книги из ГПНТБ / Гальперин А.Е. Производство присадок к моторным и трансмиссионным маслам

ПРОМЫШЛЕННЫЕ УСТАНОВКИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПРИСАДОК

Комбинированная установка 47/2

Принципиальная технологическая схема комбиниро­ ванной* установки 47/2 -по получению присадок АзНИИ- ЦИАТИМ-1 и ЦИАТИМ-339 изображена на рис. 22.

Производство присадки АзНИИ-ЦИАТИМ-1. В нача­ ле производства дозаторы 2 и 5—9 заполняют соответ­ ствующими реагентами из -парковых емкостей 18—20 и 23. Безводный расплавленный парафин VIII из емко­ сти 16 закачивают в хлоратор 30. Жидкий хлор VI из ем­ кости 17 после испарителя 39 в газообразном состоянии подают в хлоратор 30, где он барботирует через слой парафина. Избыток хлора, пройдя отбойник 27, идет на поглощение в абсорбер 37. Из хлоратора 30 полученный хлорированный парафин насосом 24 закачивается в до­ затор 1, снабженный наружным змеевиком для подогре­ ва паром III. Алкилирование проходит в реакторе 31 с мешалкой при 90—95°С в -присутствии катализатора — хлористого алюминия XVI. В этот аппарат из дозато­ ров 1 н 2 самотеком поступают хлорированный парафин и фенол X, затем небольшими порциями вводится хло­ ристый алюминий. Интенсивность подачи определяется вспениванием реакционной массы. По окончании загруз­ ки всего хлористого алюминия и спада пены температу­ ру постепенно повышают до 170°С и выдерживают смесь при этой температуре 1 ч. Об окончании алкили­ рования судят по вязкости алкилата при 100°С, которая должна быть в пределах 5—8° (по Энглеру). Выделяю­ щийся при алкилировании хлористый водород поглоща­ ется водой в абсорбере 37. При необходимости в абсор­ бере 37 получают 20%-ную ингибированную кислоту.

Алкилфенол, разбавленный маслом IX, из реакто­ ра 31 перекачивается в один из реакторов 34 на осерне­ ние. В нем алкилфенол охлаждается до 30—35 °С водой, подаваемой в рубашку аппарата. При достижении этой

же аппаратуре можно последовательно получать несколько приса­ док при сходных процессах синтеза полупродуктов и компонентов.

123

124

ру XI. Температура осернения не должна превышать 40°С. Избыток тепла реакции отводится водой, продол­ жающей циркулировать в рубашках. Когда бурное цено­ образование заканчивается, в рубашку реактора 34 по­ дают водяной пар ///; температура реакционной массы

вание). Хлористый водород XVII, выделяющийся при осернении, отсасывается для поглощения в абсорбере 37. В реакторе 35 осерненный алкилфенол нейтрализуется при 80—90°С гидроокисью бария XIV. По окончании подачи гидроокиси бария реакционную массу отраба­ тывают при постепенном подъеме температуры до 130 °С. При этой температуре присадку высушивают, откачива­ ют'в емкости 10 и иа центрифугу 38. Очищенную при­ садку из емкостей 11 перепускают в емкость 12 и оттуда откачивают в парк. Выделяющиеся в процессе барировання газы поглощаются водой в скруббере 36.

Производство присадки ЦИАТИМ-339. Для получе­ ния присадки ЦИАТИМ-339 фенол X (см. рис. 22) алки­ лируют полимердистиллятом XII в присутствии бензолсульфокислоты XIII в реакторе 31, куда из дозаторов 2, 3 и 5 самотеком поступают фенол бензолсульфокпслота и смесь полимерднстнллята и отгона (2: 1). По окончании алкилирования сырой алкилфенол перекачивают в ре­ актор 32, где бензолсульфокпслота нейтрализуется газо­ образным аммиаком XV. Аммониевые соли бензолсульфокислоты отделяют от алкилфенола в этом же аппара­ те отстаиванием и промывкой горячей водой. Чистый продукт перекачивается в аппарат 33. В ней от сырого алкилфенола отгоняют не вступивший в реакцию полимердистиллят вместе с остатком свободного фенола и легкими алкилфенолами.

