Непрерывный способ получения окисленного монтан-воска

 

О П И С А Н И Е (11) 447429

ИЗОБРЕТЕНИЯ

CQN3 Сонетскин

Социалистическин

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено12,05.72 (21) 1783635/23-4 с присоединением заявки №вЂ” (51) И, Кл.

С 11Ь 11/00

Государстоонный комитет

Совота Министров СССР оо делам нзооретений н открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25 10.74-.Бюллетень № 39 (5З) уДК 665.13 (088.8) (45) Дата опубликования описания16.01.76 (72) Авторы изобретении

В. И. Гридунов, В. В. Сучков и Г. И. Кубан (71) Заявитель Тульский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института химической промышленности (54) НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСЛЕННОГО МОНТАН-ВОСКА

Изобретение отьосится к технологии получения окисленных монтан=восков из обессмоленных буроугольных восков. Окислен1 ный воск, как составная часть, входит в различные составы полируюших средств для автомашин, мебели, полов, обуви. Окисленный воск также является основным сырьем для производства различных эфирных восков, значительно расширяюших сферу применения восков в химической промышленности и бы- 1о ту.

Йэвестен способ непрерывного окисления расплавленного сырого монтан-воска при температуре не выше 120 С хромсульфато ной смесью путем непрерывной противоточ- 15 ной подачи и смешения окислителя и воска, промывной кислоты и воска, а также промывной воды и воска на стадиях окисления, кислотной и водной промывок. Процесс проводят в вертикальных колонных аппаратах 20 (экстракторах) непрерывного действия, в которых эоны смешения и отстоя совмешены.

Так как хромсульфатная окислительная смесь сильно разрушает аппаратуру, то экстракторы для процессов окисления, ки- 1 25 слотной и водной промывок изготавливают из специального антикоррозионного материа, та .

Рствор окислителя непрерывно регенерируют электролизом, 50%-ный раствор серной кислоты частично используют при ,получении бихромата, а кислые промывные воды — для восполнения потерь воды в процессе. Обшую концентрацию реагентов в процессе поддерживают равной 100%.

Однако известный способ получения окисленного воска имеет ряд особенностей.

Переработка хромсульфатных маточников

I ,электролиэом связана с непрерывным выводом в отходы 1/5 части маточника в с

t связи с накоплением низкомолекулярных примесей (муравьиная, уксусная кислоты) в процессе окисления воска, что ухудшает процесс окисления и резко повышает корроэионные свойства раствора. 47-50%ная кислота после кислотной промывки «спользуется лишь частично, значительная часть ее постоянно выводится в виде пгl ходов. Промывные воды водной промывки

447429 выводятся с каждой ступени, что обуслов.пивает их повышенный расход.

С целью интенсификации процесса, а также повышения выхода и качества целевого продукта, предлагается из образовавшегося прй окислении хромсульфатного раствора выделять окись хрома и сульфат аммония известными приемами, а промытый многократно кислотой окисленный воск направлять на водную промывку и последнюю 1О вести многократно паровым конденсатом при соотношении воск: конденсат пара

1: 2,5-4. Целевой продукт выделяют извест.гыми приемами, а оставшиеся от кислотной и водной промывок маточные растворы 15 ,направляют в цикл. Технологическое оборудование процесса располагают каскадно.

По предлагаемому способу проводят двухстцдийное противоточное окисление обессмоленного монтан-воска в сернокислом gp растворе окислителя — хромового ангидрида или бихромята калия. Зтот способ позволяет при использовании стехиометрических,,количеств воска и окислителя обеспечить, 100%-ный избыток обессмоленного воска, 25 на первой стадии и 100 /-ный избыток окислителя на второй стадии окисления, что дает возможность провести процесс окисления с максимальной скоростью.

Кислотную промывку проводят в две ста- ЗО дии, а водную промывку — в три — четыре стадии. Зто позволяет обеспечить необходи- мую эффективность промывки и использовать минимальное количество конденсата пара.

Промывку водой осуществляют при минимальном соотношении воск: конденсат (i: 2,5-1: 4, причем ведут ее противоточно тяк, что воду с последней стадии водной промывки используют на предыдущей водной промывке, воду с первой водной про40 мывки — на посдедней кислотной промывке для разбавления исходной крепкой кислоты, кислоту с первой кислотной промывки — на последней ступени окисления для образо45 вяния окислительного раствора, я окислительный раствор с последней стадии окисления — на первой стадии окисления, причем избыток промывной воды направляют на стадию получения окиси хрома и раствора

50 сульфата аммония. Благодаря такому решению ни вода ни кислота с установки не выводятся.

