Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах Григорьев Василий Владимирович

Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах
<
Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Григорьев Василий Владимирович. Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах : диссертация ... доктора технических наук : 05.17.07.- Москва, 2002.- 341 с.: ил. РГБ ОД, 71 03-5/46-4

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Синтетические и полу синтетические масла. динамика развития их производства. пути улучшения качества. способы получения и свойства основных типов синтетических масел (обзор литературы). 15

1.1. Олигомеры этилена, пропилена, бутиленов и их сополимеры 17

1.2. Низкомолекулярные полибутены 19

1.3. Масла на основе олигомеров высших олефинов 22

1.4 Синтетические масла на основе ароматических углеводородов 30

1.5. Смазочные масла на основе простых и сложных эфирор 42

1.6 Производство и потребление синтетических масел в России и за рубежом ч 48

Глава 2 Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика исходных веществ, способы их получения 56

2.2. Оценка основных свойств масла стандартными методами 73

2.3. Разработка и применение новых методов исследования 74

2.4. Испытания масел в стендовых условиях, на натурных образцах и промышленном оборудовании 78

Глава 3 Исследование влияния мрлекулярной стріуктуры и состава органических соединений на физико-химические и эксплуатационные свойства 81

3.1. Полибутены 81

3.2. Гидрированные полибутены 94

3.3. Диарилалкановые углеводороды 109

3.4. Гидрирование диарилалканов 128

3.5. Алкилдифенилоксиды 139

3.6. Сложные эфиры ароматических кислот 149

3.7. Влияние молекулярного строения на физико-химические и эксплуатационные свойства синтетических масел 157

Глава 4 Разработка технологии получения базовых компонентов синтетических масел и жидкостей 173

4.1. Освоение опытно-промышленного производства полибуте нов 173

4.2. Получение фенилксилилэтана. 180

4.2.1. Технологическая схема процесса алкилирования 180

4.3. Получение олигогексенароматических соединений 188

4.3.1. Принципиальная схема процесса получения олигогек сенароматических соединений 188

Глава 5 Разработка масел и жидкостей для электрической изоляции конденсаторов и кабелей 193

5.1. Электроизоляционные жидкости для конденсаторов различ- 194

ного назначения

5.1.1. Масла полибутеновые ЭИМ-8 и «Ингопол» 195

5.1.2. Синтетическая жидкость для конденсаторов с полипропиленовой пленочной изоляцией (СЭЖ-3). 203

5.1.3. Разработка синтетического заменителя касторового масла для конденсаторов с бумажным диэлектриком 219

5.2. Разработка кабельных масел на полибутеновой основе 227

5.3. Разработка и организация производства электроизоляционного масла для двигателей погружных насосов 237

Глава 6 Разработка новых видов теплоносителей, вакуумных масел и жидкостей .

6.1. Радиационностойкий теплоноситель на основе фенилксили- 247

лэтана

6.2. Вакуумные синтетические масла для бустерных насосов 252

6.3 Масла для фрикционных передач 259

Глава 7 Разработка синтетических и полусинтетических масел для промышленного оборудования 269

7.1. Смазочные масла для пропитки спеченных подшипников скольжения электродвигателей малой мощности 269

7.1.1. Масло МПН-3,5 275

7.1.2. Масла МПН-11 276

7.1.3. Масла МБТ-7 и МБТ-9 281

7.1.4. Современный ассортимент масел для ЭДММ

7.2. Высокотемпературное масло МКМ-110 для смазки подшипников скольжения валкового оборудования и цепей сушиль-но-ширильных стабилизационных машин 287

7.3. Разработка смазочных масел для редукторов и зубчатых передач 294

7.4. Разработка синтетических масел для обработки цветных металлов давлением и смазки ПЖТ станов прокатки алюминия 296

Глава 8 Технико - экономическая эффективность производства и применения разработанныхмасел. Социальный эффект ... 300

Выводы 303

Литература 306

Синтетические масла на основе ароматических углеводородов

Синтетические масла могут быть получены на основе различного оле-финового сырья, в том числе на базе олигомеров этилена, пропилена, бутиле-нов, а также более высокомолекулярных олефинов. Если ранние работы по получению полиолефиновых масел базировались на Cg-Сіб а-олефинах, то в последние годы наметилась тенденция использования для этих целей и олефинов Сг-Сб, которые являются более доступными, а применение активных каталитических систем делает возможным получение олигомеров высокого качества.

