Сложные эфиры полиолов и композиции смазочных масел на их основе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

-. ; АКАдаШ 'НАУК'АЗЕРБА/ЛДЛНСКОЛ ССР

■ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗШВНГ ИНСТИТУТ НЕФТЕШгаСНИХ ПРОЦЕССОВ ды. Ю.Г.ШЭДЛИЕВА

На правах рукописи

ФЛОРЕО РУЕДА БМЕН ВИКТОР ;

УДК 665.765-404;621.892.28

. СЛОЕНЫЕ ЭФИРЫ 110ЛИ0Л0В И ШЕПОЗИЦИИ СМАЗОЧНЫХ !,1АСЕЛ НА ИХ ОСНОВЕ .

02.00.13 - Нефтехимия

АВТОРЕОЁРА Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

БАКУ - 1990

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Ияотигуте нефтехимических процессов им.К.Г.Мамедалиева АН АзССР-.

Научные руководители: член-корр.АН АзСС?,доктор химических наук, профессор ШВДйРОВ Ы.А.

от.научн.сотр., •

кандидат химических наук СЕЙЦДОВ Ф.Т.

Официальные оппоненты: доктор технических наук . СУЛТАНОВ С.А. доктор химических наук,

профессор МА1ЕРРАЫ0В М.Н,

Ведущая оргааизация:'Институт химии приоадок АН АзССР.

Защита состоится " " : 1990 г. в._

часов на заседании Специализированного совета К 004.15.04 по присуждению ученой степени кандидата наук при Институте нефтехимических процессов им.Ю.Г.Мамедалиева АН АзССР:Баку- 370025, ул.Тельнова.ЗО.

С диссертацией южно ознакомиться в библиотеке Института нефтехимических процеосссв им.К.Г.Маыедалиева АН АзССР.

Автореферат разослан " V " 199^ г.

Ученый оекретарь

Специализированного совета докт.хим.вяук

ВЕЗИРОВ Ш.С

бнДАЯ ■ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ '

Актуальность темы.Интенсивное развитие современной техники сопровождается ужесточением требований к смазочным материа-лам.Кинеральные масла зачастую оказываются неудовлетворительными для этих целей.Поэтому в последние года.отмечается переход на оинтетические и полусинтегические масла, которые по своим эксплуатационным свойствам значительно превосходят минеральные тела. В настоящее время наметилось, в основном, три направления развития производства синтетических масел:совершенствоЕание технологии существующих промышленных сиятегичеоких ыасел;синтез новых типов синтетических масел; создание новых эффективных композиций.

Настоящая диссертационная работа посвящена синтезу и разра- . ботке технологии получения новых оонов синтетических масел на базе эфиров многоатомных спиртов неоструктуры и алифатичеоких кар-боновых кислот, исследованию физико-химических свойств их и составлению композиции на их основе.

Цель работы,Синтез эмиров алифатических ыонокарбоноЕых кислот и многоатомных спиртов неоотрукгуры:неопентилгликоля,гриметилол-пропана, пенгаэрдтрига. Разработка технологии получения их,составление композиции и рекомендации по их практическому использованию.

Научная новизна и практическая ценность. Разработана и предложена новая каталитическая оистема этерификации - смесь пораго-• луолсульфокислсмгы и трибутилфосфата.Изучена зависимость меяду химической структурой полученных сложных эфиров и ах вязкостногтем-пературныии свойствами. Показано, что термоокиолительная стабильность эфиров заметным образом улучшается благодаря наличию в молекуле неоструктурного фрагмента. Разработана принципиальная технологическая схема и математическое моделирование процесса эгерификации. Предложены новые композиции оинтетичеоких и полисинтетических масел.Установлено* что добавка внебольпшх количествах эфирных оинтетичеоких масел к бакинским нефтяным маолам значительно повышает их индекс вязкости и улучшав* эксплуатационные свойства.

Объем работы. Диссертация оостоит из введение, четырех глав, выводов,списка использованной литературы. Акт испытания полученных продуктов прилагается в виде приложения.

Личный вклад соискателя. Диссертант является непосредственным исполнителем экспериментальных работ по синтезу оложных эфа-

ров полисгшртов и исследованию технологических параметррв процесса, а также определения вязкоеIно-теыперагурных свойств их в качестве основы а компонентов смазочных материалов.

