RO103976B1 - Procedeu de obținere a diacetetului de trietilenglicol - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un procedeu de obținere a diacetatului de trietilenglicol, care se utilizează ca plastifiant special, în recepturile de obținere a baghetelor de filtru de acetat de celuloză, în recepturile pentiu obținerea straturilor fotosensibile, în recepturile de prelucrare a materialelor termoplastice prin presare, pe baza de celuloză, și la tratarea textilelor celulozice, prin reacția de esterificare a acidului acetic cu trietilenglicol, componenta acidă fiind luată în exces 10...15%, în prezența unui catalizator acid, luat în raport molar de 0,7... 1,2%, și a acidului hipofosforos, ca antioxidant, luat în proporție în greutate de 0,2...0,5% față de componenta alcoolică, la reflux, cu îndepărtarea apei rezultate din reacție sub forma de amestec azeotrop, cu solvenți aromatici, urmată de neutralizare, de volatilizare și anhidrificare, prîn distilare azeotropă sub vid de 30...40 mm.colHg, până Ia temperatura în blaz, de 165...17O°C, și purificarea prin tratare cu alumină activă, luată în proporție în greutate de 1...2% față de masa de reacție, la temperatura dc 38...40°C, timp de 1...2 h, decolorare și filtrare. Produsul finit are un conținut de minimum 95% diacetat de trietilenglicol, determinat cromatografic, și aciditatea de maximum 0.03% acid acetic.

Description

Invenția se referă la nn procedeu de obținere a diacetatului de trietilenglicol, care se utilizează ca plastifiant special, în recepturiîe de obținere a baghetelor de filtra de acetat de celuloză, în recepturiîe pentru obținerea straturilor fotoșensibile, în recepturiîe de prelucrare a materialelor termoplastice prin presare, pe bază de acetilceluloză, și la tratarea textilelor celulozice.

în literatura de specialitate sunt cunoscute mai multe procedee de obținere a esterilor acizilor carboxilici, prin reacția de esterificare a acizilor corespunzători cu alcooli, componenta alcoolică fiind luată în exces, în prezența acizilor tari drept catalizatori, îa reflux, cu îndepărtarea continuă a apei rezultate din reacție, sub formă de amestec azeotrop, cu antrenanți, urmată de neutralizare, îndepărtarea componentei alcoolice în exces și a antrenantului și purificarea prin rectificare.

Este cunoscut un procedeu de obținere, în flux continuu, a unor esteri ai glicoliior sau ai monoeterilor lor, care sunt total sau parțial solubili în apă, având formula generală HO-A-X, în care A reprezintă grupa etilen, propiîen sau butilen, iar X reprezintă o grupăOR, în care R poate fi un rest alchil cu

1...4 atomi de carbon sau monoeteri ai glicoliior având un rest-O AOR în care A și R au semnificațiile de mai sus, R putând fi și un atom de hidrogen prin reacția de esterificare a glicoliior cu acizii carboxilici, având 1...4 atomi de carbon, luați în raport stoichiometric sau cu un exces de 5% glicoleteri, îa reflux, în prezența unor catalizatori acizi, cu eliminarea apei rezultate din reacție, sub formă de amestec azeotrop, cu solvențî organici ca antrenanți, urmată de neutralizare, devolatilizare și anhidrificare prin distilare azeotropă și purificare prin rectificare.

Folosirea trietilenglicolului sau eterglicolilor acestuia, în acest procedeu, prezintă dezavantajul realizării unei conversii reduse și al unor randamente scăzute, la faza de prelucrare a esterului brut. .

Este cunoscut, de asemenea, un procedeu de obținere a diacetatului de trie5 tilenglicol prin acetilarea trietilenglicolului cu cetenă, în exces, în prezența unei cantități mari de acid sulfuric concentrat, drept catalizator, urmată de neutralizarea cu arbonat de sodiu, sepa10 rarea și purificarea prin distilare sub vid, care prezintă dezavantajul utilizării cetenei, produs instabil, greu accesibil.

Scopul invenției este de a mări puritatea diacetatului de trietilenglicol.

