Разработка технологии получения новых водорастворимых поверхностно-активных веществ на основе фенола тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ ХИМИИ

- ОД

' На правах рукописи

АЙХОДЖАЕВА Нодира Каримуллаевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НОВЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОВЕРХНОСТНО - АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ФЕНОЛА

Специальность 02.00.11 — Коллоидная и мембранная химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1998

Работа выполнена на кафедре «Промышленная экология» Ташкентского Химико-технологического Института

Научный руководитель:

Кандидат технических наук, доцент ХИДОЯТОВ К- X.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор ЮНУСОВ Л. Ю. Кандидат технических наук, доцент КАДЫРОВ С.

Ведущая организация:

Ташкентский Фармацевтический Институт

Защита состоится », _1998 года

в , УР\' часов на заседании Специализированного Совета Д. 015.13.01 в Институте химии АН РУз по адресу: 700170, г. Ташкент, ул. академика Х- Абдуллаева, 77а

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке АН Республики Узбекистан по адресу: г. Ташкент, ул. Муминова, 13

Автореферат разослан .ЛбЯу^/Г?^ 1998 г.

И. о. ученого секретаря Специализированного Совета, доктор химических наук, профессор

! МУМИНОВ С.

3

ОБШАЯ ХАРАЯТЗ К.ВТГЛЙ, РАБОЭД

Актуальность раб о?};. Согласно совроменш;» тробованийи химического производства актуальна разработка и внедрение новых технологических процессов, переработке природа!а рзсур-сов о использованном экологически об основан;! их безотходных, ресурс осберогакшх технологи!!. Создание-научню: основ получения новых поверхностно-актшчшх воаеств /ПАВ/ с заданными свойства«« на основе промшлегшнх отходов, способстиуюиих улучшению свойств дисперсных систем и изделии из них, является .одно]! из основных задач совренсшюП коллоидно-химической технологии.

■Среда многочисленных химических соединений наиболее широкое применение Находят продукты, обладавшие почерхностно-ак-зивньши свойстваыи. Поверхноатно-актпвнно веиоства используются во многих отраслях промьгалепности, медицины, сельского хозяйства в качества стабилизаторов, пластификаторов, ингибиторов, модификаторов, флокулпитов, плешссюОразоватолеН и других агентов.

Наиболее крупными потенциальными потребителя«!) ПАЙ являются нефтяная и химическая промышленности, а тэте промышленность строительных материалов.

Применение ПАВ в указанных производствах дает значительный экономический эффект.. Однако до настоянего времени, несмотря на непрерывно возраставший спрос, ассортимент выпускаемых ПАВ невелик, они. как правило, дороги, дефицитны и не отвечают «ноги» требования« потребителей. Кроне, того, известные способа производства ПАВ базируются нередко на дорогом сырье, они многостадийны и зачастую приводят к загрязнению окружашей среди. В этом аспекте разработка эффективных способов синтеза новых ПАВ, технологий их получения весьма актуальны.

' Цель и задачи исследования. Целью работы является разра-

- 3 -

йот ко технологии получения нових поворхностно-актнвних ве-eiqg'üb на основе взаимодействия фонола с - кретоновый альдегидог, сульфитои натрия' и ыоноэтанолаиинои, исслодование их свойств и изыскания путей практического применения.

В соответствии с этой целью были решены следующие задачи:

- разработка одн ocia длин ого способа синтеза водорастворимых ПАВ на осново фонола;

- изучение влияния различных факторов на протекание реакций полшсоиденсацаи фенола с кротоновыы альдегидом, сульфито! натрия и цоноэтанояаыинам;

- определение оптимальных условий технологии получения по-верхностно-активних зешеств, включавших разработку технологического рекиыа реакторного узла, расчет производительности реактора, тештаратурного профиля процесса, а гакке теплового и материального баланса;

- исследование физико-химических и поверхностно-активных свойств синтезированных продуктов и их вода»: растворов;

- на основании изучения коллоидно-химических свойств получанных ПАВ, определение возивших областей их практического применения. .

Научная новизна. Разработаны новый способ и технология получения водорастворимых поверхностно-активных вешеств, основанные на реакции пояиконданоации фенола с кротоиовьш альдегидом, сульфитом натрия и монозтаноламином, что подтверждается двумя Патентами Республики Узбекистан-. Исследована кинетика реакции и создана многофактсрная математическая модель,, адекватно описывавшая расходование исходных, накопление промежуточных и конечных продуктов, определены оптимальные /время, температура, соотношение и последовательность введения реагирующих компонентов, интенсивность перемешивания и др./ условия проведения процесса. В результате целенаправленного введения новых функциональных групп достигнута поверхностная

активность синтезированных продуктов, которая позволяет рас-

_ 4 -

зирйть области применения полученных ПАВ. Произведен расчет зптиыального технологического ренина реакторного узла, включа 5ший материальный тепловой баланс, выбор оптимального температурного профиля процесса. Идентифицировали состав и строена молекул полученных ЛАВ,-

Практическое значение. Практическое значение работы заключается в том, что разработан и продлонсн безотходный технологический процесс получения ПАВ на основа фонола в сочетании с ;ротоновьш альдегидом, сульгитоы натрия и ионаэтаноламшюм; определены возможности их применения в качестве э^октивнмх 1ластификаторов бетона, ингибиторов коррозии металлов, стаби-шзаторов буровых растворов, пленкообразователей на поверх-юсти хлопковых семян-н т.д.

