Способ получения пластификатора

04 24/20 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Автор Бозылев Василий Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Способ получения пластификатора путем сульфирования ароматических углеводородов концентрированной серной кислотой с последующей нейтрализацией полученной сульфомассы щелочью, отличающийся тем, что в качестве ароматических углеводородов используют тяжелые жидкие продукты пиролиза жидких углеводородов с молекулярной массой 180-200, температурой кипения 200-350 С, плотностью при 20 С 0,954-1,067 г/см 3 и йодным числом 40-50 г 2/100 г, сульфирование ведут путем вливания кислоты с температурой 15-30 С в указанные продукты пиролиза, нагретые до 105-150 С, при массовом соотношении кислоты и продуктов пиролиза 1(0,35-1), полученную сульфомассу разогревают до 110-150 С, а нейтрализацию проводят до рН 5-8 путем вливания сульфомассы в раствор щелочи.(56)1669888 1, 1991.1608184 1, 1990.1482912 1, 1989.1421734 1, 1988.1342889 1, 1987. Настоящее изобретение относится к способу получения пластификатора на основе сульфированных тяжелых ароматических углеводородов, который может быть использован в производстве различных смесей, в частности бетона. В литературе описано получение поверхностно-активного вещества (ПАВ), в частности диспергатора, который может быть использован и в качестве пластификатора, заключающийся в том, что продукт высокотемпературной термической обработки при температуре 700-2000 С нефтяного или каменноугольного сырья разделяют на фракции путем дистилляции, экстракции растворителями или же подвергают дальнейшему утяжелению нагреванием при 350-600 С с последующим сульфированием полученного продукта любым известным способом - концентрированной или дымящей серной кислотой,хлорсульфоновой кислотой или серным ангидридом и нейтрализацией сульфомассы неорганическим или органическим основанием 1. 5754 1 Однако к недостаткам данного известного способа получения ПАВ относятся многостадийность процесса и потребность в сложном оборудовании, что все в целом удорожает стоимость ПАВ, и, кроме того, недостаточно высокие пластифицирующие свойства ПАВ. Известен способ получения пластификатора, заключающийся в том, что концентрированной серной кислотой сульфируют нефтяные ароматические углеводороды при нагревании с последующей нейтрализацией гидроокисью натрия до рН 8. При этом для повышения пластифицирующих свойств в качестве нефтяных ароматических углеводородов используют фракции товарной нефти с температурным интервалом выкипания 250-450 С, а сульфирование ведут при кипении в среде органического растворителя из группы гексан, гептан, петролейный эфир, причем соотношение серной кислоты к фракциям нефти по массе составляет соответственно 1 к 1,5 3,0, выделяющуюся в процессе сульфирования воду удаляют в виде азеотрона, после окончания выделения воды не вступившие в реакцию сульфирования углеводороды экстрагируют гептаном, а полученный остаток растворяют в воде и нейтрализуют сухой гидроокисью натрия 2. К недостаткам данного известного способа получения пластификатора относятся необходимость использования для проведения реакции сульфирования органических растворителей, а также невозможность провести полное сульфирование фракций товарной нефти и необходимость в связи с этим экстрагирования гептаном непросульфированных углеводородов с отделением от сульфомассы. В процессе сульфирования также требуется удаление в виде азеотрона выделяющейся воды. Задачей данного изобретения является упрощение известного способа и разработка способа получения пластификатора, который не требует применения для проведения процесса сульфирования органических растворителей. При этом способ должен обеспечивать полное сульфирование исходных углеводородов. Поставленная задача достигается тем, что в качестве сульфируемых ароматических углеводородов используют тяжелые жидкие продукты пиролиза жидких углеводородов с молекулярной массой 180-200, температурой кипения 200-350 С, плотностью при 20 С 0,954-1,067 г/см 3 и йодным числом 40-50 г 2/100 г, сульфирование ведут путем вливания кислоты с температурой 15-30 С в указанные продукты пиролиза, нагретые до 105150 С, при массовом соотношении кислоты и продуктов пиролиза 1(0,35-1), полученную сульфомассу разогревают до 110-150 С, а нейтрализацию проводят до рН 5-8 путем вливания сульфомассы в раствор щелочи. Отличие заявляемого способа состоит в том, что в качестве ароматических углеводородов используют тяжелые жидкие продукты пиролиза жидких углеводородов, при проведении сульфирования не требуется дополнительное использование органического растворителя, а заявляемые режимы обеспечивают полное сульфирование исходных углеводородов без необходимости отделения выделяющейся воды. Благодаря совокупности отличительных признаков обеспечивается поставленная задача упрощения известного способа получения пластификатора. Пример. Для получения пластификатора используют тяжелые продукты пиролиза жидких углеводородов, соответствующие ТУ 38.1021256-89 (сокращенное обозначение ТПП), серную кислоту техническую с концентрацией 92,5 , соответствующую ГОСТ 2184-77. Нейтрализацию сульфомассы проводят едким натрием (ГОСТ 2263-79) с плотностью водного раствора 1,24 кг/м 3. Процесс получения пластификатора осуществляется в следующей последовательности. В разогретые до 105-150 С ТПП вливают серную кислоту с температурой 15-30 С,при этом весовое соотношение назначают в интервале 0,35-11. Для равномерного сульфирования ТПП по всему объему смесь перемешивают, при этом за счет протекания экзотермических реакций в процессе сульфирования и дополнительного разогрева смеси от нагретых стенок сульфоратора происходит постепенный подъем температуры сульфомассы 2 5754 1 до 110-150 С. После достижения заданной конечной температуры сульфомассу вливают в раствор щелочи, перемешивают с обеспечением значения рН 5-8. Качество готового пластификатора оценивают по изменению подвижности бетонной смеси (ГОСТ 10181.1-81) с контролем прочности бетонных образцов (ГОСТ 10180-90). Состав бетона для испытаний (кг/м 3) цемент - 350, песок - 700, щебень - 1175. Бездобавочный состав бетонной смеси имеет осадку конуса 2-4 см. Пластификатор в бетонную смесь вводят в количестве 1,2 от массы цемента. В табл. 1, 2 представлены результаты получения заявляемого пластификатора при различных условиях изготовления и результаты испытаний. Таблица 1 Состав 1 2 3 Таблица 2 С конечная Состав сульфирования 1 2 3 Подвижность бетонной сульфирование нейтрализация смеси (см) 9 15 16 9 15 18 9 15 16 Продолжительность получения пластификатора (мин) Как видно из табл. 2, использование заявляемого пластификатора при изготовлении его по заявляемым режимам и соотношениям исходных компонентов обеспечивает повышение пластичности бетонных смесей с 2-4 см до 16-18 см. При этом прочность бетона составляет 111-124 прочности бездобавочного бетона. При изготовлении заявляемого пластификатора не требовалось использовать органические растворители и отделять не вступившие в реакцию сульфирования углеводороды, т.к. по заявляемому способу обеспечивается полное сульфирование углеводородов. По разработанному способу в промышленных условиях изготовлены опытные партии пластификатора, испытания которых на бетонных смесях подтвердили высокие эксплуатационные свойства. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.