Problema tehnica pe care o rezolvă invenția este stabilirea proporțiilor reactanților, a condițiilor de desfășurare a reacției de bază și a fazelor procedeului, astfel încât să se obțină un compus chi20 mic stabil în timp, prin mărirea conversiei și a randamentului, la faza de purificare, utilizând materii prime accesibile.

Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele menționate mai înainte, prin aceea că se supune reacției acidul acetic cu trietilenglicol, componenta acidă fiind luată în exces de

10...25% mol. catalizatorul acid fiind luat în proporție molară de 0,7 ...1,2%, împreună cu acidul hipofosforos, ca antioxidant, luat în proporție în greutate de 0,2...0,5% față de componenta alcoolică, iar toluenul, ca antrenant, fiind luat în proporție în greutate de 15...20% față de cantitatea totală a reactanților, pînă la scăderea acidității la 0,8...2% față de acidul acetic, cu purificarea prin tratare cu alumină activă, luată în proporție în greutate de 1...2% față de masa de reacție, îa temperatura de 38...40°C, timp de 1...2 h, decolorare și filtrare.

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției, în legătură și cu figura, care reprezintă schema tehnologică a instalației de obținere a diacetatului de trietilenglicol.

Instalația de obținere a diacetatului de trietilenglicol se compune dintr-un reactor de esterificare 1 prevăzut cu agi103976 tator, conductele de alimentare a reactanților 2...6, o coloană de distilare 7, cu umplutură sau cu talere, un schimbător tubular 8, un distribuitor de reflux 9, un separator florentin 10, un răcitor tubular 12, un rezervor 13, un reactor de neutralizare 14, prevăzut cu agitare, o conductă de alimentare 15, o gură de vizitare 16, o coloană de distilare 17, un răcitor tubular 18, un rezervor 19, o conductă 20, un filtru presă 21 și butoaiele 22.

Exemplul 1. într-un reactor de esterificare 1, prevăzut cu agitare se introduc: 185 g acid acetic tehnic, de puritate 99,5% prin conducta 2; 201 kg trietilengîicoî, prin conducta 3; 4 kg acid benzensulfonic, având concentrația de 30%, prin conducta 5 și 50 kg toluen tehnic, prin conducta 6.

în reactorul de esterificare, temperatura se mărește treptat, până ajunge la valoarea de 168...175°C.

Deplasarea echilibrului reacției de esterificare, spre dreapta, în favoarea produsului final, se realizează prin îndepărtarea apei rezultate în urma reacției, prin distilare axeotropă cu toluen ca antrenant, în coloana de distilare 7, cu umplutură sau cu talere, la temperatura de 84,1°C și presiunea normală.

Amestecul azeotrop format din apă și toluen, ca antrenant, condensează în scumbătoruî tubular 8 șî apoi trece în distribuitorul de reflux 9, de unde 3/4 din cantitatea totală se refluxează, printr-un preaplin, la vârful coloanei de distilare 7 și 1/4 (din cantitatea totală) se trece în separatorul florentin 10.

în separatorul florentin 10 se separă faza organică și se recirculă, prin preaplin, îa vârful .coloanei de distilare 7, iar faza apoasă se îndepărtează printr-o conductă de scurgere 11.

Reacția de esterificare se consideră terminată atunci când în distilat nu se mai observă apă rezultată din reacție, iar aciditatea amestecului de reacție scade până la valoarea de 0,8...2%, față de acidul acetic, rămânând, practic, cons4 tantă.

Produsul brut, astfel obținut, se trece prin răcitorul tubular 12, și se depozitează în rezervorul. 13, de unde se încarcă în reactorul de neutralizare 14, prevăzut cu agitare.

Reacția de neutralizare are loc în reactorul de neutralizare 14, în care se mai introduc 4 kg pulbere de carbonat de sodiu anhidru, prin conducta 15 și gura de vizitare/încărcare 16, la temperatura de 80...100°C, cu scăderea acidității până îa valoarea de 0,01...0,03% față de acidul acetic.

