Способ получения пластификатора

 

Союз С6ветских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо825498 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 03. 79 (21) 2760641/23-04 с присоединением заявки ЙР (23) Приоритет

Опубликовано 300481. Бюллетень No 16

Дата опубликования описания 30. 04. 81 (51)м. к„.з

С 07 С 67/08

С 07 С 69/80

С 07 С 69/50

Государственный комитет

СССР но делам Изобретений и открытий (53) УДК 547.46 26..07(088.8) (72) Авторы изобретения

В.A. Ильин, Р..А. tOp, 3.Н. Курносов, В.Н. Буйнов, Ю.А, Смирнов и Л.В. Замураева (I (1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ IIJIACTNCHKATOPA

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения пластификатора для пластмасс .

Известен способ получения эфирных пластификаторов, заключающийся в этерификации кислот или их ангидридов спиртами, взятыми в избытке 20-30 мол.Ъ против стехиометрического количества, в присутствии кислого катализатора, например серной или бензолсульфокислоты, паратолуолсульфокислоты.

Недостатком способа является низкое качество пластификаторов, содержащих окрашенные примеси.

Примеси, окрашивающие пластификатор, сообщают ему коричневатобурый оттенок, поэтому при получении цветных пластиков искажается и тускнеет их цвет.

Трудность получения слабоокра-. шенных пластификаторов объясняется тем, что при этерификации идут побочные процессы взаимодействия примесей катализатора с сырьем и продуктами реакции,. что приводит к образованию "смолистых" примесей, интенсивно окрашивающих продукт.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является способ получения пластификатора путем этерификации фталевого ангидрида 2-этилгексанолом в присутствии катализатора — 10-20%-ного раствора бензолсульфокислоты в 2-этилгексаноле, предварительно обработанного углем, взятым в количестве

2,5-5 Вес.Ъ, при 60-70оС с последующей нейтрализацией реакционной массы щелочью (1).

Недостатками данного способа яв15 ляются использование дорогого сорбента — активированного угля и необходимость в дополнительной стадии — фильтрации раствора катализатора от угля, что снижает произво2О дительность процесса н увеличивает потери сырья и катализатора, при этом появляются трудноутилизируемые отходы последнего.

Цель изобретения — повышение ка.чества целевого продукта и интенсификации процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения пластификатора путем этерифнкации фта30 левого ангидрида или себациновой

825498 кислоты алифатическим спиртом С4-С9 в присутствии катализатора — 10-40Ъного спиртового раствора бензолсульфокислоты, предварительно обработанного при нагревании, используют катализатор, предварительно обработанный озоном.с концентрацией 850 мг/л при 20-100 С, с последующей

,нейтрализацией полученной реакционной массы щелочью.

При барботаже озонированным воздухом интенсифицируется процесс растворения компонентов с одновременным обесцвечиванием до 150 единиц Хазена по платино-кобальтовой шкале.

Обработанный озоном катализатор содержит в два раза меньше непредельных соединений, способных осмоляться в процессе этерификации,и его используют для получения слабокрашенных пластификаторов.

Пластификатор, например диоктилфталат, полученный на таком катализаторе, имеет цветность до 2050 единиц Хазена по платино-кобальтовой шкале и удельное объемное сопротивление до 2,0 10" Ом- см.

Температуру, при которой проводят обработку озонированным воздухом, поддерживают в интервале от 20 о до 100 С. При повышении ее выше 90 С наблюдается интенсивное разложение озона, а при понижении эффективность действия озона увеличивается. Предпочтительнее проводить обработку при 50-60"С, так как разложение озо- на при этих температурах незначительно. Поскольку растворение бензолсульфокислоты в спирте и подогревание исходного сырья производится именно в этих температурных интервалах, нет необходимости вводить дополнитель ные операции охлаждения и подогрева.

Пример 1 (сравнительный) .

10 r бензолсульфокислоты (БСК) .растворяют в 100 г 2-этилгексанола при

60 С (10Ъ-ный раствор, содержащий

0,04Ъ непредельных соединений), Этот раствор обрабатывают в течение 1,0 ч

0,5 r активированным углем (5Ъ от веса БСК) при 70 С без озона и затем отфильтровывают от угля. Полученный раствор BCK имеет цветность 450 единиц Хазена по платино-кобальтовой шкале, содержание непредельных соединений на том же уровне -. 0,04Ъ.

