Оценка ингибирующей активности «Грязного конденсата» и продуктов на его основе Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 547.279.1; 547.279.3; 547.565.2

ОЦЕНКА ИНГИБИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ «ГРЯЗНОГО КОНДЕНСАТА»

И ПРОДУКТОВ НА ЕГО ОСНОВЕ

© Дам Тхи Тхань Хай1, А. Ф. Гоготов1, До Тьем Тай1, А.А. Левчук2

1 Иркутский государственный технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074 (Россия) e-mail: [email protected]

2Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН, ул. Фаворского, 1, Иркутск, 664033 (Россия)

Представлены результаты испытаний серосодержащего скипидара и продукта его конденсации с пирокатехином в качестве ингибиторов полимеризации пироконденсатов колонны К-27 производства ЭП-300 ОАО АЗП.

Ключевые слова: сульфатный скипидар, «грязный конденсат», метилмеркаптан, диметилдисульфид, пирокатехин, ингибитор полимеризации, пироконденсат, эффективность ингибирования.

Ингибирование нежелательной термополимеризации является одной из важных технологических операций в нефтехимическом производстве и применяется как при переработке жидких продуктов пиролиза, т.е. смесей разнообразных олефиновых углеводородов, так и в технологиях индивидуальных виниловых мономеров - стирола, акриловой кислоты и т.д. Ассортимент ингибиторов весьма широк и разнообразен. К ним относятся производные фенолов, ароматических диаминов, гетероциклических соединений, серосодержащих соединений и т.д. Определенный интерес могут представлять серосодержащие соединения, поскольку в технологии переработки жидких продуктов пиролиза предусмотрена стадия гидроочистки, когда любые S-содержащие соединения от меркаптанов до тиофена расщепляются до сероводорода, который затем поглощается щелочными реагентами [1]. Особую роль в нефтехимии играют меркаптаны и дисульфиды, являющиеся регуляторами роста полимерной цепи, например, при полимеризации стирола. И в отличие от ингибиторов, меркаптаны относятся к классу так называемых стопперов полимеризации. В связи с этим мы предположили, что для целей ингибирования могут быть применены побочные продукты сульфатной варки целлюлозы - так называемые грязные конденсаты производства сульфатного скипидара - концентраты сернистых соединений: метилмеркаптана, диметилсульфида и диметилдисульфида в скипидаре. С этой целью нами испытаны «грязные конденсаты» производства побочных продуктов целлюлозно-картонного комбината ОАО «Группа Илим» в Братске компании «World Paper». Метилсернистые соединения удаляются из котла во время терпентинных сдувок и таким образом попадают в скипидар, образуя «грязный конденсат». Содержание сернистых соединений в «грязном конденсате» составляет: для CH3SH - 2 г/дм3; для CH3SCH3 -1,66 г/дм3 и для CH3SSCH3 - 1,9 г/дм3.

Оценку ингибирующей активности образцов проводили на стандартном приборе типа ПОС-77М по методу определения фактических смол, образовавшихся при термической обработке пироконденсата колонны К-27 пиролизной установки Ангарского завода полимеров при 130 °С. Результаты испытания приведены на рисунке.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что сернистые соединения в «грязном конденсате» обладают хорошими ингибирующими показателями. Причем максимальные значения эффекта ингибирования составляют 50,5% (при суммарном расходе сернисто-терпеновой смеси к массе пироконденсата 0,03%) и 52% (при 0,04 масс.%), что выше показателей индивидуальных фенолов и их смесей - коксохимических фенолов [2]. Результаты сравнивали по ингибирующей активности со стандартным ингибитором - ТБПК. Очевидно, что сернисто-скипидарная смесь существенно уступает ТБПК.

* Автор, с которым следует вести переписку.

С целью усиления ингибирующего эффекта мы предположили, что введение фенола в синтез с «грязным конденсатом» по методике синтеза терпенофенолов [3] позволит получить более эффективный ингибитор, сопоставимый с ингибитором сравнения. Недавно установлено, что тер-пенофенолы - весьма активные ингибиторы при переработке пироконденсатов [4, 5]. Также известно, что серосодержащие фенолы являются эффективными ингибиторами окисления, термополимеризации и используются для стабилизации нефтепродуктов [6]. Поэтому ожидается, что соединения, содержащие в своей молекуле две функциональные группы - фенольный гидроксил и сульфидную серу, более способны ингибировать радикальные процессы в результате эффекта внутримолекулярного синергизма [7].

В результате термокаталитического синтеза был получен ингибитор, который при расходах 0,02-0,05 масс.% мало чем уступает стандартному ингибитору ТБПК, но, по предварительным оценкам, он значительно дешевле своего импортного аналога.

Таким образом, экспериментально установлено, что «грязный конденсат» может служить дешевым сырьем для синтеза эффективных ингибиторов нежелательной радикальной термополимеризации непредельных соединений при переработке жидких продуктов пиролиза.

Список литературы

1. Беренц А. Д., Воль-Эпштейн А.Б., Мухина Т.Н., Аврех Г. Л. Переработка жидких продуктов пиролиза. М., 1987. 120 с.

2. Гоготов А.Ф., Иванова А.В., Амосов В.В. и др. Коксохимические фенолы - потенциальное и перспективное сырье для производства ингибиторов термополимеризации при переработке жидких продуктов пиролиза // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий: матер. 2-й Всерос. науч. конф. Томск, 2002. Т. 1. С. 215-217.

3. Стрижаков О.Д., Кочергина Э.И., Мастюкова Г.В. Способы получения терпенофенольных смол и их применение. М., 1975. 29 с.

4. Патент №2375342 (РФ). Способ ингибирования термополимеризации при переработке жидких продуктов пиролиза (ДИБК) / И.И. Батура, И.Ю. Чукичева, А.Ф. Гоготов, А.В. Кучин, А.А. Левчук, В.Г. Шаганская, Е.В. Пученин, О.И. Баранов. БИ. 2009. №34. С. 915.

5. Патент №2387631 (РФ). Способ ингибирования термополимеризации при переработке жидких продуктов пиролиза (ИБПК) / И.И. Батура, И.Ю. Чукичева, А.Ф. Гоготов, А.В. Кучин, А.А. Левчук, В.Г. Шаганская, Е.В. Пученин, О.И. Баранов. БИ. 2010. №12. С. 48.

6. Кулицев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л., 1985. С. 31-38.

7. Просенко А.Е. Перспективные направления развития химии фенольных антиоксидантов // Современные проблемы органической химии: матер. Всерос. конф., посвященной 100-летию со дня рождения академика Н.Н. Ворожцова. Новосибирск, 2007.

3S =#

а

ю

Ж

н 50 •х о -в- 40 -е-

масс.%

0,01 0,02 0,03 0,04 0.05

-•-ТБПК 68.1 83,7 87,0 88,5 89,4

-А-ПК+ГК 47,2 81,1 85,3 87,6 89,5

-Ж— Гряш.конденсат (ГК) 34,4 45,7 51,8 52,7 49.1

Зависимость ингибирующей активности продуктов синтеза от их расхода

Поступило в редакцию 17 августа 2010 г.