Зольный моющий присадка алкилсалицилатный

В качестве исходного продукта для получения алкилсалицилатных присадок Детерсол-50, Детерсол-140 и Детерсол-180, были использованы технические алкилсалициловые кислоты с алкильными радикалами С₁₆ - С₁₈ (олигомеров этилена), произведённые на основе алкилфенолов, которые в свою очередь были получены алкилированием фенола олефинами на сульфокатионите КУ-2-8 чс.

Опыт 1. Определение активного числа исходных алкилсалициловых кислот.

Исходные или товарные (технические) алкилсалициловые кислоты представляют собой смесь собственно алкилсалициловых кислот, алкилфенолов, не вступивших в реакцию Кольбе-Шмидта, и углеводородов.

Эти технические алкилсалициловые кислоты имеют кислотное число 103,8 мг КОН/г.

Идея опыта состоит в том, чтобы отделить собственно алкилсалициловые кислоты от алкилфенолов и углеводородов и определить процентное содежание этих кислот в смеси. Отделение проводим при комнатной температуре на хроматографической колонке, заполненной прокаленным при температуре 180 ºС в течение пяти часов оксидом алюминия (элюэнт - смесь С₂Н₅ОН и бензола в объёмном соотношении 1:1). В условиях опыта собственно АСК "сядут" на адсорбент и будут на нём удерживаться, а алкилфенолы и углеводороды вымоются из колонки элюэнтом. Достичь такого результата помогает этанол: он дезактивирует Al₂O₃ и таким образом не позволяет адсорбироваться на нём обычной спиртовой ОН-группе. Таким образом С₂Н₅ОН не позволяет осесть на адсорбенте алкилфенолам.

Методика проведения опыта такова. Набиваем колонку оксидом алюминия и вносим в неё навеску исходных алкилсалициловых кислот, предварительно растворённую в гексане. Затем гексан уходит с низа колонки, а разделяемая смесь "высаживается на адсорбент". Далее проводим вымывание элюэнтом алкилфенолов и углеводородов из разделяемой смеси. Вымываем до тех пор, пока вытекающая с низа колонки жидкая фаза не перестанет содержать вымываемых веществ (проверяем по пробе на предметном стекле).

После окончания вымывания полученный раствор смеси алкилфенолов и углеводородов в спирто-бензольном элюэнте упаривают, получая при этом чистую смесь алкилфенолов и углеводородов. Эту чистую смесь взвешивают и затем рассчитывают все необходимые показатели.

Проводят две пробы параллельно.

Результаты параллельных проб приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Показатели	Проба 1	Проба 2
Вес стакана без навески	9,3880 г	25,2127 г
Вес стакана с навеской	9,6738 г	25,5125 г
Вес навески	0,2858 г	0,2998 г
Вес стекла	34,5546 г	29,2005 г
Вес стекла с вымытым и упаренным остатком	34,6580 г	29,3067 г
Вес вымытого и упаренного остатка	0,1034 г	0,1062 г
Всего вымылось	(0,1034 г/0,2858 г)*100% =36,179%	(0,1062 г/0,2998 г)*100% = 35,424%
Кислот в исходном образце было	100% - 36,179% = 63,821%	100% - 35,424% = 64,576%

Сходимость проб = ((64,576% - 63,821%)/64,576%)*100% = (0,755%/64,576%)*100% = 1,1692%.

 

Среднее по результатам двух параллельных опытов содержание алкилсалициловых кислот в исходном образце = (63,821% + 64,576%)/2 = 64,199%.

Опыт 2. Получение присадки Детерсол-50.

В литровый трёхгорлый реактор с механической мешалкой, термометром и обратным холодильником загружаем известь-пушонку, раствор алкилсалициловых кислот в бензине, предварительно разбавленный маслом М-6. Включаем перемешивание и нагрев. Нагреваем реакционную массу до tº=75-85ºC и перемешиваем при этой температуре в течение 60-90 мин. По мере перемешивания реакционная смесь темнеет, что свидетельствует о протекании реакции.

После окончания срока перемешивания реакционной смеси дают остыть, а затем с целью очистки от непрореагировавшей пушонки её центрифугируют. После этого от реакционной смеси отгоняют бензин. Делают это либо на роторном испарителе, либо на приборе с одногорлым реактором, термометром и прямым холодильником. Во втором случае отгон ведём до температуры 150ºC (именно при этой температуре бензин отгоняется полностью).

После завершения отгона бензина получаем товарный Детерсол-50 в виде тёмной вязкой жидкости.

Загрузка.

Известь-пушонка 5,6 г.

Раствор алкилсалициловых кислот в бензине 163,9 г.

Масло М-6 73,1 г.

Расчёт массы масла М-6, необходимой для разбавления раствора алкилсалициловых кислот в бензине.