Испытания эксплуатационных свойств синтозировашшх ПАВ проведены в производственных условиях на асфальтобетонном за-збде при УПТК "Гордорстройремонт", внедрены в производство, путем передачи научно-технической документации - Стандарта предприятия на модифицированную бетонную смесь. Результата испытания Л1АВ-1 и ЭТ1АВ-2 в качество препарата предпосевной обработки сеыян хлопчатника и добавки в сирую нефть отражены в актах испытаний в УзбвкНйГИнефтегаз и АнГУ.

Апробация работы. Основные результаты данного исследования были долокены на Межреспубликанской научно-технической конференции "Интенсификация процессов химической и пиаовой 16ХН0Л0ГИИ /Чиаган 19?3 г./, Научно-тооретическо-техничоских конференциях аспирантов, преподавателей и научных работников ГаиХТИ/ г. Ташкент, 1292-1997 гг./, на Научной конференции "Созреыошшэ лроблаш биологии и экологии /Ташкент, 1995 г./.

- Публикации. По результатов! исследований опубликовано ХБ работ, включая статьи, тозиси докладов и даа предварлтельных Патента Геспубяики Узбекистан,

Структура и обьем работы. Диссертационная работа изложена на 181 страницах машинописного текста, состоит из вводэния,

- 5 -

четырех глав, обших виьодов и списка использованной литарату рц, содержащего III наименовании и приложения. Содержит 82 рисунка н 28 таблиц.

КРАТКОЕ СОДйРдАЩЩ РАБОТЫ

iio введении обоснована актуальность т.еиы диссертации, сформулированы её цаль и задачи, научная новизна исследования,

В пдпвоК г.шьа рассмотрено сиврвыенноа состояние .вопроса синтоиа HAB на основа алй^итичаскик и ароматических .спиртов. Анализ научно!! и патентной литературы иокааад, что в настоя-шэе Bpaim актуальный для н'ронзьодстьа ПАВ является оокраавии! технологических стадия п>: о mm за, испшьзованпо болов дешевых, доступных видов сырья и обходов производства, что .обусловило постановку рабоги, оо гиль и аадачи.

Во второй главе даны обоснование выбор и характеристики объект се ц ыоюд(л исследования. В качестве объектов исследований С'нли использованы чинол, кротоновый альдегид, являвший-■ ся отходом производства уксусной кислоты, и он оутанодаШш /УЭД сульфит натрия и соляная кислота.

Изучена реакция взаимодействия фенола с кротоношш.альдегидов, МаА, суль^итоа натрия, а ганка дкзико-хиыкчоские свой сгва-продуктов реакций с "поаоиьа сов районных методов Элементного анализа, .1Н-, ПМР, йМР-спзшроскопии, рентгенография, • дорлватографш; з работе использована ыногосЕактораая математическая "модель для описания выхода синтезируемых ПАВ. Технические свойства и технологические параметры получения ПАЕ определены.о пойозью стандартных методов в соответствии с су-вествуюсшми государственными стандартами. ' - • . ß третьей глава представлены и обсуждены' основные результаты исследований процесса пшшкондвнеации фенола о кротоно-вым альдегидом,и аминами в присутствии сульфита натрия, проведана. идентификация состава и строения.молекул.синтезирован ных соединений,'исследованы основные кинетические закономерности протекавших процессов, описаны технологические процесс:

- б -

получения новых ПАЗ, определены их физико-химические сзойсша

. I. Мссдгдовашш рзакции поляк он доиеац'.т фонола с кротоно-•. ''гш-альдегидом и аминами- . ;

.Исследование поликоидеисации фонола с кретоновым альдегидом в присутствии сульфита натрия показало, что. он является результатом одновременного совокупного протекания нескольких процессов: образования гидроокиси натрия и натриевой соли о.ч-оисульфолотиломкротоновой киолоты, а также холатного соедино-иия в переходном состоянии: '

+ С №,НгО+ ОН

' -'Образованная гидроокись латрип катализирует процесс конденсации фонола с натриевой соль» чзроз образованна фенолят-' них ионов, пэрзходпгшх в хлнопднне структура.

Дальне Авоо. тзченпо р'оакцпц опяошзаозся э&окхоа дпемутации /реакция Кашшцоро/, при котором альдегиды под действием шо-лочн превращаются в соль кротонозоП кислоти и спирт.

: -гС,Цг.1!*оШ- ШООЛЬ+ШШ

. Тайг.и образом, наличие 'в' реакционно!; зоне фонола натриевой сода сул^онетилеикрогоиовоа кислот я сульфита, натрия обусловливает лелпкояденсацш (¿<яюла с сульфопропзводной кр менового альдегида с образованием вошзтва с элементным звоном, с'оотояинщ из г-кротоппл^сульронат-'цб -полшерогогшеи-! "боно--лята натрия,которое условно обозначал УПАВ-1:пл/ . 0М.5

ОН • пп лиЛО 1

Чхп п.тлзш ~НР:Н -Л-сн-он.

