Способ получения отвердителя для жидкостекольной смеси в литейном производстве

 

П.А.Борсук, В.Н.Игнатьев, Г.И.Васильева, P.Ô.ØèëHHà, Л.М.Чайкина и М.А.Беспрозва оваленко, (72) Авторы изобретения Г:1,1)Щ". "(„.äq лу щ...,,.„.. ф

Научно-производственное объединение по т машиностроения ЦНКИТМАШ и Калужский комб душистых веществ (71) Заявители нат синтетических

БЫЬ,ай;) Т.",;„ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРДИТЕЛЯ

ДЛЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОЙ С1ECH B ЛИТЕЙНОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ

Изобретение относится к усовершен ствованному способу получения отвердителя для жидкостекольной смеси в литейном производстве °

Известен отвердитель для жидкостекольной смеси в литейном производстве-смесь диацетина и триацетина (1), каждый из которых получают путем этерификации уксусной кислоты глицерином (2). В частности, триацетин получают, используя

92 вес.ч. глицерина на 270 вес.ч. ледяной уксусной кислоты. Указанные продукты помещают в перегонную колонну и медленно нагревают, полу" чая в дистилляте воду и слабую уксусную кислоту. Процесс продолжают до тех пор, пока не начнет перегоняться концентрированная уксусная кислота.

Однако для получения отвердителя для жидкостекольной смеси в литейном производстве используют чистые исходные продукты — глицерин и уксусную кислоту.

Целью изобретения является ути-лизация отходов производства, позвол : ющая получить сразу продукт, при5 годный для использования в производстве.

Цель достигается тем, что этерификации подвергают отход проиэвод10 ства кумарина, содержащий уксусную кислоту, и отход производства унде" циленовой кислоты, содержащий глицерин, при молярном соотношении глицерина и уксусной кислоты, равном

1: 2-9.

Процесс желательно вести нри температуре 120-210 С и атмосферном давлении или при температуре 50150 С и остаточном давлении 50160 мм рт. ст.

Отличительной особенностью этого способа является то, что этерификации подвергают отход производства кумарина, содержащий уксус91059,ную кислоту, и отход производства уденциленовой кислоты, содержащий гпицерин, при малярном соотношении глицерина и уксусной кислоты, равном 1:2-9. S

Для устранения резкого запаха полученного продукта последний нао гревают при температуре 100-170 С в вакууме 5-15 мм рт.ст. для отгонки фракций, кипящих при указанных температурах, в количестве 8-10%, от веса загруженного ацетата.

В качестве источника уксусной кислоты используют отход производства кумарина на стадии конденсации салицилового альдегида и уксусного ангидрида. Содержание уксусной кислоты в этих отходах может колебаться от 80 до 95 вес.%. Если содержание ниже указанного предела, то маж- 20 но концентрацию кислоты увеличить путем выпаривания отхода.

Отход ундециленовой кислоты, содержащий, глицерин, имеет следующий примерный состав, в вес.% глицерин 2S

60-85; вода 0,5-1,0; сульфаты калия ,и метиловый эфир рицинолевой кислоты ос тальное.

Полученный в результате процесса продукт является комплексным мате- ЗО . риалом, состоящим из триацетина и диацетина, который может включать небольшое количество примесей. Коли97,4

88,5

1:2

80,9

1,8

1:4

80,9

88,5

40,8

58 3

):6

67,5

91,6

46,3

42,1

34,4

93,7

I:6

81,5

S7,7, 92,7

64,4

I:9

82,3 та отгоняется в процессе этерифика" ции, добавлять уксусную кислоту по частям. В связи с этим ее можно ввоЛ дить в две или несколько стадий.

При этом необходимо вводить такое количества уксусной кислоты на каждой стадий, чтобы в сумме малярПолучение ацетатов глицерина в соответствии с изобретением можно проводить, загружая одновременно все количество глицерина и уксусной кислоты. Однако более целесообразно с точки зрения уменьшения объема аппарата, поскольку уксусная кисло7 ф чес тв о триаце тина и диане тина в продуктах этерификации отходов зависит от малярного соотношения глицерина и уксусной кислоты в реакционной смеси и содержания глицерина в отходе. Чем выше содержание глицерина в отходе при одинаковом малярном соотношении компонентов, тем больше образуется триацетина. Вместе с тем, при изменении малярного соотношения от I 2 до 1;9 при одинаковом содержании чистых продуктов в отходах возрастает количество триацетина. При этом, чем большее количество уксусной кислоты участвует в реакции, тем более длительное время продолжается процесс этери" фикации.

Соотношение триацетина и диацетина в продукте этерификации влияет на его свойства как отвердителя формовочной смеси для литейного производства. Изменяя это соотношение, можно регулировать свойства живу! чести самотвердеющей формовочной смеси, причем, чем выше количество триацетина, тем больше живучесть смеси.

В .таблице приведены составы исходных материалов и продуктов реакции полученных предлагаемым способом.

Далее в глубоком вакууме 5 мм рт.ст. нри 125-130 С отгоняют примеси в количестве 10% от веса технического эфира. Целевой продукт содержит

62,8% триацетина и 37,2% диацетина.