Например, предложен способ получения смазочного масла [3] путем оли-гомеризации этилена в среде растворителя в присутствии модифицированного циркониевого и этилалюминий дихлоридного катализатора, с выходом 76-87% мае. Исследована и подтверждена возможность получения синтетических масел на основе этилена за счет олигоалкилирования бензола этиленом на металло-комплексном катализаторе, представляющем галогенид титана или алкилалю-миний галогенид, нанесенные на неорганическую основу [4]. В результате реакции получен продукт с хорошими вязкостно-температурными свойствами. Для получения синтетических продуктов на основе этилена можно применять и другие катализаторы [5,6], представляющие смесь магнийорганиче-ских соединений с алюминийорганическими, ванадий или титаноорганически-ми соединениями. Синтетическое смазочное масло, имеющее высокий индекс вязкости, низкую температуру застывания (-37С + -54С) получают сополиме-ризацией этилена и пропилена [7]. Процесс идет в две стадии: на первой используется ванадийсодержащий катализатор, на второй - реакцию ведут в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса. Способ получения масла запатентован фирмой "Мобил Ойл Корп".

Олигомеризация пропилена в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса осуществляется при температуре 10-80С [8,9]. Полученные олигоме-ры подвергают гидрированию и применяют в качестве гидравлического масла. Фирма "Эксон" предлагает применять в гидравлических системах смесь гидрированных олигомеров пропилена и полиизобутилена молекулярной массы 1000 [10].

В Чехословакии организовано полупромышленное производство полипропиленового масла олигомеризациеи пропилена в присутствии комплекса хлорида алюминия с толуолом и промотора хлористого этила [11]. Процесс полимеризации проводится по непрерывной схеме при температуре минус 10 - 0 С и давлении от 0,3 до 3 МПа. При гидрировании полипропиленового масла термостойкость его значительно возрастает. Мощность указанного производства составляет 1700 т/год.

Сообщается о получении олигомеров или сополимеров на основе пропилена, бутена-1 и 4-метил-пентена-1 при температуре 100С, давлении 0,1-20 МПа в присутствии растворителя (гексана, гептана или бензола) [12]. Представляет интерес и процесс олигомеризации алкенов С3— С4 в реакторе с "кипящим слоем" высококремнеземистых катализаторов, где сырье подается в один реактор, а десорбция олигомеров осуществляется с циркулирующего катализатора водяным паром во втором реакторе [13]. Катализатором олигомери 19 зации служат цеолиты ZSM-II, силикаты или их смеси.

Вопросы полимеризации бутенов и бутен-содержащих углеводородных фракций подробно освещены в обзоре [14], где отмечена возможность получения олигомеров на кислотных и окисных катализаторах, катализаторах Фриде-ля-Крафтса, а также в присутствии металлоорганических соединений - катализаторов Циглера-Натта. В промышленных условиях олигомеры бутенов, пригодные для использования в качестве смазочных масел или их компонентов, получают преимущественно при использовании хлористого алюминия в виде раствора в нормальных алканах или его жидких комплексов с ароматическими углеводородами.

Чаще всего для получения низкомолекулярных полибутенов используется процесс полимеризации бутенсодержащего сырья в присутствии катализаторов на основе хлористого алюминия. Причем применяется не порошкообразный хлористый алюминий, а его растворы, суспензии или жидкие комплексы с ал-килароматическими углеводородами, типа комплексов Густавсона [15]. Это связано с вопросом дозировки катализатора и позволяет обеспечить непрерывную технологию промышленного производства полибутенов.