Публикация работа. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 работ и получено, положительное решение на одао авторское свидетельство'. ^ '

Содержание работы. Первая глава:дассергация посвящена обзору литературы по синтезу различных сложных &$ирсв и испытанию их в качестве основы л компонентов сингетичесйдх смазочных материалов. Результаты собственных исследований диссертанта обобщены в главах: -глава П содержит ин*ормаадю по синтезу, и исследованию' вяз' костно-тегшературшах свойств эфиров полиолов; в главе Ш обобщается результаты технологической разработки по получению эфиров поли-олов на новом катализаторе; глава 1У отражает результаты работ до взаимному влиянию показателей зфиров полиолов и минеральных масел с различной вязкостью при 100°С а 50°С. ;

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛШОШ ЭФИРОВ НАСШШШХ М0Н0КАРБ0Н0ВЫХ КИСЛОТ

С целью получения сложных эфяров различной.структуры, в качестве исходных неосггартов были взяты неопентилгликоля /Ш1Г/,три-. ыетшшропан /ТЩ/ и пентааритрит /ЙЭТ/. '

Для получения маловязкой основы смазочных масел были синтезированы слокнве з$иры НПГ имонокарбоновых кислот. Исследованы вязкостно-темперагупные показатели полученных &$лров. Результаты испытаний приводятся в таблице I. Иа табл.1 видно, что полученные соединения являютсямаловязкши с повышенным индексом вязкости.

•С"- целью получения более внеоковязких эфиров синтезированы сложные э$иры ТЫН и С2К фр.С5-Сд. Некоторые представители згих эфиров характеризуются плохими аязкотемпературяыми свойствами, что показано в табл.I. 3$яры ТМП и алифатических кислот, не имеющие ыетпльных групп в £ -положения от олоадао&фирного мостика характеризуются лучшей хермоокислительной стабильностью. С пелью

й -

Таблица I

Вязкоетно-тешературные свойства'диэдров иеопентилглдколя с монокарбоновыми кислотами.

& Кислоты

Вязкость, \аг/й, °С

к.ч.

КОН/г 100 50 -40

■ т т КВ дзасг. - есп.

1 Капроновая. 0,0 1,73 3,81 231,4 154 -60

2 Каприновгя 0,09 2,Ш 7,62 - 126,82 -13

3 Ундекановая 0,11 3,20 8,4 / - \ 167,66 -4

4 Лауряновая 0,0 4,1 11,3 183,5 +10

5 2-этилтек-

сановая 0,10 2,8 , 10,4 4840 68 -72

о Смесь:

/23#-капро-нсвая . 46^-капри-ловая 31^-пелар-

гановая/ 0,0 2,64 В,6 1076 148 -70

183 210 218 220

178

182

сочетания высокой термоокислительной стабильности с наилучшей низкотемпературной текучестью получены смешанные эфиры УШ. . Фазако-химаческае и спектральные показатели полученных соединений приводятся в таблице 2. Из Табл.2 видно, что полученные эфары не содержат свободные кислотные и спиртовые фрагменты.

. . . Таблица 2

Физико-химические свойства иадивидуальных и смешанных эфиров триметилолпропана общей формулы:

Ги ги

^СНгОСОЯ"

ц Состав кислотного компонента „ Б. В? К"

кип. 1ш.рт.ст

'с/ п?

9см-1 ' $ лд* с-о- ¿-сн2

I С5НП

и5нИ

С5НН

2 2-этил 2-эгил 2-эгил гексил гексил гексил

3 нео- нео- яео-

С5НП

°5НП

С5НН

165-170

110-185 134-240

1,4500 1100-1310 2,14

1,4610 1100-1300 2.5 1,4610 1100-1310

продолжение таблицы 2.

6

4 нео- *

•С5НП С5ИИ С5НП " 210-220 1,4502 1100-1310 2,50

5' СЖК :5р.

С5~°6 220-240 1,4715 1100-1340 2,11

6 нео- . нео- с5нп и5н11 и5нп 210-220 1,4740 1100-1350 2,24

* -хим.сленги о£ - § = 3,34//^ .