' B3a»uoÁoí.oíUBÚ фонола о кроюнозии ал&догидои и нонозаано-хашшси в прнсулсгшш суль£ша иа«р:ш протояаот пи- поиио-цапиоау нзхалкзиу через образованна карб-ксмсша, ьзаииодай-сгвуияго йпосдудогона о видной, образуя двухатомные спирты:

МП, + 1Г- с: ОН—Mf-R- сон + ir—

№1 к ОМ

û Получс-шшз схшрги взакнодоЦсгаун с диодом сбрааувг вешаемо строения;

»! i11 №,011 "J «он "" дан

^ n Ämt <*' « bu

-JML y-íiíJtcue0ll ' un .

t ¿Hi ¡hj + n H¡u

én'ai ьи-

Пислодушов взиимодоЛсгвие cimsesupoBsuHoro продукта о наг рлавон ссйьо окикоуль^онОвоЙ шмсги и оувь-jaton- натрия позволяет ьвесги в ого состав оул&Хюногальиу» группу о образованней 2 кротонпл оуль^она2-4-к]102Шил-0-подйкрото1Шлеи-1 фенолята натрия, Kûïopuit условно обозначен УПАВ-2:

нтшлг 'мои

скоп êlh пи пи , ИЛ

COW Cil,

0M3 ОМ* , ФШМ1 сШ

-8- Щ-SQM

Характерная осос!онность дайной реакции заключается в юн, что ввод иротонового альдегида опушоствляетсп небольшими порциями. Экспериментально установлено, что этот порпод для локального случая равен 1,5-2 часам. Необходимость в строгом соблюден;!» этого pasiwa обусловлена тем, что при единовременном ссдрркзшш в реакционной среда всех реагентов приводит к образования олигоморов /молекуцяриап масса 1000-2000/ за счет образования большого количества иатриовой соли сульфсмотиль» Hirx групп, приводящих к прокдолромонному обрыву роста цени.

2. Исследование осноиияс кинетических закономерностей процесса синтеза УПА В—I и УПАВ-2

Экспериментально установлено, что синтез УПАВ-2 протекает быстрое, чем УЛАВ-1, что обусловлено реакционно!! способностью функциональных групп JJ3A и усиленном полочиости среди на I -1,5 единиц. Время достижения 23 ? выхода УПАВ-I равно 8 часам

Рис Л. Зависимость изменения концентрации-¡¡сходного сырья и продукта реакции /УНАВ-1/ он грома гш при t~ 98 °0 _ о _

С,

Рис,2. Зависиаость изменении концентра- ' ции исходного сырья и -продукта реакции ; • /УПАВ-2/ от времени 'при . £ - 98°С.. ■ ...

Изучение изменения выхода продуктов реакций во времени показало, что интенсивной увеличение степени конверсии в обоих ■ случаях наступает но раньше, чей через 2 "часа.

Наличие макоимуыа на кривых бпхо?д Цвнолспиртов -обусловлено претерпеванием побочных реакций. - ' ■ • ' Исследование влияния температуры на-полйкондеио&цию в обоих случаях показало, что процесс начинается при температуре свыше 30°С, однако шкеиыальикй'выход продукта наблюдается при 50-100°С. ' : -Зависимость выхода продуктов реакции от соотношения фенола с кротоновиы альдегидом, • сульфитом натрия для УПАВ-1 и НЭА -для У11АВ-2 в исходной смеси показала оптимальное соотношение для иакоималышго выхода УПАШ: фенвдзкрегаоновый альдегид: сульфит натрия - 1:2:1 Урйо,1,/,5ПАВ-2;'фе'нол1кр(и;оновый'$ль-.-депшеульфи? натрия:моиоэгаволамин'^ 1:811:1/рис.2>/'

Исследование влияния рэсч'яоратиля на \ч,,.од про пут оз ¡нг.п.-ции показало, чю при "галнх кодпчесхвзх оог,ч /1-2 пол;»/ нвС~ дюдаотсн «юкоимуи »¡¡хода иромакуто'шюс п):еду!гхов и шшшск целевого; с увеличепнен полярного С1*»р»«я:)я поды до 5-6 нолей наблюдается жшнмум. выхода пронц-чутспшх и ¡.«оксимуп целевых- продуктов} дальиоНпоо увеличение количества води лрпво.те к'полной ионизации исходных ре а го н топ.

. Экспериментально установлено, чю опт низ л ьн о!! скоростью поромеш!ваш;я' роакцисшо»! сшея «оыпляой якорного гшт для обеспечении шзкеишльпого выхода УИАВ-1 является 450-500 об/ шш,: а У1Ш5-2 .- 400-450 .об/ини.

Таким .образом,-установлены основные кинетические шравэтрп процесса синтеза УПАВ-1 и'УНАВ-2,'репашимп из которых пзляптоя

• ся соотношение исходам компонентов, содержание .ростворатоли в рдатщонной снеси, вроня и температура реакции, а тзк:-::п скорость ¡гсремеишашш.

3.' Основные '¿«знко-хпиическвд свойства УПАВ-1 и УПАП-2

, Получоинкз поверхноезно-окгивимо вввчотжа УИАВ-1 и УПАй-2

представляют собой цодирастл^рш.ще достаточно густго столообразные продукты томпо-иорнчиояого цвета с удадшга весш. 1,159 г/сиг ч 1,200 г/сиэ соответственно.

ИК— спектры поглаиония УПАВ-1 и УПАВ-2 показали иьшокочао-точные полосы в области 3285 - 2630 см: соотгстствуытае ассп-метричшш п снимет ручным валентным колебания:.! связей гидроск-оильшяс групп: обнорукешшо полосы поглапения в области 2600,8055 сгГ1 характерных зип. валентных колебаний связей-С-Н мо-тильноИ, «этиленовой и ароматической. Наличие полсс в интервала 1720-1945 обусловлено колебанпяпп обертона и составных частой гамевонпого бензольного кольца, о та:сжо валонт-

• ных колебаний карбонильной группы альдегидного дагыаша. Наличйо оуль-рогруп'п /5*0^/ в синтезированных проиоратах пода. вврЗДзлт полосы -поглаг:снйя в области 800-1280 см~ . Полосы,.