За рубежом фирмы "Амоко" и "Косден ойл" (США) вырабатывают по непрерывной технологии полибутены молекулярной массой от 300 до 2700 и вяз-костью при 100 С от 2 до 6600 мм /с. В качестве сырья используют подготовленные бутан-бутеновые фракции нефтепереработки, процесс ведут при отрицательных температурах от минус 7 до минус 30 С, используя в качестве катализатора "суспензии" хлористого алюминия (процесс "Косден") или раствор хлористого алюминия в н-бутане (процесс "Амоко"). Получаемый полимеризат подвергается дезактивации с целью удаления катализатора, промывается щелочным раствором и водой, разделяется путем отгонки в реакционных колоннах. Процессами предусмотрена возможность гидрогенизации полибутенов для повышения термостойкости и улучшения цвета [14]. Мощности по производству полибутенов в США оцениваются в 350 тыс. т/год.

В нашей стране производство полибутенов было организовано в результате разработки во ВНИИНП, а затем в Куйбышевском филиале ВНИИНП сначала периодических, а затем непрерывных процессов полимеризации мономеров изобутилена, н-бутена и их смесей, позволяющих получить олигомеры с молекулярной массой от 300 до 20000 [15]. По разработкам ВНИИНП и Куйбышевского филиала ВНИИНП были созданы промышленные производства полибутенов на заводах Самары, Сумгаита, Салавата и Грозного.

Общая мощность установок по полибутенам (без 10 тысячной установки Кременчугского НПЗ) составляет 15-17 тыс.т/год. Процесс полимеризации бу-теновых фракций осуществляется при температурах от плюс 20 до минус 30 С в присутствии комплексов хлористого алюминия с алкилароматическими углеводородами.

При использовании в качестве сырья полимеризации бутан-бутеновой фракции полибутены представляют собой смесь полиизобутиленов (1) и (2), полиальфабутена (3) и полибутена (4) на основе бутена-2 (цис - и трансизомеров):

Разработка и применение новых методов исследования

Получали в лабораторных условиях в стеклянных реакторах полимеризацией олефинов, сопряженной с алкилированием ароматических углеводородов в одну и две ступени. Реактора представляли собой 4-х-горлые колбы объемом 500 мл., снабженные мешалкой (скорость перемешивания 750 об./мин), обратным холодильником, приспособлениями для ввода сырья и катализатора, регистрации температуры. Для регистрации температуры пользовались медь-константановыми термопарами и термометром, установленными вблизи ввода катализатора. При полимеризации бутенов термостатирование осуществляли хладоагентом - этанолом с сухой углекислотой, а реакцию вели при минус 30 ч- плюс 20С. Загрузку осуществляли в следующем порядке: 300 мл сырья, охлажденного до температуры полимеризации, катализатор - комплекс хлористого алюминия с ароматическим углеводородом. Полимеризацию гексенов, сопряженную с ал-килированием вели при температуре 30-г-Ю0С в присутствии комплекса хлористого алюминия. Порядок загрузки аналогичен полимеризации бутенов. По окончании реакции полимеризат дезактивировали водным раствором щелочи (5%) или спиртом, промывали до нейтральной реакции дистиллированной водой и подвергали фракционированию под вакуумом. Состав сырья непрореаги-ровавших продуктов определяли хроматографически на приборах ЛХМ-8Д и ЛХМ-62 с пламенно-ионизационными детекторами при использовании наса-дочных колонок длиной 6 м, заполненных ТЗК, модифицированного вазелиновым маслом и дибутилфталатом, и с окисью алюминия, модифицированной вазелиновым маслом и дибутилфталатом.

После синтеза полученным олигомерам определяли выход, молекулярную массу криоскопическим методом, кинематическую вязкость, ненасыщенность - иодометрически по методу Гальперна и озонометрически на приборе АДС-4 (СС14, 0С). Структуру оценивали по ИК-спектрам на приборе UR-20.

Для исследования использовали вещества, синтезированные в лаборатории: дифенилэтан (ДФЭ), фенилтолилэтан (ФТЭ), фенилксилилэтан (ФКЭ), его изомеры, фенилпсевдокумилэтан (ФПКЭ), другие соединения этого ряда, а также дитолилметан (ТУ 38.1098-76). Чистоту синтезированных продуктов определяли хроматографически, структуру оценивали методами ИК и масспек-трометрии. Установлено, что исследуемые соединения представлены продуктами, содержащими 98-99,5% индивидуальных веществ. Основные показатели приведены в табл. 2.3.

