Ответы на вопросы № 1-15 к экзамену по дисциплине "Оптимизация химико-технологических процессов" (Периодический метод синтеза новолачных феноло-формальдегидных смол. Непрерывный метод производства ПВС), страница 4

Рецептура для получения низкомолекулярных олигомеров: ДФП – 100; ЭХГ – 105 ÷ 460; NaOH (50%) – 35. Для получения более высокомолекулярных олигомеров, используют твёрдую щёлочь, чтобы избежать побочных реакций ЭХГ с водой (гидролиз, омыление с получением глицерина).

Маркировка эпоксидиановых олигомеров:

Эпоксидное число – отношение  ММ эпоксидных групп, входящих в олигомер к ММ всей молекулы олигомера

6. Схема производства эпоксидиановых  олигомеров непрерывным методом

1 – Аппарат растворения ДФП; 2 – аппарат растворения ЭХГ; 3 – реактор; 4, 7 – отстойники; 5, 9 – циклоны; 6, 10 – холодильники; 8 – фильтр; 11 – сборник олигомера.

Этапы синтеза: 1. Приготовление растворов ДФП и ЭХГ; 2. П/к; 3 Выделение олигомера; 4. Нейтролизация и сушка олигомера.

Ход синтеза: Приготовление растворов: в аппарате (1) при 75 ⁰С растворяют ДФП в водном растворе щёлочи. В аппарате (2) готовят раствор ЭХГ в бутаноле. Растворы подаются в горизонтальный многоступенчатый реактор (3). Смесь постепенно перемещается по реактору от места подачи к выгрузке, t = 70 ÷ 75 ⁰C. Эта реакционная смесь подаётся на нейтролизацию в отстойник (4), где она разделяется на органический (смоляной) и неорганический (водяной) слои. Органика (нижний слой) нейтролизуется от щёлочи прокачко через смесь CO₂. Водная часть идёт на очистку. Нейтролизованная органика поступает в циклон (5), где отгоняется азеотроп, пары которого конденсируются в холодильнике (6) и конденсат идёт в очистку. Раствор олигомера из циклона (5), поступает в отстойник (7), где он очищается от выпадающих в осадок солей (т.к. воды стало меньше и её уже нечем растворять NaCl, Na₂CO₃). Освобождённый от солей олигомер идёт в холодильник (9), где отгоняется бутанол. Пары бутанола конденсируются в холодильнике (10). Высушенная смола собирается в сборнике (11).

                                                        7. Схема производства ненасыщенных

сложных олигоэфиров

(олигоалкиленгликольмалеинатов

или – фумаратов) переодическим

                                                                                                               методом

1 – Реактор; 2 – конденсатор; 3 – холодильник; 4 – сборник воды; 5 – смеситель.

Этапы синтеза: 1. подготовка и загрузка сырья; 2. П/к; 3. Растворение ненасыщенного олигоэфира в мономере; 4. Слив товарной смолы.

Ход синтеза: Отмеряются и загружаются олигомеры, включается подогрев до температуры около 100 ⁰С (тепловой агент – Высококипящие Органические Теплоносители ВОТ) мешалка, в реактор подаётся инертный газ. Пары из реактора попадают в конденсатор (2), где происходит конденсация испарившихся гликолей, которые возвращаются в реактор. Пары воды поступают в холодильник (3) и, после конденсации, собираются в сборнике (4). О степени завершённости процесса, судят по количеству воды в сборнике (4) и по значению Кислотного Числа эфирной смеси в реакторе (1) (КЧ = 25 ÷ 40 мг КОН/г (иногда, до 60)). Для повышения степени П/к, в реакторе создаётся разряжение, что облегчает отгонку воды и смещает равновесие в сторону образования продукта. Время П/к – 6 ÷ 25 часов. По завершении в олигомер добавляют стабилизатор гидрохенон. Стабилизированный олигомер сливается в смеситель (5), где она охлаждается до 40 ⁰С и выводится.

Производство ненасыщенных олигоэфиров (олигоэфиракрилатов)

Синтез проводят в среде ароматического углеводорода, не смешивающегося с водой. В реакции получают и 30%-ный растворы в углеводороде. Процесс ведут при 80 ÷ 140 ⁰С в присутсвтии катализаторов – ароматических сульфокислот (ионообменные смолы – иониты в кислотной, H⁺ форме). Для предотвращения полимеризации прямо в реакторе, в реакционную смесь вводится ингибитор – гидрохенон. Непредельную кислоту вводят с избытком 30 ÷ 50%, т.к. в ходе поликонденсации выделяется вода, образующая азеотроп с кислотой и уносится из сферы реакции. Контроль за процессом ведут по количеству выделившейся воды (азеотропа) и проверяя Кислотное Число (К.Ч. ≈ 1). По завершении синтеза, раствор нейтролизуют раствором соды при перемешивании и промывают водой до pH = 7. После промывки раствор сушат безводным сульфатом бария. Отгоняют растворитель и  готовый олигоэфиракрилат через фильтр сливают в тару.