Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена - Дымент О.H.
Скачать (прямая ссылка):
Гидратацию окиси пропилена можно проводить в паровой фазе. В присутствии катализатора (трехзамещенного фосфата кальция), атмосферном давлении, температуре 232 °С, времени контакта 9,4 с, мольном отношении воды и окиси пропилена, равном 19 : 1, выход
пропиленгликоля составляет 91—93% на прореагировавшую окись пропилена и 55—57% на исходную [601.
В качестве катализатора парофазной гидратации окиси пропилена предложены фториды многовалентных металлов [61]. При давлении, близком к атмосферному, температуре 256—272 °С, мольном отношении воды и окиси пропилена, равном 7 : 1, в присутствии трехфтористого алюминия выход пропиленгликоля составляет 90% на исходную окись пропилена. Наблюдаются образование небольшого количества продуктов изомеризации окиси пропилена (спиртов и карбонильных соединений) и адсорбция катализатором продуктов реакции.
Парофазная гидратация окиси пропилена осуществляется и над Н-катионитами при 115—200 °С, давлении 0,25—6,4 МПа (2,5— 65 кгс/см2) и мольном отношении паров воды и окиси пропилена, равном (5—20) : 1 [62]. Из-за малой конверсии окиси пропилена, недостаточной производительности и стабильности катализаторов процессы парофазной гидратации окиси пропилена не нашли промышленного применения.
Получение пропиленгликолей в промышленных условиях
В промышленных условиях пропиленгликоли получаются термической (некаталитической) гидратацией окиси пропилена при температуре от 160 до 200 °С и при давлении около 1,6 МПа (16 кгс/см2) [16,5. 343; 63, р. 287]. Мольное отношение воды и окиси пропилена в смеси, поступающей на гидратацию, составляет около 15 : 1 (17,7% окиси пропилена). При этих условиях получается в виде товарных продуктов 85,5%о пропиленгликоля, 13% дипропиленгликоля и 1,5% трипропиленгликоля. Технологическая схема производства пропиленгликоля аналогична схеме получения этиленгликоля.
Гидратация осуществляется непрерывно в трубчатом реакторе с рубашкой для снятия теплоты реакции. Продолжительность пребывания реакционной смеси в гидрататоре определяется температурой реакции. При 190—200 0C и давлении до 1,5 МПа (15 кгс/см2) время реакции составляет 30 мин при проведении процесса в непрерывных условиях [65]. Вытекающий из реактора раствор гликолей с концентрацией пропиленгликоля около 20% упаривается при пониженном давлении. Полученный паровой конденсат, содержащий небольшое количество гликоля, смешивается со свежей водой и окисью пропилена для составления реакционной шихты, а концентрированный раствор пропиленгликолей поступает на систему разделения. На первой колонне полностью отгоняется вода, а на остальных последовательно выделяется пропиленгликоль, дипропиленгликоль и трипропиленгликоль. Выделение гликолей производится в вакууме. Цветность пропиленгликоля можно улучшить, пропуская его при 80—100 °С через слой сильнокислой катионообменной смолы (леватит 5-115) [66].
Применение пропиленгликоля, дипропиленгликоля и трипропнленгликоля
Пропиленгликоль применяется в тех же областях, где и этилен-гликоль, так как их свойства весьма близки. Он используется в качестве растворителя, пластификатора, как компонент для изготовления низкозамерзаюгпих, антиобледенительных, гидравлических и гидротормозных жидкостей, как исходное сырье для получения новых материалов, применяемых в промышленности пластических масс, лаков и красок, пестицидов и т. д.
Основное количество пропиленгликоля расходуется на производство полиэфирных смол; например, в 1970 г. в США расходовалось около 42%, в Японии — около 58%. Другие области применения пропиленгликоля в США и Японии следующие (в %) [67, 68, р. 140]:
В США
Целлофан.......... 10
Фармацевтические препараты, косметические средства и пищевые продукты...... 10
Для увлажнения табака ... 8
Пластификаторы....... 7
Гидравлические жидкости . . 4
Экспорт........... 19
В Японии
Пищевые продукты . . . . . 9,8
Косметические средства ... 6,7
Для увлажнения табака ... 5,3
Зубные пасты ........ 3,1
Фармацевтические препараты . 2,2
Прочие ........... 14,3
В отличие от других гликолей пропиленгликоль практически не токсичен, поэтому он употребляется в пищевой, фармацевтической, парфюмерной и других отраслях промышленностп, в которых этпленгликоль применять нельзя [5, р. 243; 23, р. 5]. Водные растворы пропиленгликоля используются как хладоноситель в холодильных установках п как теплоноситель на предприятиях, связанных с производством п хранением пищевых продуктов. В пищевой промышленности пропиленгликоль применяется для приготовления приправ, экстракции специй из природных продуктов (ванильных бобов, кофе, какао), как растворитель душистых веществ, эфирных масел. В некоторых случаях растворы этих веществ в пропилен-гликоле могут разбавляться водой без нарушения их однородности.
Благодаря сладковатому вкусу пропиленгликоль может использоваться вместо глицерина и сахара. Гигроскопичность пропиленгликоля позволяет пищевым продуктам и табаку сохранять необходимую влажность прп длительном хранении. Применению пропиленгликоля в пищевой промышленности также способствуют его консервирующие, стерилизующие и бактерицидные свойства.