Синтез диарилалканов проводили на лабораторных установках алкилиро-вания периодического и непрерывного действия. Реактор установки периодического действия представлял собой четырехгорлую термостойкую колбу (500 мл), снабженную мешалкой (1000-1500 об/мин), обратным холодильником, приспособлениями для ввода сырья и катализатора, регистрации температуры. В установке непрерывного действия использовали кварцевый реактор колонного типа (диаметр 30 мм, высота 600 мм), который заполнялся гетерогенным катализатором и имел карманы для термопар. В качестве катализатора алкилиро-вания использовали хлористый алюминий, четыреххлористый титан, серную кислоту, алюмосиликат, катализатор АШНЦ.

В периодическом варианте к 1 молю ароматического углеводорода (бензол, толуол, ксилол и др.), содержащего 0,02-0,04 моль катализатора и охлажденного до температуры реакции добавляли при перемешивании в течение 1-3 часов смесь ароматического углеводорода и стирола (1-И:1). Затем реакционную массу промывали 10% водным раствором едкого натра и водой до нейтральной реакции. В непрерывном варианте смесь стирола и ароматического углеводорода, подогретого до температуры реакции подавали насосом в колонну реактора с объемной скоростью 0,5 -1 час"1. Алкилат фракционировали под вакуумом. Фракции анализировали.

В последние годы проявился определенный интерес к синтетическим нафтеновым углеводородам, которые могут быть использованы для электроизоляционных целей, а также и в качестве основы гидравлических жидкостей и других смазочных материалов. В связи с этим важное значение приобретают простые и технологические способы получения таких продуктов, к числу кото

Наименование показателей Дитолилметан Дифенил-этан Фенил-толил- Фенилксилил- Фенил-псевдо- Методы испытаний ТУ 38.1018- Факти- 78 чески этан этан кумил-этан Молекулярная масса Вязкость кинематическая, 196,2 196 182 192 212 227 Методика КФ ВНИИНПТУ 38.101743-78 мм2/с, при 100 С Кислотное число, мг КОН/г Температура, С- вспышки в не норм. не норм.не менее 1,2 0,07 1Дод 1,23 0,05 1,55 0,03 2,27 0,06 ГОСТ 33-66 ГОСТ 11362-76 открытом тигле 120 134 120 136 146 152 ГОСТ 4333-48 - застывания Удельное объемное минус 30 минус 34 минус 19 минус 63 минус52 минус 30 ГОСТ 20287-74 электрическое сопротивление при 100 С, не норм. 1,8-108 9-Ю10 7-Ю10 3-Ю10 6-Ю9 ГОСТ 6581-75 ом#м Тангенс угла диэлектрических потерь при100С,1000 гц— — — — — — не норм. - 0,0003 0,0003 0,0003 0,001 ГОСТ 6581-75 рых следует отнести каталитическое гидрирование ароматических углеводородов. В данной работе (гл.З) приведены результаты исследований по гидрогенизации диарилалканов, изучению свойств получаемых гидрогенизатов и отдельных фракций.

В качестве исходного сырья использовали дитолилметан и фенилксилил-этан. Выбор катализатора определялся известными литературными сведениями и результатами собственных исследований [214].

Соотношение водорода к сырью в процессе выдерживали 1000:1 по объему, давление изменяли от 30 до 50 МПа, объемную скорость - от 0,5 до 1,5 час"1, температуру поддерживали в интервале 280-360С. Состав полученных гидрогенизатов определяли хроматографически, методом имитированной дистилляции [135]. Физико-химические свойства оценивали стандартными методам, принятыми для смазочных масел.

Гидрирование диарилалканов

Зависимость вязкости от температуры Igv = f(t) характеризует поведение смазочного материала в условиях эксплуатации и дает возможность оценить поведение полибутенов в интервале рабочих температур. Поскольку молекулярные структуры исследованных полибутенов близки, то и характер вязкостно-температурных зависимостей продуктов различной молекулярной массы одинаков.