- II -

проаюшшше в Иазкочаезсяаой области спактра bOû ом-1 отва-«ií.w мимишсоыш колебания« ашаншх групп..

CíiHííi3H¡)üEn¡i¡¡i:e ПАВ 'видерживакг огиооихаяьио высокие тем. иорагури порядка 4û(M5ùuC с иаимоньюшн потерши в массе. 0еоо'>.в.;сс*ью k^uíiux доряьаз-ограиы полученных при аарыиче'оком акал изо УИАВ-1 и УИАВ-2 является наличие больыих .йоиичеогв эцдoíйрыичoi:¡:х d¿>iatwv в процессе иагриызшш -образцового

ОбуСЛОВЛОЦО >Д.Л«1П.0Л £ЮСЗД0рШ!йЛП, рйЗ{ШВ00 M« ПЛОДОВЫХ и

мстнльнш: групп, ра^;а;г.оццоы ароа&аичеокого кол-ца", Конечным продута-ом процесса комического разложения УПАВ~1 и .УПАВ-2 является с a h и; их нз*рпа.

Üsni обладай досгагочно ш.'рашшиып яоверхиосгай-акгивш-u:i своДсгшши о чиц свйде'лйльогвувг значения noue рхкозги ого тшшшшн их воздих растворов /рис.Ь./ Как видно, иьибольиои ciaibOfHhî поверхностного ш.цшошш воды на гр&иице 'ре а дала изиарзнное при 25°(j черна чао после гиги^оьлаьш! post воров. еост£,я«йвт дся ШЪ-l ЬЪ I03 Да/«2, а УПАВ-2 - '¡I 103 Дк/и*

60

Рис .В. Изотермы поверхностного нвтяка-кия растворов УИАВ-1 и УПАВ-2 ■

- 12 -

Установлено, что нп. голродкизшпгосшкг свойства УПАВ-1 и УПАВ-2 янамшельлогг влппиго оказиваст рН «роди /рко. 4./ Наксккуик па кривих соответствуют зюпзншш 7,5-7,8 и обусловлены наибольшей дэЗорпоциеП молекул.в это!! области рН, которые пропилят свсПства лолпатюнов. •

Рис.Влияние рН среди на приводаиную впзкость водных растворов УПАЗ-1 и УПАВ-2

При исследовании вязкости водных растворов УПАВ-1 и УПАВ-2 било установлено, что с увеличением длины бокового радикала в очень разбавленных растворах иобладаетел эффект Томса.

По10нцаомз1рическс8 титрование в одних растворов УПАВ-1 и УПАВ-2 показало, что эти ПАВ яззяится впСсторшш электролитами. Кривые титрования вуоах образный вид с перегибами в кислой /рН-3,5-4,0/ и иелочноП /рН-9,5-10,0/ областях, что

- 13 -

ука.ишаот ■ на ьаяич.ш как кисдолшх едк и. основных Чуккцоог :ыльиьк групп. ' ■ '

if.i;»i4Bu в «олякулах. ПАЙ иогашшх ¿.уикцидаазшшх оульфо и ■ауплогруни, ofloooíiflus к диссоциации в öодних расгворах обуо-ловл:!и.;оа' ,:х алоктрсцроюдиил.а свойства. Cmma изотирыа айи;;?ро:ф£щодиаггц в«ииг ¡шшыШшЬ характер, чзо обусловлено ÄuliaiiiiibU Дкух jîbïûjobî г.арвси'О ибуи'лоилыпшго ували-чыг.-'ij и.i:i снободних iipcs«8a;u:oB, »р;!йод.пзих при раабаало-Ш1Л pa.;r.> ïiiâb-I и y«Atí- i л bvüpopü, .1шд1рлйгооц сляд-с:ъ,ии jüü'íü суммарного ; iawio¿¿ u слйдокй'/лчыю.й иод-ссти iwtxKjJî in:ouuK;2i.;yuEio:: увеличению • ЗЯОЛ'рОНрОВОЯИ ocia pCOIJiLpJb. . ' '

i«»». о«р^да.,оизй иолакудьрмо.. ¡лоси УПАЗ-I и УПАВ-2 использовали урлненпе Иарка-Куна-Хаупинка коз^.шишнти К н .били определены аоаодоа свсросзпо.: содауантацни/уллтрицсн-три - yí'ü-ptöoiitw/ .Увкисалвтд ькачоти. коэ-лицкввгвз К й позволяв« л дапьиоытн определить ьодовудпрццг «accu представителей гшйяогцчаскдао рпдз ч-еиолнгов низ доя только на основании п ¡¡с к os is; ;в т pu ^ с с г;п X • изиорчзииЬ.Урившзцпа 'для определения цола-Kyjií.'i'iiü.i tacen ¡i кокстаити еодшоигации для Л1АВ-1 и УПАВ-2 u их гонилогов пасет вид: '• * т, мьв , '

[>¿]= i, 12-10 Мь'' /ДЛ/1\ ¿t ~¿,'il5'IU~iJ-¡¿ (С) &Н6Ч0НЦ0 «Cbö,7,y4uswiau3so caeimiis вза:шодвйс>гв«й колекул ■ Г-оогвср««елва,оч(»дзгельогвуве о достаточно;; гибкости иолеаул ■ Л1АВ • несмотря :¡a проявлений шк свойств пшнзлоктра.'нтного характера.