Раствор сульфата хрома со стадии окисления переводят в товарную окись хрома и в раствор сульфата аммония последовательным довосстяновлением с помощью формалина, нейтрализацией аммиаком, разделением суспензии гидроокиси хрома, ее про(мывкой и прокалкой, при этом раствор щ сульфата аммония направляют ня получение товарного сульфата аммония.

Процесс окисления воска, водные и кислотные промывки, переработку раствора сульфата хрома проводят в стандартных эмалированных реакторах, снабженных пропеллерной или импеллерной мешалкой с числом оборотов 100-400 об/мин. Зто обес печивает высокую коррозионную стойкость оборудования и интенсивное пер емешивание реакционной смеси.

Технологическое обррудование располагают каскадно, что значительно упрощает управление технологическими потоками и стабилизирует технологический режим.

Таким образом предлагаемый способ позволяет практически полностью использовать сырье, отсутствуют загрязненные стоки, выход и качество целевого воска высокие.

На чертеже изображена технологическая схема предлагаемого процесса.

В реактор 1, где проходит частичное окисление воска, непрерывно поступает исходный расплавленный обессмоленный воск и наполовину использованный на второй ступени окислитель. Смесь расплавленного воска и сернокислого раствора сульфата хрома непрерывно поступает в отстойник-разделитель 2, откуда раствор;"сульфата самотеком направляется на стадию получения окиси хрома, а воск — на вторую ступень окисления в реактор 3, куда непрерывно подают хромовый ангидрид из бунке ра 4 и сернокислый раствор (от первой кислотной промывки воска) аэролифтом из отстойника 5. В реакторе 3 происходит окончательное окисление воска до кислотного числа 100-120мгКОН/г. Смесь расплавленного воска и частично использованного окислителя в серной кислоте через боковой штуцер реактора непрерывно поступает в отстойник 6, откуда раствор .окислителя аэролифгом направляется в реактор 1 на первую стадию окислении, я окисленный воск самотеком поступает в реактор 7 на кислотную промывку. При сильном пенообразовании в реакторе 1 пена отсасывается воздушным эжектором и, разбивается в специальном коническом приспособлении 8, откуда в виде раствора аэролифгом перекачивается в исходный реаигор 1. Для качественной отмывки окисленного воска от соединений хрома. о у шествляют двухкратную противоточную кислотную промывку в реакторах 7 и 9 с отстоем системы воск-кислота в отстойниках

5 и 10 и трехкратную противоточную промывку паровым конденсатом в реактор х 1, 447429

1 2 и 1 3 с отстоем системы воск-вода в разделителях : 14, -15 и 16.Исходный промывной конденсат в соотношении воск: конденсат

1: 2,5-1;4 перекачивают из. исходной емкости 17 насосом 18 на последнюю стадию промывки воска в реактор 13, затем непрерывно через систему отстойников и реакторов с помощью аэролифтов подают на вторую водную промывку, затем ьа первую, затем на вторую и первую кислотные промывки, щ и наконец на стадию окисления, откуда в составе маточного раствора он попадает на стадию получения окиси хрома. Благодаря такой противоточной схеме из установки исключается стадия переработки промывных 15 вод. Исходную кислоту (купоросное масло) из емкости 19 насосом 20 в расчетном количестве перекачивают на вторую стадию кислотной промывки в реактор 9, затем через систему отстойник — аэролифт подают., 20 на первую стадию кислотной промывки и далее на стадию окисления, откуда в составе раствора сульфатов (маточника) — на стадию получения окиси хрома. Избыточное количество промывной воды из отстойника 25

14 непрерывно поступает самотеком на стадию получения окиси хрома. Отмытый окисленный воск из отстойника 16 непрерывно поступает самотеком в промежуточный сборник 21, дальше под действием З0 вакуума — в реактор 22, где в вакууме (ос- таточное давление 250-300 мм рт. ст.), происходит сушка воска до вдажности не более 1%, и через гидрозатвор 23 направляется на чешуирование в корыто барабанного кристаллизатора 24 или на установку этерификации.