Полученные данные подтверждают наличие аддитивности вязкости в гомологических рядах органических соединений и позволяют сделать заключение о том, что молекулярная масса (точнее молекулярный объем) полибутенов оказывают существенное влияние на их вязкость.

Плотность и температура застывания. Внутри каждого класса органических соединений, а тем более внутри гомологических рядов температурная зависимость плотности описывается с достаточной точностью уравнением [116]: d{=df -a\t-20); где d4 - плотность при 20С, t - температура, для которой вычисляется плотность, а - температурная поправка плотности на 1С. Потеря подвижности при охлаждении (Тзаст.) также связана с химической природой вещества, переходом из жидкого в твердое состояние.

На рис. 3.2 представлена зависимость плотности и температуры застывания низкомолекулярных полибутенов от молекулярной массы из которой видно, что увеличение молекулярной массы приводит к росту температуры застывания и плотности, причем полученные зависимости выражены прямыми линиями. Приведенные данные позволяют с достаточной точностью решать задачи практического характера по подбору полибутена с необходимой температурой застывания, а также синтезировать продукт с требуемыми низкотемпера 84

Зависимость плотности и температуры застывания низкомолекулярных полибутенов от молекулярной массы. турными свойствами. Выявленные эмпирические зависимости в изученном диапазоне Мп описываются формулами вида: d420=0,08(Mn-400)+842; Тзаст. = 0,044(Мп-850)-10 Электроизоляционные свойства. Для характеристики электроизоляционных жидкостей важным является определение диэлектрической проницаемости, а также наличие данных по её изменению от температуры. Такие исследования были проведены нами для низкомолекулярных полибутенов, других изучаемых продуктов. На рис. 3.3 представлена полученная зависимость диэлектрической проницаемости полибутенов от температуры и молекулярной массы, которая характеризует их как неполярные жидкости с интервалом є от 2,2 до 2,0. Увеличение Мп приводит к повышению диэлектрической проницаемости полибутенов. Экспериментальные значения диэлектрической проницаемости близки к расчетным значениям, вычисленным по формуле Максвелла: є &п2, Зависимость диэлектрической проницаемости низкомолекулярных полибутенов от температуры (а) и молекулярной массы (б) где п- коэффициент преломления жидкостей.

Другими важными электрическими характеристиками являются диэлектрические потери, характеризуемые тангенсом угла потерь {tgS) и объемное сопротивление (pv ). Эти показатели также позволяют получить полезную информацию о составе, структуре и свойствах вещества.

На рис. 3.4. представлена зависимость удельного объемного электрического сопротивления (pv) и диэлектрических потерь (tgS) низкомолекулярных полибутенов от температуры и молекулярной массы. Из представленных данных видно, что полибутены характеризуются высокими электрическими сопротивлением от 1-Ю11 до 1-Ю12 Ом-м при 100С и малыми потерями (0-ь5-10"4). Зависимость удельного объемного электрического сопротивления и диэлектрических потерь низкомолекулярных полибутенов от температуры (а) и молекулярной массы (б)

С ростом температуры наблюдается снижение сопротивления и рост потерь. Увеличение молекулярной массы полибутена улучшает его электрические показатели.

Поведение полибутенов при наложении электрического поля является типичным для неполярных жидкостей [116]. Изменение pv и tgS связано с ориентационной поляризацией молекул низкомолекулярных полибутенов в электрическом поле, а сами показатели довольно близки для всего ряда исследованных полибутенов. В то же время pv и tgd изменяются пропорционально молекулярной массе полибутена.

Следует обратить внимание на зависимость диэлектрических потерь (tgS) от температуры. Характер полученных зависимостей для полибутенов различной молекулярной массы одинаков. В области низких температур на кривых tgd наблюдаются четко выраженные максимумы, соответствующие фазовому периоду полибутенов из жидкого в "стеклообразное" застывшее состояние. Точки перегиба кривых с большой точностью дают величину температуры застывания образцов. В интервале 25-100С диэлектрические потери полибутенов различной молекулярной массы практически не различаются. Выше 90-100С отмечается тенденция увеличения диэлектрических потерь. При температуре 100С увеличение молекулярной массы приводит к росту удельного объемного электрического сопротивления (pv) и снижению диэлектрических потерь (tgS). Полученные зависимости носят линейный характер.