Пример 2. В колбу по примеру 1 загружают 249 r отхода, который содержит 80,2Х глицерина, и

560,5 г отхода, содержащего 89,2% уксусной кислоты. При работающей мешалке содержимое нагревают и при атмосферном давлении отгоняют водный раствор уксусной кислоты. В начале процесса температуру повышают до 118 С и в течение 9 ч отгоняют 275,6 г 65,7Х-ной уксусной кислоты с постепенным повышением температуры в жидкости до 144 С.

Далее загружают вторую порцию водного раствора уксусной кислоты (82,9%-ной) — 336 r. При постепенном повышении температуры до 210 С отгоняют 322,7 r 82,1%-ной уксусной кислоты. Всего отгоняют 598 r водного раствора уксусной кислоты с содержанием основного вещества

75Х. Длительность процесса 21 ч.

5 910з иое соотношение глицерина и уксусной кислоты составляло от 1:2 до 1:9.

Пример 1. В колбу Клайэена емкостью 1 л, снабженную мешалкой и прямьм холодильником Либиха, загружают 245 r отхода, содержащего

93,7Х уксусной кислоты, При остаточном давлении 50-108 мм рт. ст. и температуре 50 С отгоняют водный раствор уксусной кислоты в течение 9 ч 10 отгоняют 248 г 85%-ной уксусной кислоты при постепенном повышении о температуры в жидкости до 80 С.

Затем загружают вторую порцию отхода, содержащего 93,7% уксусной 15 кислоты, в количестве 320 г. При постоянно работающей мешалке и постепенном повышении температуры до

150 С отгоняют 326 г водного раствора уксусной кислоты с содержани- 2о ем основного вещества 81%.

Длительность процесса этерификации 28 ч. 3а это время отгоняют

574 г 76%-ной уксусной кислоты.

Реакционную массу охлаждают и 25 отфильтровывают от выпавших солей, ранее растворенных в отходе, содержащем глицерин. Отфильтровывают . 39,7 r солей. Выход технического эфира 432 r с концентрацией 81,8%. Зр

После охлаждения отфильтровывают 40,5 r солей. Выход технического эфира 471. г с содержанием триацетина 56Х, диацетина и примесей 32,6%.

Процесс отгонки примесей проводят, как в примере 1.

При этом содержание в целевом продукте триацетина составляет

63,1%, а диацетина 36 5Х (осталь, ное примеси).

Пример 3. В колбу по примеру 1 загружают 390 r глицеринаотхода, содержащего 64,4 вес.% глицерина, и первую часть - 675 г - отхода, который содержит 92,7 вес.% уксусной кислоты. Прь работающей металке смесь нагревают при атмосферном давлении до 117 С и отгоняют вод" ный раствор уксусной кислоты в течение 6-7 ч с повышением температуры до 135 С в жидкости и 100-105 С в парах. При этом отгоняют 278,9 r

58,7%-ного водного раствора уксусной кислоты.

Затем загружают вторую порцию

405 r отхода, содержащего 92,7 вес.Х. уксусной кислоты, и отгоняют водный раст вор уксусной кислоты при атмосферном давлении. Температура в жидкости 123-135 С, в парах 105109 С, В течение 6-7 ч отгоняют

221,2 г раствора этой кислоты с содержанием основного вещества 79,8%.

После этого загружают третью порцию уксусной кислоты-отхода — 400 г (содер>канне основного продукта 92,7%) и продолжают отгонку водного раст-" вора уксусной кислоты до температуры в жидкости 140 С в парах 112 С в течение 6-7 ч. При этом выделяется 302,3 r уксусной кислоты с содержанием основного вещества 88,1%.

Молярное соотношение глицерина и уксусной кислоты в реакционной смеси

l:9.

Дапее процесс ведут при остаточном давлении 135 мм рт.ст и в течение 6-7 ч отгоняют 232 г уксусной кислоты с содержанием основного вещества 93,5%. Полученную реакционную массу отфильтровывают от выпавших солей. При этом получают 624 r технического эфира, 118 r солей, потери

36 г.

От технического эфира в глубоком

:вакууме (8-10 мм рт.ст.) при темпе1059.7 8 слоты, содержащий глицерин, при молярном соотношении глицерина и уксусной кислоты, равном 1:2-9.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что процесс ведут при температуре 120-210 С и атмосферном давлении.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что процесс ведут

10 при температуре 50-15 С и остаточном давлении 50-160 мм рт.ст.

Формула изобретения

1. Способ получения отвердителя для жидкостекольной смеси s литейном производстве на основе реакции этерификации с последующей отгонкой кислоты, отличающийсяИ тем, что, с целью утилизации отходов производства, зтерификации подвергают отход производства кумарина содержащий уксусную кислоту, и отход производства ундециленовой ки- 20

7 9 ратуре в жидкости 95" 150 С (в парах

30-143 С) отгоняют 66,5 г примесей.

В результате очистки йолучают обогащенный эфир следующего состава, вес.X: триацетин 82,3; диацетин 17,5; примеси 0,2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии 11- 12604439, кп. С 3 N. опублик. 1972.

2. R.E.Kirk, О.F. Other "Encyclopedià of chemiса1 Techno1ogy", изд. 2, 1962-1971. т. 8, с. 351 (прототип).

Составитель Н.Токарева

Редактор З.Бородкина Техред N.Tenep Корректор М.Шароши

Заказ 1018/23 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород. ул. Проектная, 4