В таблице 3 приводятся свойства полученных эфиров тПМ. Показано, что со :„юрс увеличения разветвления в центральной части индивидуальках э^ярсв за счет использования изо-и неокислот температура застываний резко понижается /-66°С, -59°С, -42°С/ к повышается вязкосгь эфиров при Ю0°С. Определенное количество пзот.рагнента /до 2Ь%/ существенно не Елияет на низкотемпературные показатели эфяроз. < •

таблица 3

Еязкостно-температурные свойства индивидуальных и смешанных эфиров тркыетилолпропана общей формулы:

„ > СНЖОЯ,

СНу СНг с ^ыгосок\„

СИг0СОЯ

Состав кислотного компонента

в в' в"

Бязкость6ш^б°С ИВ Тзасг> Т£СП<

I С5НП С5НП С5НП

2 2-этил 2-этил 2-этил

гексил гексил гексил

3 нео- нео- яео-

С5НП С5Н11 С5НИ

4 нео-

С5НП С5НП . С5НП

5 Си фр, ^ п

3,2 9,09 2600 4,43 16,56 -

167 -59 ,.5 262 68,35 -42 204

-47 224

3,20 9,00 28СО , 148 -76 212 3,11 9,22 31,66 ИЗ -72 212

Продолжение ¡таблицы 3

А .г 3 V 5 6 7 & 9 10

6 нео-°5НИ нео- С5НХ1 С5НП 3,84 ' 10,1 3640 - • -61 220

7 Т0С ГОСТ 1Э0Э6-73 3,2 8,6 2000 140 -66 204 .

8 36/1 л; ТУ 381С $1384-78 3,5 11,0 3500-3700 -50 200

Установлено, что при частичном введении неоки'слог к кислотному компоненту ТУП ¡дается получить эфиры, сочетающие в себе удовлетворительную вязкость при 100 °С и при -40°С. Получение высоковязких эфиров при Ю0°С с низкой вязкостью при отрицательных температурах на примере эфиров НПГ, не удается. Способ получения высоковязких эфиров на основе ТЩ заключается в его окси-алкялировании я этерификации полученного продукта с алифатическими монокарбоновыми кислотами.

В отличие от известных способов оксипропилирование ТЖЦпро-ведено в присутствии следов ОН.Свойства полученных эфиров приводятся в таблице 4.

Из табл.4 видно, что все'соединения по вязкостно-температурным показателям и температурам застывания превосходят товарные продукты,полученных на базе эфиров ПЭТ /товарное масло Б-ЗВ/.

С целью создания общего представления о влиянии числа эфирных фрагментов на вязкостно-температурные показателя в ряду эфа-ров неоспиртов синтезированы эфиры ПЭТ и ыонокарбоновые кислоты. Изучено влияние, характера и молекулярной массы кислотных компонентов на свойства эфиров. Установлено, что смесь эфиров Пэт характеризует лучшими вязкостно-температурными свойствами, чем эфиры,полученные из индивидуальных монокарбоновых кислот,Изучены влияние длины алкильного фрагмента на их вязкоотно-темпера-турные свойства. Б качестве кислот взяты индивидуальные ыонокарбоновые кислоты С5-Сд и СШ фр.С5-С6 и и7-Сэ. Смешанные эфиры получались изменением состава кислотных компонентов от С5 до Сэ

Таблица 4 .

Вязкосмю-тешературные свойства слояных э.риров оксипро-шзлтриыегдлпропана и алифатических монокарбоновых кисло! общей формулы:

__ СН$___•'3__

в- п й Вязкость, мм2/с,°С -'ив' тзасг Тв

100 50 -40

I I С6Н13 4,32 15,1 7.440 - 112,5 -68 220

2 I СИд с5~и6 4,68 16,24 7960 128,0 -66 220

3 2 с5-с1Х 4,30 15,46 6,744 112,1 -72 220

4 ' 2 сак. 5,30 18,13 9,900 133,8 -63 230

3 С5Н11 5,41 13,10 10,100 131 -60 240

6 3 СЖ С5?6 5,35 18,78 9,988. 131 -62 236

7 Товарное ыасло Б-ЗВ 4,5- 17-18 12,500 130 -58 220

в одном случае, изменением количества 1ЖК Фр.С^-Сц в другом.

В. таблице 5 приводятся вязкостно-температурные показатели ефаров. Из табл.видно, что увеличение, длцнн кислотного фрагмен-га нормального строения отрицательно влияет на вязкостно-температурные свойства полученного э]}ира. В случае полной замены нормальной кислоты Сд на азокислоту Сд наблюдается резкое увеличение вязкости полученных афкроа при отрицательных температурах. Ухудшение индекса вязкости такее связано с наличием в составе молекул изокислотного фрагмента.

В дальнейшем полный эфир пеатаэритрита, полученный из 75? Сйй фр. С^-с^ и 25% изокапрояовой кислота испытан б качестве . синтетического компонента для приготовления полусинтегических масел ДСГ.1 3/III/. Результаты проведенных ■ испытаний эфяров гтон-таэрктрагг, приводятся в телицах 6-9.