В конце отгонки в аппарат 33 подают перегретый во­ дяной пар. Пары конденсируются в конденсаторе-холо­ дильнике 29 и собираются в емкости 21. Конденсат от­ стаивается в этой емкости от воды, которая дренируется в канализацию (II). Отстоявшийся отгон насосом пере­ качивается в емкость 22. Затем алкилфенол сушат в ва­ кууме и безводный откачивают в дозатор 6. Остальные процессы (осернение, омыление, очистку) проводят по схеме производства присадки АзНИИ-ЦИАТИМ-1.

126

Комбинированная установка 47/3

На комбинированной установке 47/3 можно получать присадки ЦИАТИМ-339, МНИ ИП-22к, ВНИИ НП-360, ЭФО и ДФ-11. Схема этой установки представлена на рис. 23. Установка 47/3 представляет собой комбинацию узлов вышеописанных технологических процессов: ал­ килирования, осернения, барирования, фосфирования, цинкования, очистки от механических примесей и обез­ вреживания вредных веществ.

Технологическая схема получения присадки ЦИАТИМ-339 на установке 47/3 .принципиально мало отличается от схемы ее получения на установке 47/2. В процессе алкилирования на установке 47/3 предусмот­ рена возможность использования в качестве катализа­ тора катионита КУ-2. Непрореагировавшие полимердистиллят, фенол и легкие алкилфенолы отгоняют в атмо­ сферно-вакуумных кубах с установленными над ними насадочными колоннами. Это дает возможность более четко отделить полимердистиллят и фенол от алкилфенола, а также получить целевую фракцию алкилфенола.

Производство присадки ЦИАТИМ-339 осуществляют по следующей схеме (рис. 23). В реактор алкилирова­ ния 8 из дозатора 3 загружают дозу фенола, туда же из плавильника-дозатора 4 спускают порцию катализа­ тора (бензолсульфокислоты), а затем подают полимердистиллят из емкости 2 и отгон из емкости 1. По окон­ чании процесса сырой алкилфенол из реактора 8 перека­ чивают в емкость 11 для нейтрализации аммиаком, по­ даваемым из ресивера 5 через маточник под уровень жидкости. Нейтрализованный алкилфенол в емкости И отмывают горячей водой от солей бензолсульфокислоты и откачивают в кубы 12 и 14 для разгонки. Отгон из кубов, пройдя конденсаторы-холодильники 13, поступа­ ет в дозатор 1. Целевой алкилфенол из куба 14 собира­ ется в дозатор 15. Из него дозу алкилфенола закачивают на осернение в реактор 16, куда из дозатора 17 подают однохлористую серу.

Выделяющийся хлористый водород поглощается в абсорбере 18. Очищенные от хлористого водорода газы и пары сбрасывают в атмосферу. Осерненный алкилфе­ нол перекачивают в реактор 19, где обрабатывают гид­ роокисью бария. Вредные пары, выделяющиеся в про-

127

цессе омыления, пройдя водяной скруббер 20, поступа­ ют в атмосферу. Нефильтрованную присадку из реак­ тора 19 откачивают в напорную емкость 29, откуда она самотеком поступает через центрифугу 30 в емкость 33. Готовую присадку собирают в емкость 34 и оттуда от­ качивают в товарный парк.

Производство присадки МНИ ИП-22к. Фенол алки­ лируют полимердистиллятом на катализаторе КУ-2, ко-

Рис. 23. Принципиальная схема комбинированной установки 47/3 для получения присадок ЦИАТИМ-339, МНИ ИП-22к, ВНИИ НП-360, ЭФО, ДФ-И:

кислоты; 1 2 — атмосферная колонна (куб) разгонки алкилфенола; 13 —тепло­

омыления; 2 0 — скруббер; 2 1 — реактор фосфнровання; 2 2 — реактор цинкования; 2 3 — дозатор гидроокиси бария; 2 4 — дозатор гидроокиси каль­

128

торый активируют соляной кислотой в активаторе 10 (см рис. 23). Бункер 6 служит для загрузки активатора катионитом. Соляная кислота хранится в емкости 7. По­ сле активирования катализатор промывают паровым конденсатом до нейтральной реакции и. сушат горячим воздухом. Отработанную кислоту и кислые воды сбрасы­ вают в спецканализацию. Активный катализатор пере­ гружают в реактор 9, где окончательно обезвоживают парами полимердистиллята из испарителя 13. Пары из реактора, пройдя конденсатор-холодильник, собираются

вводоотделителе. Воду из водоотделителя сбрасывают

вканализацию, а полимердистиллят возвращают в ис­ ходную емкость.