Обозначим алкилсалициловые кислоты как АСК.

На 100 г товарных АСК необходимо загрузить 5,6 г Са(ОН)₂. Используемый раствор АСК в бензине содержит 39% масс. бензина и 61% масс. товарных АСК. Составляем пропорцию.

В 100 г раствора - 61 г товарных АСК.

В х г раствора - 100 г товарных АСК.

Отсюда х = (100 г * 100 г)/61 г = 163,9 г.

Значит, в реактор необходимо загрузить 163,9 г раствора АСК в бензине.

Масса бензина в этом растворе равна (163,9 г - 100 г) = 63,9 г.

Используемые товарные АСК имеют кислотное число, равное 103,85. Для получения Детерсола-50 кислотное число (далее КЧ) АСК необходимо снизить до значений 50-60. Для этого добавляют масло М-6.

Рассчитаем необходимое количество масла.

Разбавляем до КЧ = 60.

Пусть G - это общий вес раствора без учёта растворителя.

 = (Старое КЧ * масса чистых АСК в растворе) / Новое КЧ = (103,85 * 100 г)/60 = 173,1 г.

 

Тогда общий вес раствора с учётом растворителя будет равен

 + масса бензина в растворе) = (173,1 г + 63,9 г) = 237 г.

 

Масса масла М-6 равна

 

(G - масса товарных АСК в растворе) = (173,1 г - 100 г) = 73,1 г.

 

Значит, в реактор необходимо загрузить 73,1 г масла М-6.

Опыт 3. Получение присадки Детерсол-140.

В четырёхгорлый реактор с механической мешалкой, термометром и обратным холодильником загружаем сначала известь-пушонку, затем раствор АСК в масле М-6. После этого приливаем в реактор метанол (промотор реакции), затем воду, затем бензин (растворитель).

Включаем перемешивание и нагрев, доводим температуру реакционной смеси до 63-64 ºС. Откручиваем вентиль подачи СО₂, не подсоединяя барботёр 2 к реактору, и таким образом продуваем реакционную систему в течение нескольких минут. Это необходимо для того, чтобы перед началом процесса СО₂ полностью вытеснил весь воздух из реактора. Установлено, что неполное вытеснение воздуха впоследствии приводит к значительному уменьшению скорости поглощения СО₂, а значит и скорости карбонатации.

Затем подсоединяем барботёр 2 к реактору, начиная тем самым наш процесс.

Баллон с СО₂ подсоединён к реактору через барботёр 1. Реактор соединён с атмосферой через барботёр 2. Пробулькивание пузырьков в барботёре 1 свидетельствует о поступлении СО₂ в реакционную систему, а отсутствие пробулькивания в барботёре 2 - о том, что весь СО₂, поступающий в реактор, поглощается реакционной массой и не уходит в атмосферу. То есть пробулькивание в барботёре 1 и отсутствие пузырьков в барботёре 2 свидетельствует о нормальном протекании процесса карбонатации.

Процесс карбонатации проводится до тех пор, пока реакционной системой не поглотится нужный объём углекислого газа. Контроль расхода СО₂ производится по манометру с использованием тарировочного графика. При этом мы следим за тем, чтобы процесс протекал нормально. По мере продувания СО₂ реакционная смесь темнеет, что свидетельствует о протекании карбонатации.

После поглощения системой нужного объёма углекислого газа (обычно на это уходит 1-1,5 часа) вентиль подачи СО₂ закручиваем, останавливая тем самым карбонатацию.

После этого отгоняем от реакционной смеси метанол, воду и частично бензин. Делаем это либо на роторном испарителе, либо на приборе с одногорлым реактором и прямым холодильником. Полученный отгон состоит из двух слоёв: верхний - бензин, нижний - раствор воды в метаноле. Отгонку продолжаем до тех пор, пока нижний слой не перестанет увеличиваться при добавлении в систему небольшого количества чистого бензина и последующем отгоне этого количества. То есть отгоняем до тех пор, пока не отгоним всю воду.

После завершения отгонки реакционную смесь центрифугируем, чтобы очистить её от непрореагировавшей пушонки.

После этого отгоняем из смеси бензин, получая товарную присадку Детерсол-140 в виде чёрной вязкой жидкости.

Примечание. В данной методике в качестве растворителя вместо бензина может использоваться гептан. Применять в качестве растворителя ксилол, как рекомендовалось ранее [46], нецелесообразно, потому что он образует трудноразделяемую смесь ксилол-метанол-вода.

Загрузка.

АСК в масле М-6 100 г (60 г товарных АСК, 40 г масла М-6).

Са(ОН)₂ 20 г.

СН₃ОН 20 г.

Н₂О 2,5 г.

СО₂ 5 г.

Бензин 60 г.

Опыт 4.