jeden z nich vyhrieva na hornom výmenníku tepla a hornom kruhu a dmhý - nižší knih a nižší výmenník tepla.Získané vlastnosti zmäkčovadla sú uvedené V tabuľke.Východisková látka zmes zvyškového extraktu získaná po selektívnej rafinácii diasfaltizátu s fenolom a destilačný extrakt zo selektívnej rafinácie ropných olejových frakcií s fenolom, pri teplote varu medzi 300 a 370 °C V hmotnostnom pomere zvyškového extraktu k destilačnému extraktu 72/28. Zmes obsahuje 8,7 polycyklických aromatických uhľovodíkov (PCA) podľa metódy IP-346.Východisková látka predbežne miešaná s Nefras V hmotnostnom pomere Nefras k východiskovej látke medzi 0,3 - 1. Potom je zmes upravená s DMSO podľa príkladu 1 s nasledujúcimi zmenami hmotnostný pomer DMSO/Vstup je 4,5/1, teplota na vrchu kolónyje 60 °C, na spodku 35 °C.Po destilácii rozpúšťadiel je získaný rañnát užitočný ako zmäkčovadlo a extrakt obsahuje PCA s tromi alebo viac aromatickými kruhmi a živicu, ktorá je ako vedľajší produkt. Získané vlastnosti zmäkčovadla sú uvedené V tabuľke.Príklad 3 Východiskova latka z príkladu 2 je upravená s DMSO s hmotnostným pomerom DMSO k východiskovej látke rovným 4/ 1. Získané Vlastnosti zmäkčovadla sú uvedené V tabuľke.Príklad 4 Východisková látka z príkladu 1 (bez Nefras) je upravená s DMSO s hmotnostným pomerom DMSO k východiskovej látke 2/ 1. Teplota na vrchu kolóny je 120 °C, na spodku 100 °C. Získané vlastnosti zmäkčovadla sú uvedené V tabuľke.Príklad 5 Východisková látka z príkladu 2 (bez Nefras) je upravená s DMSO s hmotnostným pomerom DMSO k východiskovej látke rovným 4/ 1 pri podmienkach z prikladu 2. Získané vlastnosti zmäkčovadla sú uvedené V tabuľke.Východisková látka z príkladu 2, najprv zmiešaná s Nefras s hmotnostný pomerom Nefras k vstupu rovným 0,1 1 je upravená s DMSO s hmotnostným pomerom DMSO k vstupu rovným 4/1 pri podmienkach z príkladu 2.Získané vlastnosti zmäkčovadla sú uvedené V tabuľke.Príklad 7 Východisková látka z príkladu 2, najprv zmiešaná s Nefras s hmotnostným pomerom vstup k Nefras rov ným 1/0,3 je upravená s DMSO s hmotnostným pomerom DMSO k vstupu 3/1 pri podmienkach z príkladu 2. Získané vlastnosti zmäkčovadla sú uvedené v tabuľke.Z príkladu 2 je vidno, že s pomerom DMSO/Vstup väčším ako 4/1 výťažok konečného produktu a obsah aromatických uhľovodíkov V ňom je redukovaný V porovnaní s príkladmi 1, 3, 6, 7.Príklady 4 a 5 ukazujú, že riedenia vstupného extraktu s olejovým riedidlom je obsah aromatických uhľovodíkov a výťažok konečného produktu trochu redukovaný.Príklady 3, 6, 7 ukazujú možnosť pripraviť zmäkčoVadlo so špecifickou Viskozitou (V tomto zvláštnom prípade zmäkčovadlo bolo získané s Viskozitou medzi 20,0 i 1,0 mmZ/c pri 100 °C), s použitím zmesi zvyškových a destilačných extraktov ako vstupu. Spôsoby doterajšieho stavu uprednostňujú rafináciu jednotlivých frakcií.Ako je skutočne zrejmé z tabuľky, najlepšie Výsledky ako kvalita a výťažok zmäkčovadla sú získané podľa príkladov 1 a 7.Obsah PCA extraktu bol určený s IP-346 1998 metódou US Ropného inštitútu.Obsah aromatických uhľovodíkov, parafÍn-naftén uhľovodíkov a živice, hmotn., boli určené podľa GOST 12329.Kinematická viskozita pri 100 °C bola určená podľa GOST 33-2000.Refrakčný index pri 20 °C bol určený podľa GOST 189952.Anilínový bod bol určený podľa GOST 12329.Technický DMSO importnej výroby je použitý V príkladoch. Základná požiadavka k tomu je absencia nepríjemného zápachu dimetyl sulfidu - východiskovej látky výroby DMSO.Parafín-naftén rozpúšťadlo použité V príkladoch je Nefras C 2-80/120 podľa špecifikácie 38 401-67-10892.Východiskovou látkou na získanie extraktov je diasfaltizát a olejové frakcie ropných destilátov vyrábané palivovo-olejovou vákuovou rektifikáciou a propánovou diasfaltizáciou zvyškového ropného asfaltu známymi spôsobmi. Extrakty špecifikácie 0258-134-00148636-2004 boli získané spôsobom selektívnej purifikácie uvedených frakcií s fenolom.Predmetné zmäkčovadlo má Vysoký obsah aromatických uhľovodíkov a je ekologicky bezpečné kvôli eliminácii karcinogénnych polycyklických aromatických zlúčenín z jeho zloženia benzo(a)pyrénu, benzo(e)pyrénu, benzo(a)antracénu, chrysénu, benzo(b)tlóranténu, benzomflóranténu, benzo(k)tlóranténu, dibenzo(a,h)antracénu.Nárokovaný spôsob umožní vyriešiť problém prípravy ekologicky bezpečného aromatického zmäkčovadla pre pneumatiky a syntetické gumy s požadovanou viskozitou.PCA obsah extraktu 2,7 174 1,8 270 3,4 2,6 2,5 hmotn.1. Spôsob výroby zmäkčovadla obsahujúci rafináciu petrolejových ropných frakcií so selektívnymi rozpúšťadlami a separáciu extraktu, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že extrakt sa ďalej upravuje s polárnym rozpúšťadlom s hmotnostným pomerom polárneho rozpúšťadla k extraktu od (2,0 do 4,0) l, pri teplote V rozsahu od 30 do 120 °C za získania rafinátu používaného ako požadovaný produkt.2. Spôsob podľa nároku 1, V y z n a č uj ú c i s a t ý m , že uvedeným polárnym rozpúšťadlomje dimetylsulfoxid.3. Spôsob podľa nároku 1, V y z n a č uj ú c i s a t ý m , že extrakt je predbežne zriedený s parafíno-nafténovým rozpúšťadlom s hmotnostným pomerom rozpúšťadla k extraktu od (0,1 do 0,5) 1.4. Spôsob podľa nároku 1, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že extrakt je zvyškovým extraktom ale

MPK / Značky

MPK: C10G 21/28

Značky: výroby, spôsob, zmäkčovadlo

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-288305-zmakcovadlo-a-sposob-jeho-vyroby.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zmäkčovadlo a spôsob jeho výroby</a>

Podobne patenty