148 г фталевого ангидрида этерифицируют 3,5 ч с. 286 г 2-этилгексанола с содержанием 99,5Ъ основного вещества в присутствии 15 г приготовленного раствора БСК. 418 г. реакционной массы (выход 96,3Ъ) с кислотным числом 3,2 мг KOH/ã нейтрализуют 2Ъ-ным раствором щелочи и получают. 409,6 r (97,9Ъ). Далее пластификатор промывают и отгоняют избыточный спирт.Полученный диоктилфталат имеет цветность 90 единиц Хазена по платино316 r реакционной массы (выход

97,3Ъ) с кислотным числом

45 3,2 мг КОН/r нейтрализуютс 7Ъ-ным раствором щелочи и получают выход

312 r (98,8Ъ). Далее из пластификатора отгоняют избыточный спифг.

Полученный дибутилфталат имеет цветность 30 единиц Хазена.

Пример 4. 100 r себациновой кислоты этерифицируют 94,5 r н-бутанола в течение 3,5 ч в присутствии

10 r раствора БСК, приготовленного как в примере 3,189,4 г реакционной массы (выход 97,4Ъ) с кислотным числом 2,8 мг KOH/r нейтрализуют 7Ъ-ным раствором кальцинированной соды и получают 187 г (98,6Ъ). Пластификатор промывают и отгоняют избыточный

60 спирт. Полученный дибутилсебацинат имеет цветность 20 единиц Хазена по платина-кобальтовой шкале.

Пример 5 ° 10 г БСК растворяют в 100.r спиртов с числом угле65 родных атомов от 7 до 9 при 50 кобальтовой шкале и удельное объемное сопротивление 2,6 ° 10"" Ом см.

Пример 2. 10 г БСК растворяют в 100 г 2-этилгексанола при

60 С (10Ъ-ный раствор, содержащий

0,04Ъ непредельных соединений), В момент приготовления раствора в течение 30 мин барботируется озонированный воздух с концентрацией озона 25 мг/л и расходом 30 мЗ/ч.

Полученный раствор БСК имеет цветность 180 единиц Хазена по платино-кобальтовой шкале с содержанием

0,02Ъ непредельных соединений.

148 г фталевого ангидрида этерифицируют 3 ч с 286 г 2-этилгексанола с содержанием 99,5Ъ основного вещества.в присутствии 15 г приготовленного раствора БСК. 521 г реакционной массы (выход 97,0Ъ) с кислотным числом 2,7 мг КОН/r нейтра20 лизуют 2Ъ-ным раствором щелочи и получают 412,9 г (98,7Ъ) . Далее пластификатор промывают и отгоняют избыточный спирт. Полученный диоктилфталат имеет цветность 50 единиц

Хазена и удельное объемное сопротивление 1,6 10 Ом-см.

-1 и

Пример 3. 40 г БСК растворяют в 100 г н- бутанола при 50 С (40Ъ-ный раствор, содержащий 0,.025Ъ непредельный соединений). В момент приготовления раствора в течение

1,0 ч барботируется озонированный воздух с концентрацией озона

20 мг/л и расходом 30.м /ч.Полученный раствор БСК имеет цветность

150 единиц Хазена по платино-кобаль товой шкале с содержанием 0,01Ъ непредельных соединений. 148 г фталевого ангидрида этерифицируют

177 г н-бутанола в течение 3,0 ч в

10 присутствии 10 r приготовленного раствора БСК.

825498

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 2ч74/60

Подписное

Тираж 443

Филиал ППП "Патент"; г. Ужгород., ул. Проектная, 4 (10%-ный раствор, содержащий 0,05% непредельных соединений).

В момент приготовления раствора в течение 40 мин барботируется озонированныи воздух с концентрацией озона 30 мг/л и расходом 30 м /ч.

Полученный раствор БСК имеет цветность 160 единиц Хазена с содержани,ем 0,03% непредельных соединений.