Таблица 5

Вязкостно-яемпературные свойства некоторых пенгаэритри-говых эфяров алифатических монокарбоновых кислот

№

Формулы

Вязкое ть, мм*/о, °С 100 50 ■ 40

ИВ'

Т Т заст. всп.

I С[(смг ОСССу (Ой 0 СОС^и^],, 4.85 15,16 2С[(айОС0С>Н,)3(с1{гОСОЪ!/,д}у 4,95 16,48

3 ¿[(.СМЖОСМ,),(й/гОСО4,72 15,07

4 ¿[(ЩОМШ^СШОСОК)],, 5,78 24,15

5 С[(М10ЩИц)г(<-"г0СоКЪ~)у 5,33 19,92 &С((Щ0С<)СгИ,5) (тОСО%]у> 4,85 17,47 7 ¿[тоСОСг^ССНгОСОК^у 4,70' 15,36 ' в с(сЦ0С0/Уу,11-Сг$ 4,48 15,8

Э С(ЩОСОС1И,/)г 6,02 25,43

Ю С(и<,0СС>4Н*)у 4,05 12,71

II ¿(а^ОСО^Л'-^Й0^ 4,48 16,14 М Б-ЗВ /товарный/ 5,0 15,6

12333,2 12973,2

10585,8 6074 .

10536.5

6050,2

11518.6 12500

114,4 142 155 . 63,3 112. .'■ 127,0 109 135 100 138 120 130

-55 -50 -48 -50 -56

ТТ>

-со -60 -48 -52 -46 -53

220 220

234 230 240 240 245 240 228 240 230

. '■' Таблица 6

Физико-химические свойства продукта ЮН 3/111

№ Наименование показателей

Результаты анализа

1 Плотность в. г/см3 при 20°С

2 Вязкость кинематическая в мм2/о

при Ю0°С . • .при 50°С при 0°С : при -20°С

3 Индекс вязкости

4 Вязкость динамическая в сП

при -Ш°С при -30°С при -40°С ' при -50°С

0,9860

4,67 17,3 216,0 1459,8 109

1100 4000 16800 94000

- JO

• . продолжение таблицу '6

5 . Температура застнва'нля в °С - 58 6- температура вспашки, определяемая

в открытой тигле,б °С 267

7 . йсшуряелюсть.в £ . 0,6

Таблица 7

Фракционный состав в % продукта ЕЖ 3/III д шсла АСВ-5

Температура °С 160- I8Q 200 220 240 260 280 300 320 340 360

лсм з/ш V . 0,5 0,8 2,7 10 43 65 85 88 92

АСВ-5 0,8 1,8 5 12 25 49 85 Э7 37 Э7 Э8

таблица 8

Противоизносные. свойства масел,оцененные на ЧШ

Касло 100 Рк Рс Из ьии

ш^/с кто кгс * 4, №1

МК-8 , 2,82 40 140 18 0,78

АСВ-5 4,76 60 ■ 126 23 С,71

.леи з/ш 4,67 ; 60 133 29 0,76

Таблица 9

Термоокислигельная стабильность по видоизмененному методу ВТК/ТУ 38 101235-75/: температура-200°С,время-10 ч., навеска 30 г.,ЕОЗдух-3 л/ч., пластинки - сталь ЕХ-15 и ■ ■■■' алвминай АК-4

Наименование .До окисления После окисления Осадки Коррозия,

продукта \т У100 не раст- / 2

о, о. 1гп ворииые '

МЬГ/с мг. , иг/с ТпЙУт. в изо- ИХ—15 Ж-4

КОН/г лип/1 октане,

ЛСИ З/Ш 4,67 0,17 7,88 3,45 0,026 отс ото

Товарный пентаэратря-товый эфир СЕК фр.

ц5~с9 4»98 °»10 6«88 2,21 0,010 отс отс

ПОЕИОДОВЫЕ ЭШРЫ ШЙАСЫВДШХ ЛВШЗШСОа

ШЮКАРБОНОВЫХ 1ШСД0Т.

■Для получения синтетических к полусинтетияёских масел необходимо сочетание повышенной вязкости при высоких температурах с каксакально низкой вязкостью при отрицательных температурах. ■Практика показывает, что для достижения подобной цели применение Високо.молекуляршх эфирных компонентов неизбежно.