Тодш 0s5pa30JjK0UiMóKCHi:u ;-изхко~хш№чоскни исследована- ■ оу продуктов,ио^учемшк на ооноьа воликондоисацми'фонола о кротопомш Bjib,№î4uiox,sioHOSïuuaieiwraôa в присутствии сульфите, истрйн,yosiuufti.oijo,чю они иьдястся пов'ерхностпо-актнвин-ш: Евзоихьа:»'»! с: ¡¡гоивраого характера в' нормах ыш." условиях, . достаточно горок о сникаот поверхностной аыш;вн«е 'bwü s. йог-i'jT di:i'ï, nciJOJiñbobuíii; ;¿¡¡¡ per;лиро?ания OBot.çiB дкечыреищ4

- I-, -

ИЛ В ¡.íarioi;.;j8cca Злактропри- •

водность np;¡ píl-7 да/г 550 G '¿,j р-ра

• ti.. i-E3p'jocT¿m кншсмизмв пояцчеиая ЭТ1АВ-1 ь У!!ДВ-2.

На «cu отшит{етз1вбс»ат<нх услиьт шштйкь УПАВ-Ï и УПАВ-?, a такжо прадзьвдрнтгх |иочогоз,ирвдаоявнв хяхкойотивскак ехоаа производства ÏIlftB-I на основа ззвваодзйсшн' фонола о . ¡фотоаовии альдегидов прпсутсичшл оул&^йти но«,! рая,Kuf оран вклгдюда слвдушм asan» процессов вертикальней зпслировзл-т:Й paairaор/1/,cimбаонинй иашаляок нкррного зила л ооаданен-нпй а обратит хойодильнйкои/?/ .загружается i?eu«i из пдавито-лл/5/,при поиоши вакуум-пассла/'!/.Вода подпетая из маринка /10/,s люк síH'pyx'üo? султ.'[пт натрлн/б/.В аврозув руйашву реак-юра/1/подают пар л включает тшнляу.Пссяо кодняхия тоинерату--¡m а реакторе до 5С~£0°й. вводе«;» кроюнозпИ альдегид из до-zhf:o¡m/'¿/ капельпи» способом.Проезде длится 6-8 часов,Окончание реакции опрадолявг- ¡¡о ¡шеиеккп pea bíjk силой среды,даз-коогв сисгоин и коо#ищ'.с№га рофракцви.

.ШАВ-2 ошт'зкруетап подос'нш: стразов, о допемтпиль-

- 15 -

yUAB-I 5-5 'Itr 1,0 JÜAB-2 1,0

IM S ,31 40

16,2 MI ¡¡5

ним введение;.! ыоиоэзаиолашта из иертша/И/

После окончания реакции реакционную ¡гассу охлаждали-'до тешшрагурп ¿5-&0Ч; .. нейтрализую! новступивиую в реакции иелочь к суль$кг. иатряп водны:.! раствором соляной кислоты- из дозетора/8/,поредаыивают п доводят рН среди до ?-8. В процессе нейтрализации выделяется тепло,поэтому в рубашку

В основе яро д>. «лиши oli пани техиа-.огичйскол схемы делят существующая иногостадаШтя- схима получения различных хакичаи-ких сое-дшиицли при это:/ коипанолка оборудования но изменена. Новизной разработанной шши технологии является:

- долевые продукта нашего спнтчаа au подучаеи на нзнэнчя кошган'овкя оборудования а на производя îiouvaaa дополнительного}

- попользован««} виеото формальдегида крогонового альдегида, .KOTOpUÜ являете:;! ОТХОДОМ ПрОИЭЗОДС! ОЭ yKCyOriOií КИСЛОТЫ И TUX--

аачеоким виоди-гои./Ыт значительный аконоинчесш-а! .»¿дою;

- уиро-'виг.а технологической сх«ин до osaooTaíwimw.U Расчет шкпшаьпсго тихнодохчиеского риз:ша реакторного

узла,вклйчапизй уравнение замерно.!ьиого баланса.определенна

производительности реактора,выбор оилшнльного тапиературяого профиля процесса,определение оятиазлыюй trceneuu прзгриеошга фенола,расчет тапловиго и нотариального бд-анса везвапшв составить спецификацы; огорудеизия прсизаойстса УЦАй.

Контроль поста да Пи ого проведения синтеза осуществляется путам заыера таких показателе!; ка« г:оз.14:т>'оит реакции,' вязкость,рП срэ-ди./Р;;с.5/

<№ лТ/И Ï > ¿ 3 * * f. ~ ? * % чае Рлс.5. Зависниость ¡¿кзико-даншческих свойств во времени.

■ '1-.{иау,]лЦ„ег;т ретракции; ¿-среда реакционной

кассы; Б-вгшкость реакционной массы; 4-плотность

реакционной шеом.