После подготовки катализатора реактор 9 включают для непрерывного алкилирования. В реактор 8 предва­ рительно из дозатора 3 самотеком поступает расплав­ ленный фенол, из дозаторов 1 я 2 насосами закачивают

порции отгона и полимердистиллята. Реакционную смесь из реактора 8 через подогреватель 13 подают непрерыв­ но в низ реактора 9. С верха этого реактора сырой алкилфенол через паровой подогреватель 13 поступает для разгонки сперва в атмосферный куб с насадочной колон­ ной 12, затем в вакуумный куб 14. Целевой алкилфенол собирается в емкости 15. Отогнанные фенол, полимердистиллят и легкие алкилфенолы, пройдя конденсаторыхолодильники 13, собираются в емкость 1, откуда воз­

вращаются в процесс.

Из емкости 15 порцию алкилфенола закачивают на осернение 'в реактор 16. Осернение проводят однохлори­ стой серой, поступающей в реактор самотеком из доза­ тора 17. Выделяющийся хлористый водород поглощает­ ся водой в абсорбере 18. Очищенные в абсорбере от хло­ ристого водорода пары и газы сбрасываются в атмосфе­ ру. Осерненный алкилфенол перекачивают в реактор 21, где фосфируют пятисернистым фосфором. Выделяю­ щийся сероводород нейтрализуют щелочью в поглоти­ тельной колонне 26. Нейтрализованные газы сбрасывают в атмосферу, а отработанную щелочь — в спецканали­ зацию или собирают в специальную емкость для утили­ зации.

Фосфоросерненный алкилфенол после отстаивания в емкости 35 перекачивают в аппарат 19 для омыления гидроокисью кальция. Вредные пары, содержащие серо­

водород и выделяющиеся в процессе омыления, направ­ ляют на обезвреживание в колонну 26. Нефильтрован­ ную присадку очищают от механических примесей по схеме, аналогичной описанной для присадки

ЦИАТИМ-339.

Производство присадки ВНИИ НП-360. Полученный после разгонки в кубе 14 целевой алкилфенол собирают в емкость 15, где разделяют на две дозы (см. рис. 23). Одну из них направляют в реактор 19 на омыление гид­ роокисью бария для получения компонента ВНИИ НП-350, другую подают в аппарат 21, где проводят фосфирование алкилфенола с получением компонента ВНИИ НП-353. Из аппарата 21 компонент ВНИИ НП-353 направляют на отстаивание в промежуточную емкость 35, откуда закачивают в реактор 22 для омыле­ ния окисью цинка; с целью интенсификации процесса в аппарат 22 добавляют небольшую порцию воды. Омы­ ленный продукт представляет собой компонент ВНИИ НП-354. Вредные вещества из аппарата 22, образующие­ ся в процессе цинкования, поглощаются в колонне 26.

Компоненты ВНИИ НП-350 из реактора 19 и ВНИИ НП-354 из емкости 35 закачивают в емкость 28, где под­ вергают термообработке циркуляцией через выносной теплообменник. Вредные вещества из емкости 28 обез­ вреживают в скруббере 20. Нефильтрованную готовую присадку ВНИИ НП-360 откачивают в емкость 29, отку­ да насосом подают на фильтр-пресс 31. Фильтрованную присадку собирают в емкости 33, откуда откачивают в емкость 34 и далее — в парк.

Производство присадки ЭФО. В реакторе 21 из ем­

затора 25 суспензию пятисернистого фосфора и элемен­ тарной серы. После подачи суспензии температуру под­ нимают в течение 2 ч до 100 °С, а затем до 160 °С. При этой температуре смесь выдерживают 1 ч. Об окончанииреакции фосфирования судят по растворимости смеси в толуоле: полная растворимость показывает конец реак­

По окончании реакции алкоголиза смесь из реактора 21

130

откачивают в емкость 35, где ее отдувают инертным га­ зом и аммиаком от остатков сероводорода и отстаивают. По окончании отстаивания фосфоросернен'ный экстракт закачивают последовательно в реактор 22, где проводят

■его цинкование, а затем в аппарат 19 на барирование. Процессы барирования и цинкования проводят с выдерж­ кой во времени при температурах 75—150 °С.

Полученная присадка ЭФО откачивается в емкость 29 для отделения механических примесей на сепарато­ рах. После очистки присадку направляют в парк, а оса­ док вывозят в отвал.