С этой целью получены полные ефиры ке'такриловой кислоты Д1ЛК/ с ШГ,ТйД,ПЭТ.;'3' качестве катализатора использовалась пара-толу'олсульфокислота /ДТСд/. Реакция проведена в среде толуола в соотношениях ШГ:НЛК=1:2,25, 'Ш:1\!АК=1:3,25,11ЭТ:Ш1К=1:4,25 в течение 3 часов.

Следует отметить, что все а|ары ГШ? Я неоокиртов /НПГ.тМИ, ПЗт/ полйкеризогалйсь. Попытки растворять твердую массу полимеров в маслах не удались; . '.г '

С целью получения маслорастворишх псиишеров линейного ■ ;троения типа 1ГоА-3 и 1Ш-Д нами выбран способ получения смешан-шх эфиров ПЭТ с наличием одной ыетакрилатной группы.

С целью получения растворимого сополимера проведена реакция сополимернзации трехкомпонентной смеси, соотояшей из 2С$ капроат ыетакрялат НПГ,1С$ тетраме?акрилат ПЭТ,40^ стирола и 30$ децил-кетакрилата. Б качестве среды для сополимеризации взят полный эфир С1К фр.С7-С9 и ШТ. После отгонки легких продуктов получена вязкая присадка со следую!ш«1свойсгвами:вязкость при 100°С 236 ш2/о, Тзасг#-36°С, ,Твоп>210оС. ,

С целью установления возможности получения полусинтетачес-ких масел.с вязкостью при Ю0°С -4-14 ш2/о на базе полученных эфиров и.сополимеров с минеральными маслами, праготоьлеш различные образцы.В таблице 10 приводятся свойства полученных масел с применением различных эфирных компонентов. При атом установлено их положительные влияние на низкотемпературные показатели минерального компонента* -

Таким образом,установлено,что по мере увеличения эфирно:о фрагмента в составе композиции,вязкость »"осииргов повышается примерно на .1,2 ш^/о,температура вспышки повышается на 22-25°С. При этом данные о стабильности эфиров остаются.

Таблица 10

Вязкоетно-температарные свойства, композиций эфирных компонентов и минеральных масел

I

Вязкость, мм2/с,°С ИВ 'ГзаС5 Твсп. 100 50 ос А* °С

$ Компо- Содер- к.ч. . ненты жание мг

. % . КОН/г

1 МК-8 50 0,3 2,5 . 4,6 116.-60 156 ж и-2,45 50

2 . МК-8 50

. С-3,12 50 0,56 3,57 3,84 . 175,19 -50 163

3 ' И-20 ■ ■ 74

. С-4,05 .26 0,33 4,2 14,2 120,65 -25 186

4 И-20 83

С-П 17. 0,5 8,65 42,и 93,6 -14 218

5 И-20 13

С-П 87 0,0 9,32 20,09 156,3 -5 200

6 1.:-4 27

С-П 73 0,0 8,08 38,21 99,7 -32 184

7 И-40 '67 .-.;■•

• С-П __ 34 1,0 7,17 34,27 80,4 -24 216

8 И-20 87

С-234. 13 0,41 7,30 28,09 132,8 -20 200

9 Г.,-4 . 94 • С-234 6 0,64 9,10 30,9 153,2 -36 186

10 И-40 88

С-234 12 0,0 14,61 . 66,44 130,24-20 186

11 И-40 87

С-234 13 0:34 14,9 66,31 132,5-12 200

ж- вязкость синтетического компонента при 100°С

— /У —

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ 'ПОЛУЧЕНИЯ ДЕНТАЭРЙТРИТОЕОГО ЭФИРА

ШОХАРБОШЕОЙ КИСЛОТЫ В ПРКоТГСТВШ СЙЕСИ КАТАЛИЗАТОРОВ

Компоненты этой каталитической смеси,- паратолуолеульфо-кислогы /ПГСК/ я трибутилфосфат /ТБ$/, в отдельности позволяют проводить реакцию с высоким выходом при различной продолжительности реакции. Б присутствии этих катализаторов скорость этери-фикациа обратно пропорционально чистоте полученного этерификата. Сочетание катализаторов в одной реакции позволяет провести реакции быстрее ас большим выходом и высокой чистотой.Установлено, что наиболее приемлемым составом, является каталитическая система, состоящая из ПТСК а Ш ТЬВ /ПБ-1.9/,

Для этерифакациа с ПэТ составлена смесь» состоящая из 1Ъ% Сак фр.С5-С5 и 25% СИ $р. С?-Сэ. Эрары полученные при этих соотношениях показали лучшие низкотемпературные свойства.