В 4021)01)"u:s главе опраделеан пути практического применении отивзпролэниых пог,орхносг?!о-анташшх aomais. . ■

Известно,что URB ишшся ОД&окхизшиш добавками, регулиру-южиго «роцэсо» гидратации- цемента» ?ф,'октивяо влияю! форшфо-ван«8 иакро- и уькроеарукгуру бе тша. Однако известные в jmo-тоякзо время добавки ыалозфЪоктивни. в мягких рскпыах топло,-влакностной обработки бетона и при иозишонпом содержании могут вызвать arc коррозию.В этом плане представлял интерес использования УИАВ-1 и УПАВ-2 в качестве пластифицирувших добавок'с цошшшо растворы,

Установлено, чти ввсдокио УПАВ-Í и УПАВ-2 увеличивает няаог.току» прочность цементного. раствора .сокращает индук-' цпсшш'Л норпод иго твордйшш/с 240'дй 20С7,ношяает его пластичность и удоОоукладивазмость.Оптимальным содержанием-. -. добавки УПАВ-2 пвлнвеои 0,01/; от saccii цемента.

Такза определено,что УПАВ-I и УПАВ-2 обладают пластифици-руюзии,воадуховоалокпюшиа э ¡»¡окном в вдмэитно-бзтошше -смеси, селективным' действием на составлявшие ви»уиого,в случае силик атнкх цементов оказывают тдуофобизнруышее действ;ю,а в олу-чао ал1змш!атных-гкдр»1'илкруюиеэ«

Опнтно-промшштше ncuiraamm проведены на базе УПГК ■ "Гордорс1ро'1ромонт",гда и внедрены результаты дашшх иорлё-дозаииЬ nyiea передачи научно-технической документации...

Снитезироваиняе ПАВ были так «о применены в качества, раз-кнкитоля сырой яефт для улучшения ее перекачки по трубопроводам .При этом 'было установлено,что. вгедзнае У11АВ-1 в сирую иарафйнпегу» нефть уменьшает- её вязкость в 1,5-3,5 раз сикглот прадзлыюо данаацчеокоз напряхзшт' сдвига,уменьшая ' ■ при этом гидродинамические потери. . ''•'•'

Определено, что использование УПАВ для увеличения подвижности сырых иара&шшиых нефтой по сравнений с суизствуюшимп добавками даёт слодуяеше преимущества: . '

- сп:::-,;зот 'темпаpaî'ypj зас'ишаиш^уменьааот онергет'ичо'с-

- 19 -

кие и временные затраты;

- упрошает технологию перекачки сирой нефти;

- упревает транспортировку обводненных иарафшшстых ни;> ааИ. , .. •

Копытаник проводились в условиях "УзбекНШШнофтегаз", цш. сиятельный э£$ежх от приьоаеиия УПАВ в качестве раэжвия-теля отражен в акте испытаний.

Исследования,проведенные совместно с учепши АнГУ показали,что продпссрищ'е за«ач1ьаш;я. соияк хлопчатника в 0,01 р и .0,001 -имП в одних растворах УИАВ-2 почти в Н раза новы-иа.ог энергию их прорастания,более чаи в 1,5 раза интенспгп-щ»РЛ2Ся-;|£а*ссс :го;л'.;. образования,значительно уве..ичиваегся прсцент цсхожостп соиян.Зто обусловиливаеа вовыакность использования нодашс растворов УПАБ-2 в качестве сишулятора . прорастания-.сенян хлопчатника.

В а В :0 д ы- •

I. Впервые пред.,о:::енц теоретически обоснования повив способы получения поверхносгно-активиш: взазств иодякондчк--; сацпой $вн с кроюровын альдвгидоа в присутствии сульфита -катрип/7ПАВ-1/, а та::ко $гаш> с кротон овин а? ьдвгидои я ионоотанолашшок ь г.рисугсгшп сузг»1«:те 1гегр::н/Л1АВ-2/. Новизна способов пржгваряеиа двумя- предварительными Патентами Патентного ведомства Республики Узбекистан. 3 ' 2. Исследование ш:петш;и - синтеза показало,что скорость -протекания процесса пцуче; иг> Л.1Б-2 несколько меньше,чев УПАВ~1,что обусловлено специфической реакционной споооб-.'■ ноСтьа функциональных групп «онозтанолашяа. и усилением . . шелсчности среда на 0,?-1,0.УсТ8Новлано влияние соотноаения

■ Кбипонватов. реакционной еыео'й,содераащщ растворителя, 1ен-

поратуры,времени и скорооти лиромешшзаиия реакционной смей на выход продуктов.. •

3. Разработан безотходный одностадийный технологический процесс получения ПАВ на основе запатентованных способов" синтеза .Произведен расчет оптимального технсшогичаского режима реакторного узла,включавший материальный тепловой баланс,выбор оптимального температурного профиля процесса.

Изучен комплекс щьзико-хииичеоких свойств У11АВ-1 и УПАВ-2,показано,что синтезированные ПАВ являютоя олпго- ' мерами аифотврцого характера.Выявлено'влияние рН срвды на гидродинамические свойства водных растворов УПАВ-1 и УПАВ-2,а в разбавленных раотворах-э^окт Томса.

.5. Установлены состав и строение мол о кул полученных ПАВ при полоши элоизнтного анализа, ШС-,ЯМР- в ГШЬ'-спектро-скопии,а та;же роитгеношазового анализа.Отмочено образоза-ниеПАВ .с индивидуальным элементным эвоном-2 кротошш-суиь-фонат-4,6 иоликроюнилон-1 фенолят натрия/УЛАВ-1/ и 2-кро-тонил-сульфонат-4-ноликру1онюил-6-пс»ншмияокротоиил-1 фенолят натрия /УПАВ-2/. . •'•-•'

6. Впервые в результате вискозимегричосних и седшонта-цшшых/улырицентр;вдвированив/исоледований получены значения коэффициентов уравнения Марка-Куиа-Хаувннка,равные

1,12-Ю и 0,7 соответственно,позволившие рассчитать ноле- . кулярные ыасоы полученных ПАВ.Найденные значения констант позволят хавяе определить молекулярные массы представителей гомологического-ряда фенолятов только на основе, вискозимет-ричеоких данных,Определена псшидпспороность УПАВ-1 и УНАВ-2, установлено^то кумулятивная массовая доля молекул, ншоздх относительно низкую молекулярную массу,очень мала и.непрерывно уменьшается но дара уволичония степени завершения реакции.