148 r фталевого ангидрида этерифицируют 3,5 ч с 348 г синтетических нормальных жирных спиртов с числом углеродных атомов от 7 до 9 с содержанием 90% основного вещества в присутствии 15 г приготовленного раствора БСК. 482 r реакционной массы (выход 97,2%) с кислотным 5 числом 3,0 мг КОН/г нейтрализуют

2%-ным раствором щелочи и получают

476,2.г (98,8%). Далее пластифика- тор промывают и отгоняют избыточный спирт. Полученный диалкилфталат име- 2() ет цветность 50 единиц Хазена по платино-кобальтовой шкале и удельное,объемное сопротивление 5-10 vM ° cì, И

Пример 6. 10 r БСК растворяют в 100 г 2-этилгексанола при

50 С (10%-ный раствор, содержащий

0,04% непредельных соединений.3атем раствор охлаждается до 20 С и при этой температуре начинается барботаж озонированного воздуха в тече.ние 30 мин с концентрацией озона

48 мг/л и расходом 30 мз/ч.Полученный раствор БСК имеет цветность

100 единиц Хазена с содержанием

0,08% непредельных соединений.148 г фталевого ангидрида этерифицируют

3 ч с 286 r 2-этилгексанола с содержанием 99,5% основного вещества в присутствии 15 r приготовленного раствора БСК. 423,5 г реакционной массы (выход 97,6%) е кислотным числом 1,8 мг КОН/r нейтрализуют

2%-ным раствором щелочи и получаюТ

414,2 г (99,0%). Далее пластификатор промывают и отгоняют избыточный спирт. Полученный диоктилфталат 4 имеет цветность 30 единиц Хазена и удельное объемное сопротивление

1, 9- 10" Ом см.

П.р и м е р 7. 10 r БСК растворяют в 100 r 2-этилгексанола при

60 С (10%-ный раствор, содержащий

0,045% непредельных соединений).Затем раствор нагревается до 100 С и при этой температуре начинается барботаж озонированного воздуха в течение 1 ч с концентрацией озона

7,6 мг/л и расходом 30 м /ч.Полученный раствор БСК имеет цветность

190 единиц Хазена с содержанием

0,03% непредельных соединений.

148 г фталевого ангидрида этерифицируют 3,5 ч с 286 г 2-этилгексанола с содержанием 99,5% основного вещества в присутствии 15 г приготовленного раствора БСК. 420 г реакционной массы (выход 96,8%) с кислотным числом 3,1 мг КОН/r нейтрализуют

2%-ным раствором щелочи и получают

412 г (98,5%),Далее пластификаторпромывают и отгоняют избыточный спирт..

Полученный диоктилфталат имеет цветность 70 единиц Хазена и удельное . и объемное сопротивление 9,7 10 Ом см,.

Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса за счет ликвидации стадии фильтрации катализатора и выход пластификатора за счет увеличения скорости этерификации и нейтрализации.

На стадии нейтрализации полностью исчезает образование эмульсий за счет ликвидации примесей, являющихся эмульгаторами. При этом способе исчезают потери сырья — спирта и катализатора, а также трудноутилизируемые кислые отходы катализатора,улучшается качество пластификаторов по таким важным показателям, как цвет и удельное объемное сопротивление за счет сокращения примесей, осмоляющихся при этерификации. Способ легко внедряется в существующее производство пластификаторов,так как обработку раствора катализатора озоном можно осуществить в той же емкости, где готовится спиртовой раствор катализатора.

Способ получения пластификатора путем этерификации фталевого ангидрида или себациновой кислоты алифатическим спиртом С -С в присутствии предварительно обработанного при нагревании катализатора, s качестве которого используют 1040%-ный спиртовой раствор бензолсульфокислоты, с последующей нейтрализацией реакционной массы щелочью, отличающийся тем, что, с.целью повышения качества целевого продукта и интенсификации процесса., используют катализатор, предварительно обработанный озоном с концентрацией 8-50 мг/л при

20-100 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2433459/23-04, кл. С 07 С 307/89, 1976 (прототип) .