Получение пластификатора диоктилтерефталата на основе отходов и побочных продуктов нефтехимии

• Автор: Давыдова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Современное состояние производства фталатных пластификаторов ПВХ

1.1 Общие понятия, классификация и требования, предъявляемые к пластификаторам

1.1.1 Классификация пластификаторов

1.1.2 Требования, предъявляемые к пластификаторам

1.1.3 Совместимость пластификатора с полимером

1.2 Обзор рынков ПВХ и пластификаторов для ПВХ-изделий

1.2.1 Обзор рынка ПВХ

1.2.2 Обзор мирового рынка фталатных пластификаторов
1.2.3 Обзор российского рынка пластификаторов
1.3 Производство фталатных пластификаторов
1.3.1 Катализаторы этерификации карбоновых кислот и их ангидридов
1.3.2 Термодинамика реакций этерификации
1.3.3 Механизм и кинетика реакций
1.3.4 Технология процесса
1.3.5 Перспективные направления совершенствования технологии эфирных пластификаторов
1.3.5.1 Возможности использования инновационных технологий при проектировании нового производства пластификаторов
1.3.5.2 Обзор способов модернизации и реконструкции
действующих производств пластификаторов
1.4 Обзор способов производства пластификаторов из отходов
химических производств
1.4.1 Проблемы ресурсосбережения

1.4.2 Проблемы утилизации отходов нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий и их вовлечение в новые химические производства
1.4.3 Химический рециклинг ПЭТФ
2 Обсуждение результатов исследования процесса получения
пластификатора диоктилтерефталата на основе отходов и побочных продуктов нефтехимии
2.1 Изучение состава кубового остатка ректификации 2-этилгексанола и диверсификация путей его
утилизации
2.2 Получение терефталевого пластификатора для ПВХ композиций из отходов и побочных продуктов нефтехимии
2.2.1 Изучение каталитической активности некоторых кислот Бренстеда и Льюиса
2.2.2 Выбор условий вакуумной отгонки растворителя
2.2.3 Изучение зависимости количество катализатора тетрабутоксититана - скорость реакции
2.2.4 Изучение зависимости: соотношение реагентов - качество продукта; соотношение реагентов - скорость реакции
2.2.5 Октил-п-толуилат (2-этилгексиловый эфир п-толуиловой кислоты) - еще один ценный побочный продукта производства пластификатора ДОТФ на основе тТФК
2.3 Расширение сырьевой базы получения пластификатора ДОТФ, за счет использования отходов полиэтилентерефталата (ПЭТФ)
2.4 Результаты токсикологической оценки пластификатора ДОТФ
2.5 Испытание пластификатора ДОТФ в рецептуре кабельного пластиката НГП

3 Экспериментальная часть
3.1 Описание экспериментальных установок
3.1.1 Описание экспериментальной установки дегидратации 2-этилгексанола и синтеза сложных эфиров с механической
мешалкой
3.1.2 Описание установки синтеза сложных эфиров с магнитной мешалкой и отгонки растворителя под вакуумом
3.1.3 Описание экспериментальной установки разложения ПЭТФ
3.2 Объекты исследования
3.2.1 Характеристика кубового остатка ректификации
этилгексанола (КОРЭГ)
3.2.2 Характеристика обводненной терефталевой кислоты
3.2.3 Характеристика полиэтилентерефталата
3.3 Методики и описание экспериментов
3.3.1 Методика дегидратации 2-этилгексанола
3.3.2 Синтез сложного эфира — диоктилтерефталата этерификацией терефталевой кислоты 2-этилгексанолом
3.3.3 Оттон 2-этилгексанола из смеси диоктилтерефталата и непрореагировавших реагентов реакции этерификации
3.3.4 Химический рециклинг ПЭТФ
3.4 Методы исследования
3.4.1 Определение характеристик полученного пластификатора диоктилтерефталата (ДОТФ) и выделенных узких фракций
3.4.2 Качественный и количественный анализ
3.4.2.1 Хроматографические методы анализ
3.4.2.2 ИК-спектроскопия
3.4.2.3 Ядерный магнитный резонанс

кислоты в сложный эфир, простота удаления катализатора путем высаждения из реакционной массы щелочным агентом, отсутствие побочных реакций с образованием олефинов и простых эфиров. Эти катализаторы являются нейтральными соединениями, поэтому упрощается очистка сложного эфира — исключаются стадии нейтрализации и водных промывок, практически отсутствуют сточные воды. Благодаря этим достоинствам, несмотря на их меньшую активность в сравнении с алкилсульфокислотами, органические соединения элементов переменной валентности, особенно тетраалкилтитанаты, находят широкое применение в промышленном синтезе пластификаторов [3-6, 38].
Оценивая влияние применения различных катализаторов в процессе этерификации карбоновых кислот спиртами, следует отметить, что наибольший интерес по техническим и экономическим обоснованиям представляют катализаторы, включающие титанорганические соединения. Важно подчеркнуть следующие достоинства их применения: очень малое количество, высокая степень конверсии карбоновой кислоты в сложный эфир и простота выделения из реакционной массы катализатора.
1.3.2 Термодинамика реакций этерификации
Взаимодействие в жидкой фазе карбоновых кислот со спиртами характеризуется практически незаметным поглощением или выделением тепла (ДН=0). В этой связи, константы равновесия данных реакций не зависят от температурного режима [26-29].
Реакции этерификации карбоновых кислот со спиртами являются обратимыми, причем равновесие хорошо определяется концентрационной константой равновесия по уравнению (1.1):
у [ВС0СЖ'][Н20] (1.1)
[11СООН][11'(Ш]