Производство присадки ДФ-11. Из емкости 36 через объемный счетчик в реактор 21 закачивают смесь изобутилового и изооктилового спиртов (1 : 1,75). Смесь спиртов нагревают там до 80 °С (см. рис. 23). Для умень­ шения потерь спирта включают обратный холодильник. В дозаторе 25 приготовляют при 60 °С суспензию пяти­ сернистого фосфора в масле-разбавителе и при интен­ сивном перемешивании подают в реактор 21, где поддер­ живают температуру 80—85 °С. Полученные в результате фосфирования диалкилдитиофосфорные кислоты откачи­ ваются в емкость 35 для отстаивания от смолистых про­ дуктов и непрореагировавшего пятисернистого фосфора.

После отстаивания продукты фосфирования через водяной холодильник закачивают в аппарат 22 на ней­ трализацию окисью цинка. Окись цинка подают в два приема в виде масляной суспензии, приготовленной в до­ заторе 27. Нейтрализацию проводят при непрерывном пе­ ремешивании и температуре 40—50°С. По окончании нейтрализации в аппарат 22 закачивают бензин-раство­ ритель.

Нейтрализованный продукт перекачивают в емкость 35, где он отстаивается от избытка окиси цинка и ме­ ханических примесей. Отстоявшийся диалкилдитиофосфат цинка перекачивают в напорную емкость 29, откуда он самотеком поступает на центрифугу 30. Фугованный продукт собирают в емкости 33, откуда для отгонки бензина-растворителя и воды направляют в кубы 12 и 14, соединенные последовательно. В первом кубе оста­ точное давление 250—300 мм рт. ст.; во втором — не выше 20 мм рт. ст.; температура в кубах не выше 80 °С. Пары растворителя и воды после конденсации через вакуумный приемник направляют в водоотделитель.

Бензин, отделившись от воды, возвращается в процесс. С низа кубов готовую присадку ДФ-11 откачивают в парк. Осадки (из емкости 35 и после центрифугирова­ ния) вывозят в отвал.

Отгон бензина-растворителя и воды от готовой при­ садки ДФ-11 также осуществляют и из аппарата с ме­ шалкой (см. рис. 14, стр. 106).

Установка для получения присадки ВНИИ НП-370

Принципиальная схема установки для получения присадки ВНИИ НП-370 приведена на рис. 24. Произ­ водство состоит из следующих этапов.

Получение катализатора — фенолсульфокислоты. Пе­ ред началом процесса'емкости 1— 11 заполняют соответ­ ствующими реагентами. Процесс осуществляют в реак­ торе 19 при 50 °С и давлении до 2 кгс/см2. Фенол из ем­ кости 5 насосом закачивают в реактор при 50—60 °С. За­ тем из емкости 4 постепенно закачивают туда же серную кислоту при 25°С. Тепло реакции отводят подачей воды в рубашку аппарата.

Продукты реакции представляют собой смесь катали­ затора — фенолсульфокислоты с избытком фенола.

Алкилирование. Избыток фенола алкилируют полимердистиллятом при 85 °С. После подачи всего расчет­ ного количества полимердистиллята температуру подни­ мают до 110 °С, подавая пар-в рубашку аппарата 19. Давление процесса 2 кгс/см2. Алкилирование проводят в тех же аппаратах, где была получена фенолсульфокислота. Конечный продукт алкилирования, представ­ ляющий собой смесь алкилфенола, алкилфенолсульфокислоты, непрореагировавшего полимердистиллята и небольших количеств свободного фенола, серной кисло­ ты и реакционной воды, откачивают в промежуточную

емкость 12 через холодильники 13 при 80—85 °С. Нейтрализацию проводят в аппарате 20, куда зака­

чивают продукт из промежуточной емкости и подают насосом водную суспензию гидроокиси кальция, забла­ говременно приготовленную в аппарате 17 (из извести-

40—50 °С. Процесс осуществляют при 80 °С и атмосфер­ ном давлении. Для регулирования температуры в ру­ башки аппаратов подведены пар и вода.

132

«

Продукты нейтрализации, представляющие собой смесь кальциевых солей конечных продуктов алкилиро­ вания, полимердистиллята, воды и механических приме­ сей, откачивают в промежуточную емкость 12, откуда через подогреватель 13 подают в пленочные испарите-

I — склад'реагентов; 2 — узел приготовления гидроокиси кальция; 3 — ем­

«Галоша»); 10 — емкость для химически очищенной воды; 11 — емкость для

рат для приготовления известкового молока; 18 — емкость для готовой при­ садки; 19 — реактор алкилирования; 2 0 — нейтрализатор; 21 — реактор кон­