7. Установлена возмсйшооть применения УПАВ-1 и УПАВ-2.

- .20 -

в качество :

а/ высокоэ,А£и.;тит10Го аоздуховозлакаюыаго пластификатора ouaoiuiKX оаис«;1,^:шю!аого на процесса уормиро^-лнщ структуры uoueuîiiui'o камня,определено,что введшие 0,01 от насси цемента УП,1В-1 з ботоннум омось цозиваот иогруже-«ца коиуой до 14 см против 10 ou,предел прочности при ска-

уве/.аЧ1шаотсн до ¿5 Ща,при этом вияялеао селективное . доГ.стыш УПАЗ-I на оистазляшно 1шшкара:длн силикатных-гндрофобизнруюива, дая молоалюыниагппх-гидра^плизнруииев. разработаны технологический регламент и СТА для использования ПАВ в качества ш.ас'ги^нцируше;. добавки;

б/ рззшш;*о«й вирой нефти для улучшения ев транспортировки ио трубопроводам.Уманивало, что лмв,в}<эдвшшв з нефть в 1,5-3,5 раза ешшавг продольное дыкшчьвкоо яаира-келив сдвига,уиеньиая гидродинамические потери;

в/ стиыулятороз прорастания оешш х>.мшанки, усэыо,-.»е 1;С,"!Т0 О, СО! fi И 0,01 fi Б0ДН110 рцетьоры yUAii-Й ПОЧТИ £ -Г

раза поштвз 'энор1<вю их прорастания.

Сснивнна результаты даовартшми n&icssisu в следу^-я::; . работах:

I. дздоятов К.Х.,АКход;аош Н.К.,Агзаиоз К.А. Прянаяе-!ir.o сульфита патреа дав ио;>учвн::я яодораотлорсао1'о ПАВ ни сонозо аро.иа^кчос;:.»:: соединен:»;»,^/ Доти;д Атлоизи Наук Узсср.ьй.;;, io.-6.35.

'¿.- Хидонтоь iC.X.,Aà>;o,«ausa Н.Я.,Уонаиоь Т. 11.Синтез я ^сслодованло структура водорастворимого поверхностно-активного веиаства на ошшзи уснола.// ДАН.-1996.-:: 8.-С,29.

S, Айходкаова ЯД.»Хвдояюв 1С.Х. Утилизация нроышкол-ных отходов с целью получения водорастворимого ПАВ.//Сбор~ нйк научных трудов"Химия и химическая технология органичео-«их'ооединений.Ташкент.-1923.-выпуск 2.-С.10.

■ 4. 'Ахмеров К.И. »Айходказва fl.iC. Дцдоятоа К.Х.

''■''• .. - .21

Способ получения ПАВ.// Патент te 1812.-Официальный бвллот-'-ань патентного ведомства РУз.-й 2.-С. 66.-1994. ' ,

5. Хидоятов К.Х. ,Айходавва Н-.К. .Ахмеров K.M.,Шрка«га-лов Т.М.,Турсунов Т.Е. ,Уснанов Т.У. Способ получения содвржашого поворхностно-активного вешества/УПАВ-2/. //Патент 3594.-Официальный бюллетень патентного ведомства РУз.-L 2.-I&S6.-Ü.Ü6. ■ .■•

6. Айходааева Н.К.,Хидоятов,К.Х. ,Ахыеров К,М.Д}интез по-взрхностно-активных вешеста.на- основе арошмчес1сих соединений.// Тезисы докладов Научно-теоретической и гвхничео-'■ ной конференции профессорско-преподавательского состава и студеняов ТХТИ.-1992. -С.40.. '• ••.'-.•■'

• ?. АйхоДааева Н.К.,Хидоятов К.Х.Некоторые свойства по-, вехностно-активных вешоств,полученные на основе ароматических сбедтшш1й.//'Тезисы докладов Иаучно-тооратическоЙ.й технической конференции профессорско-преподавательского ■ состава,аспирантов,научных работников и студентов ЗХТИ. 1923.-С. 18. : ' ■ '

8. Айходтазва H.H.,Хидоятов К.Х. ,Ахаеров K.M. Получение экологически безвредных ПАВ на основе 'ароматических. -

соединений.// Менреспубликанская научно-техническая кон-щеренция,|Янтенсяфякация процессов 'химической и шшев'ой техяологии"Ласть I.-Ташкент.-i99S.-G.I76. '

9. Айходнаева H.H.,Хидоятов .К.Х. ,Ахжфов K.M. .0 некоторых, свойствах анионных ПАВ.// Научно-теоретическая и-техническая конференция профессорско-преподавательского

состава и студенвв ТХТИ,-1994.-С.85.