Чтобы исследовать влияние всех параметров на,выход эфаров применяли метод многофакторвото планирования эксперимента. Зная I ажний а верхний пределы изменения параметров составила матрицу планирования эксперимента, по которой проводила опыты.

На тематическая зависимое ть выходной величины от входных непеременных представлена уравнением регрессаи второго порядка;

■¿а/ .

где, Х4--кодированные значения входных переменных,

пранимавде значения +1,-1,0,+1,215 а -1,215, ^САЦл^СС ~ к9э№!Чиеигы линейного,парного а квадратного . вЗДектов взаимодействия.

Задача оптимизации решалась еледуадиы образом.Разработана программа на алгоритмическом языке фортран с,использованием градиентного метода. Заданы начальные условия и величина шага движения "к опткмому." На ЭВМ подбирались также злаченая входных переменных пра которых выход пентаэритритового эфира смеси СЗИ фр. с5~^6 я ^/-Сд принимает максимальное значение. Расчеты показали, чю при Н =70 ман., 2. =1:4,55, ^ =2,4, у .-, 96,55/1.

Дже. подтверждения адекватности математической, модели,был поставлен конкретный эксперимент при вышеуказанных входных условиях. Максимальный выход эхяров раЕен У -35,5%. Видна хорошая сходимость расчетных данных с экспериментом.Предо тавляег научный интерес,а также практическое значение влияние каждого входного фактора на значение выходного параметра.С этой целью, применяя поисковый метод на ЭВМ по разработанной программе с использование.".! математической модели, была просчитаны всевозможные варианты одяопараметрической зависимости. Результаты расчетов представлены на рисунках 1,2,3. ...

На рисунке I показаны зависшгосгн выхода эфпров-у от продолжительности реакции-Xj, при определенных значениях Xg и Х3. Видно, что с увеличением времени реакции от 30 мин.до 70 ыан.выход эфиров'растет во всех случаях, т.е. и при увеличении соотношения исходных компонентов X2 и при увеличении количества ката- ' лязатора Х^. Дальнейшее увеличение продолжительности реакции до 90 млн. пряяодит к уменьшению выхода эфдров.Максимум Еыхода эфиров У=Э6,55/3 при Xj-=70 мин., Xg=I:4,55, 1^*2,4%.

На рисунке 2'приведены графики зависимости выхода вфиров--У от соотношения смеси СШГфр.Сд-с^ и и^-Сд к ПЭТ-Xg при шределен-■ ных значениях Xj и Хд. Из рисунка видно, что при увеличении Xg от соотношения 1:4,25 до 1:4,55, кривая выхода достигает экстремума и равна 36,i>/5. Дальнейшее увеличение соотношения компонентов до 1:4,75 приводит к уменьшению выхода эфира. Следовательно оптимальным значением соотношения исходных компонентов является Х2=1:4,55, при Хд=2,4 и Хр=70 мин. »

IIa рисунке 3 приведены зависимости выхода эфаров У от количества катализатора -Х^ при определенных значениях Xj И Xg. Из рисунка видно, что при изменении - Хд от 2,С# до 2,4$ величина У увеличивается и достигает максимумаУ=96,5$. Дальнейшее увеличение Х^ до 3,0# приводит к уменьшению выхода эфиров.Следовательно оптимальным значением -Хд является величина 2,4$ при Xj=70 мин., Х2=1:4,55.

В:результате найдены оптимальные условия для получения пен-таэритритового эфира CIK $p.Cg-Cß и фр. C?-Cg. Оптимальные условия его получения установлены следующие:температура I20-I50°S,

У%

30

100 10

¡0 ¿0 50 60 Ю ¿0 30 " Продолжительность рванцш\мин.

■Ряо.1 Зависимость вывода н°! афиров-У о г прс оя-жительиос.ти реа* деи

30

во

10

Л

30

во

70

Ц25л Ц35 Ц45 Н55 Ц65 Соотношение ПЭТ'СЖК

Ряс.2 Завясдмооть выхода з^ров-У • от соотношения потаэритпаге к смеси СШ фр.С5-Се и ¿£-Сд

>ч2

20 2,2 Ц 2,5 2,8 М ■

. Количество катализатора, %

Рис.3 Зависимость выхода э^иров-У от количества катализатора

продолжительность реакции 60 мня., молекулярное соотношение ПЭТ:кислоте =4:4,5, количество катализатора' 2,5%. гыход конеч- ^ ного продукта составляет Э2%. Глубину эгерификацкя определяли, по формуле:

где, А- количество кислоты, взятой для реакции в г.