îndepărtarea apei de neutralizare, a toluenului și a urmelor de acid acetic se face prin distilare cu devolatilizare și anhidrificare sub vid de 30...40 mm.col.Hg, la temperatura de

80.. .90°C, apoi îa temperatura de

165.. .170°C, în reactorul de neutralizare 14, timp de o oră, cu condensarea și răcirea produselor separate, în răcitorul tubular 18 și depozitarea în rezervoul 19, de unde se recirculă la faza de esterificare din șarja următoare. Se răcește amestecul de reacție din reactorul de neutralizare, până la temperatura de

38.. .40°C, și se introduc 3 kg alumină activă, prin conducta 20, sub agitare, se continuă agitarea timp de 1...2 h, la temperatura de 38...40°C. Pentru decolorarea produsului, se introduc, în masa de reacție, 3 kg cărbune activ și se agită timp de 1...1,5 h.

Amestecul rezultat se filtrează îa temperatura de 38...40°C, pe un filtru 21, tip presă, și se ambalează în butoaiele de tablă 22, închise etanș și ferite de intemperii.

Exemplul 2, în reactorul de esterificare 1, prevăzut cu agitare se introduc:

- A + acid acetic de sinteză până la 185 kg (în care A reprezintă cantitatea, • în kilograme de acid acetic conținut în distilatul separat în faza de anhidrificare din șarja precedentă, din exemplul 1, prin conducta 2, 201 kg trietilenglicol, prin conducta 3, 3,4 kg acid benzensulfonic având concentrația 65%, prin con103976 ducta 4, 0,5 kg acid hipofosforos, având concentrația 50%, prin conducta 5,

- B + toluen tehnic până îa cantitatea de 50 kg (în care B reprezintă cantitatea, în kilograme, de toluen conținut în dis- 5 Hiatul separat de faza de devoîatiîizare și anhidrificare, din exemplul 1, prin conducta 6.

Operațiile ulterioare de sinteză și prelucrare se realizează în aceeași insta- 10 lație, iar procesul tehnologic se desfășoară ca în exemplul 1.

După un ciclu de 5...7 șarje, în condițiile descrise îa exemplele 1 și 2, rezultă diacetat de trietilenglicol, randa- 15 mentele în ester fiind de minimum 95 %.

Diacetatul de trietilenglicol, obținut conform invenției, are următoarele caracteristici:

- aspect: lichid limpede; 20 culoare: maximum 64 mg ’

K2Cr2O7/litru;

- densitate, la 20°C : 1,10 i 0,02 g/cm³;

- aciditate: minimum 0,03% expri- 25 mata în acid acetic;

- conținut în trietilenglicol (crom): minimum 95%;

- punct de inflamabilitate (cuva deschisă): minimum 150°C; 30

- conținut în apă: maximum 0,1%.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- se obține un produs de calitate superioară stabil în timp; 35

- se asigură recircularea solventului și a excesului de componentă acidă;

: ; -se reduce coroziunea utilajelor și a echipamentelor tehnologice de control și de automatizare, prin îndepărtarea acidității reziduale;

- se reduc cheltuielile de producție.

Claims (1)

1. Revendicare

   Procedeu de obținere a diacetatului de trietilenglicol, prin reacția de esterificare, în prezența unor catalizatori acizi, la reflux, cu îndepărtarea apei rezultate din reacție, sub formă de amestec azeotrop cu soivenți aromatici ca antrenanți, urmați de neutralizare, devolatilizare, anhidrificare și separarea solventului și a componentei în exces, prin distilare sub vid și purificare, caracterizat prin aceea că, în scopul măririi purității, se supune reacției acidul acetic cu trietilenglicol, componenta acidă fiind luată în exces de 10...15% mol. catalizatorul acid fiind luat în proporție molara de 0,7... 1,2%, împreună cu acid hipofosforos, ca antioxidant, luat în proporție în greutate de 0,2...0,5%, față de componenta alcoolică, iar toluenul, ca antrenant, fiind luat în proporție în greutate de 15...20% față de cantitatea totală a reactanților, până la scăderea acidității îa 0,8,..2%, față de acidul acetic, cu purificare prin tratare cu alumină activă, luată în proporție în greutate de

   1...2% față de masa de reacție, la temperatura de 38...40°C, timp de 1...2 h, decolorate și filtrare.

   (sejReîerințe bibliografice