IÜ. Айходаасва Л.К. Дидоятов К.Х. ,Мпряамилов Т.М. Пути использования производствее'шшого отхода.'для интенси-кации технологических процессов.// илмиЦ конференция uaif рузаларишпш тезислари"Биологйя ва экологияшгаг хозирги

- 22 -

замон иуаммолари.Тошней® Давяат Университет.-1995,-0.105.

. П.-Айсодлешва U.K. Дидштов К.X.определение иолеку-. ляраой масон препарата УПАВ-I.// Научно-техническая, теоретическая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов.-Гашшнт.-1996.-0.17.

12. А!!ходаова ¡1 .К..Хидоятив К.Х. Электрохимические , свойства 2-ирого1К]лсульфоиат-4 пилшсротонил«н-1 фенолят натрия.// Научно-теоретическая,техническая конференция лрофоссорско-преподаьагадьского соогаьа.аопирантов и сту-дян1сп.-Гаак9нг.-1';:'97.

Считай своим приятии дигом выразить искренни» признательность за ценима советы и ваавчания по диссертационной работе доктору химических паук,профессору Ахморову К.а.

- 23 -

ИШНИНГ КИСКА ИА8МУНИ Айходааева Нодира Каримуллаевна "Фонол асосида янги сувда эрийдиган сирт-актив ыоддаларшшг олиняши ва технологиями» ишлаб чициш""'

Уибу пш фенол,кротон альдегида,натрий сульфит /УПАВ-1/» шунингдек фенол,кротон альдегида,натрий сульфит ва моноэтанол /УПАВ-2/ поликонденсация реакцпяси асосида япги сувда эрийдиган олигомар сирт-актив иодда олпнишига ва унинг.чиккндасиз бир босрчли технологиясини яратишга багишлаиган.

Янги модцаларни носил нилиш учун асосий ыодданинг лозим будган ыщдорини,*аыдо .оралиц махсулоти ва натикавий ыахсуло-ти ницДорини ани1{лашга ишсон берадиган,куп оыиллн. ыатеаатик модель яратилдн.

Реактор бос'чичини оптимал технологии рекпш! хисоблаб чицил-да,бунда пссирик ва материал белакеи'.караённинг оптикал температура тачсииоткни тенлаб олиниши наварда тутилди.

Синтез Сули билан олинган иоддаларкинг сувда нхши. эриши, уларнинг молекулалари актив фвн ол ят, су л ьф окр от он ил,а мин ва . гидрокоил функционал группалардан ташкил топгашшги курсазил-ган.Моддаларнинг сирт таранглик,электр утказувчаилик ва цовуи-цоцлик хоссалари уларнинг сувдаги турли концантрациясн аооси-•да' урганилди.УПАВ-1 ва УПАВ-2 ларнинг сушрнщ-газ сирт чегара-оида псяиалвктролиа хоссалари ва юцори даражада сирт актнвдиги намоён булди.Моддаларнинг ышзкуляр ыассасини хпсоблашга имкон борувчи Марк-Куна-Хаувиш; тенглаыасидаги константалар чипыати топилган,

УПАВ-1 ва УПАВ-2 ларнинг -цуллании сохалари:батон цоршмалари-да самарали пластификатор,иефтни сувдтирувчи ва чигитнн ушши-ни хаыда уоии эизргиясани ианрувчи оыил сифатида.

ABSTRACT

Zniè^svsîfijunml new sohthje

ill_watery3iiJ .5uif.jcpj}£tixÊ-5!i!5.'U?iiaâsd.VO l?HeinJ."

By Ma Aythodjaeva N. K.

The qualification;!] report on dissertaton is devoted to the development oi an umvasted and one-jka^'e technology of production of the new ¡soluble in water olygoine.ik surface active substances on the base ul «tactj'jii ut polyccndensatiou of phenol with the crotcnic aldehyde an J Na-.SOj (USAC-l.), as well as phenol with the cr..Aonic aldehyde, and inonoathanolarriin (USAS-,2).

The mathematical iiiulliiaclori.il model, adequately desciibiii.f the process of spending out tin: source products, as v/i !l as the sta.^e of an accumulation of intennediate and iinishinj,1 products has been created. The calculation of optimum technological mode oi the reactor node, including the material and heat balance, choke of optimum warm up profile of process has been fulfilled.

The synthesized products have shown themselves as 'lie well soluble in water, con tabling in their molecules an active junctional phenol derivatives, ns well as active hydrox.il ¿roups of amino. sulphocroU uic acid and of hydtcocyl itself. In the brcid iiiLenal of coiicentraii.iis the characteristics (if the following water .■.ulutkns oi the received EAS: the shallow sprain (surplus energy), elechkal conductivity and <, iseC'sity have been studied USAS-1 and UT AS-J have shown suffkieuily I he ¿reat. surface energy on the' boj\hr of section water- an air and the polyelect rolytic characteristics.

Tîie viscosity study in combination v/ith the sedimentation 'determination (ultra-centrifugal) has allowed the definition of the values of factors in (he equation of Mark-Koiin-Ilauvinc, hereundei has allowed the calculation of the molecular massed of the synthesized surface-active substances.

The constant values found have allowed also to define ttie molecular masses of homologous repi esentatives of the derived ph.iiols due to thé viscoi.knef.ry mea^ueuieiils.

The possibility of functioning of (he sjnthciktd SAS as the efficient plasLylicalu.fi in concrete mb.rure, as well .H the additions to the crude oil for thr re.vc-u of perfection t,f its transportation through the pipe line or the facilitators of a coLU,n com ¿enninaUon 3nd growth ha? been «hou-n (:«•<.. . "