8- количество этерификата в г.

К- кислотное число кислоты в мг.КОН/г.

■9- кислотное число этерификата в №. КОН/г.

' Варьированием переменных факторов установили, что. условия реакции практически не сказываются на качестве целевого эфира. Исключением является повышение вязкости эфиров при -40°С з случае применения катализатора в количестве 3£ вес на реакционную смесь.

Технологическая схема получения пентаэритритового.эфира смеси С2К фр.С5-С6 И С?-Сд на катализаторе ПТСК+ТБФ представлена на рисунке 4.

Составлен материальный баланс получения эфиров ПЗТ со смесью СЖК фр.С5-С6. и С7-Сэ. Расчет материального баланса приводится, в таблице II.

Таблица II

^Материальный баланс получения пентазритритового эфира

СЖК фр.С5-С6 и с7~сэ

Наименование

мекование ~ ~ ^ % вес в®®® 1!СХ

г

% вес

Эверификация Взято: ПЭТ

136

16,46

16,46

69,47 12,11 1,95 Ю'О 30,81 8,71

Получено: эфир сырец вода

ксилол

катализатор

ВСЕ.'.'О:

100 12,11

16,15 1,95

825,9 100

750 90,81

72 8,71

Дродолкеняе таблицы II

1 2 3 ч

потери 3,9 0,47 0,47'.

Всего: 825,9 100 100

Еакуушая перегонка

Ззято: э5ир сырец 750 100 100

Получено: чистый эфир 570 76,0 76,0

избытка кислоты 60 0,0 8,0

расгЕОригель 94 12,53 12,53

остаток 15 2,0 ' 2,0

потери II 1,47 1,47

Есего: 750 100 100 '

Нейтрализация >

Взято: эфир 570 83,33 83,33

анионаг 114 . 16,66 16,66

Есего: 684 ээ.ээ 100

I шучено: нейтральный эфир 524,4 76,66 76,66

" отработанный анионат 145 21,34 21,34

вода 3,6 0,53 0,53

• . Всего: 684 100 100

Еа ознованЕп-яолученных данных нами проведена предьаратель- ' нал калькуляция себестоимости процесса получения педтаэритрито-вого эфира СЕК фр.С^-С^ и С?-С9 при соотношении 3:1. Эти данные приводятся в таблице 12.

Таким образом установлено,, что стоимость I т эфира ПЗт, полученного на основе новой каталитической система и состоящей из 75;' С2К $р.С5-С6 и 25? СЯК $р. С?-Сд , составляет 603,86 руб., что примерно на 200 рубл. дешевле товарного пентаэритрито-вого эфгра, полученного эгерификацией с СИ\ фр.С5-С9 на кагали-заторе ¿0 . .

Рис.4 Технологическая схема получения пентаэритритового э|дра смеси

фр.Сс-Се а Сп-Со на катализаторе трубитилпосфат -паратолуолсуль¡юкпслога • З-сыеситель,5-э тери-уика тор,8-ректирикационная колонка,13-нейтрализатор, 16-реактор для разложения нейтрализата кислого.

_ го -

Тайлица 12

себестоимость процесса получения пен га зри три говогс эфира смеси ЙК $р. С5-С5 и Сгр-Са -

Наименование статей расхода Кд. азм. 1 на калькулируемую единицу кол-во цена сумка

Сырье: ПЗТ кг 134 1300 174,2

са фр.С5-Се И С7-С '9 кг . 573,75 400 . 229,5

ксалоя - кг 100 125 12,5

пгск кг ' 1,65 1300 21,4.

ТБ5 кг 14,85. 670,0 93,4

аниоаит АЕ-17-8 кг 5 3,245 162,5

Итого:

Энергетические расходы:

электроэнергия ' квт/ч 56,4 0,0176 0,99

пар/Р=6 а Ты/ м3 5,515 2,80 15,44

вопа 392,0 0,007 2,74

воздух /Ш/ ы3 0,0027 0,22

Итого:

Зарплата:основная а дополнительная 3,94

с отчислением аа соц.страх 0,33

Аммортизация основных срез :отв: 2,7$ 0,30

13,5$ оборудование 7,82

Цеховые расходы : 14,92

Стоимость переработка- 52,11

Общезаводские расходы,К® от стоимости переработки 5,21

Заводская сзоимос*'^ основных продуктов 60ЭГ86

, ZI -

выводы ■

. I. Исследована реакция этернфикации неопентиловых полно- ; юв с изо- я яормяльшми мояокарбононкми кислотами в присутствии ¡меси катализаторов паратолуолсульфокислоты с трибутилфосфаток.