Раствор сульфата хрома со стадии окисления переводят в окись хрома и раствор сульфата аммония. В реактор 25 одновре- 40 менно, вводят раствор сульфата хрома и расчетное количество формалина. Реакционная смесь непрерывно самотеком поступает в реактор 26, куда одновременно подают из

45 исходной емкости 7 насосом 28 25%-ную аммиачную воду. В процессе нейтрализации поддерживают рН не более 4,5-5. Нейтрализацию кислого раствора можно проводить также газообразным аммиаком. Реакционная смесь из реаи.ора 26 поступает в центрифугу 29 для отделения небольшого количества примесей в виде нерастворимого осадка, осветленный раствор из центрифуги— в реактор 30, куда также подают аммиачную воду для осаждения гидроокиси хрома.

;рН смеси 6,5-7.

Смесь гидроокиси хрома и сульфата аммония непрерывно самотеком поступает на центрифугу 31 для разделения суспензии, раствор сульфата стекает в емкость 32, а гидроокись хрома поступает в реактор 33 на промывку конденсатом, поступающим из исходной емкости 17 с помощью насоса 18

Суспензия гидроокиси хрома в воде разделяется на центрифуге 34, промывная вода ,сливается в емкость 32, в гидроокись поступает в бункер электропечи 35 на прокаливание. Выход окиси хрома составляет

93% от теоретического. Раствор сульфатов с промывной водой из емкости 32 на сосом 36 перекачивают на производство товарного сульфата аммония.

Температурный режим проводимого ароо цесса, С:

Окисление

Кислотная промывка

Водная промывка

Отстой системы

110 «+ 5

105 + 5

95+ 5

100 + 10 воск-кислота

Отстой системы воск-вода

Сушка воска

Восстановление

Нейтрализация

Водная промывка гидроокиси хрома

Прокаливание окиси хрома

90+ 5

100 — 115

80-95

40+ 5

80+ 5

350 . 500

Соотношение потоков исходных компонентов

Обессмоленный воск

= 1: 1,35-1: 2„

Обессмоленчый воск сат = 1: 2,5-1: 4;

Обессмоленный воск. рид = 1: 0,9-1: 1,1;

Обессмоленный воск

1: 1,88-1: 2,7;

Обессмоленный воск

1: 0,05-1: 0,07. купоросное масло паровой конденхромовый ангидаммиачная водя = формалин =

Окисление (суммарно на обе стадии) 30-60

Отстой системы воск — кислота

1 5-30

3 0-60

Отстой системы воск — вода

Кислотная промывка воска (на каждой стадии) 20-4 0

Водная промывка воска (на каждой стадии) 20--4 () Восстановление шестивалентного хрома

2 5-. I 0

При указанных потоках исходных компоI нентов расчетное время процессов составляет, мин:

447429

ЯО-30

60-120

Выход окисленного воска 90% теоретического. 10

Получаемый воск светло-желтого цвета,. имеет следующие показатели:

Кислотное число, мг КОН/г 110-120

Число омыления, мг КОН/г 145-160,Влажность

1-1,02 составляет 25

Нейтрализация сернокислого раствора

Водная промывка гидроокиси хрома

Прокалка гидроокиси хрома

Сушка воска

Температура каплепадения по Убеллоде, С

Пеяетрация

Удельный вес, г/см

Выход готовой продукции

90%.

20-30

60-120

87-88 следы 20

Предмет изобре гения

1. Непрерывный способ получения окисленного монтан-воска путем окисления обес. смоленного воска хромсульфатной смесью, дальнейшего выделения целевого продукта с применением кислотной и водной промы вок с последующей переработкой получен, ных при этом маточных растворов, отличающийся тем, что; с целью интенсификации процесса, повышения выхода и качества целевого продукта, из образовавшегося при окислении хромсульфатного раствора выделяют окись хрома и сульфат аммония известными. приемами, а промытый

I многократно кислотой окисленный воск направляют на водную промывку и последнюю ведут многократно паровым конденсатом при соотношении воск : конденсат пара

1: 2,5-4, целевой продукт выделяют известными приемами, а оставшиеся от кислотной и водной промывок маточные растворы направляют в цикл.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что технологическое оборудование процесса располагают каскадно.

Составитель 1 .Гайворонская

Ре»т »»»Р О.Ку» и " »»Р»д т.»уц,» »РР»»»»РР.ТРЦ

Заказ 11зд. № Qlgg Тираж Щ !1однисное

I II111È1111 1 осударственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4!5 !

П!11»11атент" Москва, Г-59, Бережковская наб., 24