• 2. Путем подбора оптимальных концентраций' кислотных ком-юнентоа этерификации были синтезированы^ слонные. эфиры 71Д с по-зызенной термоокислительной стабильностью и низкой температурой застывания,

3. Способом оксипропилирования '1И1 и его дальнейшая эте-рификацвя о ыбнокарбояовыми кислотами была показана принципиаль- \ тп воемояпость получения полиэфиров о наилучшими вязкоетно-теы-зературяымя харакгеристиками.Показано, что лутеы оксипропалирова-аия и дальнейшей этерификацией полученных продуктов с.кислотами, удалось синтезировать гыеоковяэкде эфиры при 100°С с относительно мзкой вязкостью при отрицательных температурах,

4. Синтезированы а исследованы эфиры неопентлловых'глико-пей с метакриловой кислотой. Показано, что сополимеры полученного эфира при взаимодействии со стиролом, могут служить загущающим компонентом для получения различных масляных композиций.

5. На базе синтезированных афиров неоспиртов и минеральных масел составлены различные композиции синтетических и полусинто- • тических масел, отвечающих требованиям .на масло типа М-4.К-6, я '/¡-в. Установлено, что эта эфира весьма' пригодны для улучшения индекса вязкости и других эксплуатационных показателей минеральных , «асел. ■;•'■:';'■■.:''..' - .

6. Проведена математическая обработка данных процесса получения эфиров ПЭТ, позволяшая найти оптимальный режим данного' процесса.

7. Разработана технология получения пеятаэритригового эфира смеси C3K фр.Сд-Сд и C7-Cg на катализаторной смеси, состоящей аз паратолуолсульфокислоты и трибутилфссфата.

ОСНОВНОЕ COj&EPJSAB® ДШРТАЦЙИ СПШИК03АН0 В СЛЕмЖШ РАБОТАХ: I. Сейидов ф.Т.,Иамедъяров К.А.,Флорео Руеда Е.В.,Гусейнова А.Г., -- Шихализаде. П.Д. Алканоаты оксипропилтриметилолпропаяа-основа - синтетических масел.-Авт.свид.Й 1622379,бюллетень "Открытия изобретения" Л 3, 1991.

2. Флорео Руеда В.В.,Сейвдов Ф.Т.,Мамедъяров М.А.Дихалязаде П.Д., Гусейнова А.Г.,Джйягулян В.Я. Слоаные &$иры тряметилолпропана

я смеси кислог как основа синтетических масел. Азерб.хим.журнал, JS б, 1988.

3. Флорес Руеда В.В. Получение синтетических смазочных масел на основе пен та зря три та. IX республиканская научная конференция аспирантов вузов Азербайдаана.Баку, 1987.

4. Флорес Руеда В.В. Прямая эгерификащя насыщенных кислот пента-эритритом.УШ республиканская научная конференция аспирантов

• вузов Азербайджана.Баку, 1985.

5. Флорео Руеда В.В. Получение синтетического смазочного шсла

на основе ыояокарбово^л кислот и пенгаэритрата.УП республиканская научная конференция аспирантов вузов Азербайджана. Баку, 1934. '.:' "

6. йлорес Руеда В.В. Сложные эЬары пентаэритрита.Паучно-техад-ческая конференция, посвженная 150-леглю со дня рождения Д.И. Менделеева.Азербайджанское правление всесоюзного химического общества им.Д.И.Кездедеева.Баку, 1984.

7. Флорес Руеда В.В.,Гусейнова А.Г.,Мехтиев U.U.Дяхализаде П.Д., Лура Вянгалах.Получение слоеного пентаэрятритового эфира метак-раловой'.кислоты прямой этерифдкацией. Азерб.хим.курнал.й 2, 1986,1 с.47. . ...

8. 'Флорес Руеда В.В.,Кехтиев С.II. Дихалязаде П.Д.,Гусейнова А.Г. Прямая этери$икация метакриловой кислоты пентаэритритом. Азерб.хим.курнал,^ 4, 1985, с.96.

9. Флорес Руеда В.В..'¿ехтдеэ и.И.Дяхализаде И.Д.,Гусейнова А.Г., Худадатов TJL Синтез пенгаарзтритового эфира метакриловой кио-лояа. Доклады АН АэССР.Л 12,1985, с,51.