Термическая и термоокислительная стабильность. На приборе "Сета-рам" были выполнены исследования по оценке стабильности для низкомолекулярных полибутенов. Результаты приведены в табл. З.1., из которой видно, что температуры начала потерь массы в инертной среде (азоте) для ПИБ Мп 400, 700, 850 равны, соответственно 131,5; 172,7 и 210,7 С. При этом температуры максимума пиков ДТГ кривых равняются 258, 359,2 и 370 С, что соответствует потерям массы от 49,3 до 73,1% масс. Кривыми ДТА не зафиксировано наличия экзо- или эндотермических эффектов, что говорит о преимущественном испарении образца, без значительной деструкции. Приведенные данные свидетельствуют о достаточно высокой термической стабильности полибутенов в инертной атмосфере.

Технологическая схема процесса алкилирования

Фенилксилилэтан и продукты его гидрирования исследовали на стабильность в условиях жидкофазного окисления кислородом. Нарис. 3.28 приведены кинетические кривые поглощения кислорода при окислении указанных образцов. Как видно из представленных данных, в результате гидрирования ФКЭ стабильность к окислению повышается, о чем свидетельствует как больший индукционный период, так и меньшая скорость протекания этой реакции. Но поскольку окисление определяется влиянием заместителей кольца и идет по углеродному атому этанового мостика, то отмеченное различие в термоокислительной стабильности менее значительно, чем, например, в случае низкомолекулярных полибутенов.

Термогравиметрические исследования гидрированных продуктов показали, что они ведут себя подобно ФКЭ, мало от него отличаясь.

Смазочные свойства гидрированных диарилалкенов. По описанной ранее методике на вибротрибометре SRV были изучены смазочные свойства гидрированного фенилксилиэтана. Эти исследования позволили более глубоко вникнуть в вопросы трибологии смазочных материалов различной химической природы и пространственного строения, а также дали возможность сделать определенные выводы для практических целей.

На рис. 3.28 представлена зависимость коэффициента трения от нагрузки для образцов ФКЭ с различной степенью гидрирования. Как видно из приведенных зависимостей, исследованные образцы существенно различаются по коэффициенту трения и нагрузочной способности. Если исходный ФКЭ имеет /тр. = 0,155-0,15, а разрушение смазочной пленки (рост /тр.) происходит при нагрузке 200Н, то частично гидрированная структура характеризуется более высоким значением /тр. и выдерживает нагрузку до 600Н. Коэффициент трения

Объяснением наблюдаемого явления может служить возможный рост "жесткости" пространственной структуры исследованных соединений.

При малой нагрузке - 50Н были проведены испытания негидрированного и гидрированных образцов ФКЭ. На рис. 3.29 представлены кинетические кривые /тр. исследуемых образцов в начальный момент времени и в процессе испытания. Если у негидрированного ФКЭ в начальный момент времени (I ч) наблюдается рост /тр, то у гидрированных образцов этот показатель снижается. При более длительных испытаниях /тр. изменяется незначительно. Интересен, на наш взгляд, довольно высокий /тр ФКЭ в интервале 1- -5 ч испытания. Износ в паре трения и результаты оценки свойств при нагрузках 50 и 200Н приведены в табл.3.16. Таблица 3.16.

Алкилдифенилоксиды промышленностью не выпускаются, и в виде реак 140 тивов не применяются, поэтому было необходимо провести соответствующие исследования по синтезу алкилдифенилоксидов, подобрать катализатор, условия проведения реакции. Синтез алкилдифенилоксидов. Для синтеза алкилфениловых эфиров наиболее подходящей представляется реакция алкилирования дифенилоксида непредельными соединениями или спиртами, что позволяет получать целевые продукты с минимальным количеством побочных продуктов. Сведения в литературе по способам получения алкилдифенилоксида крайне ограничены.

Для синтеза алкилдифенилоксидов нами были опробованы хлористый алюминий, его комплексы с ароматическими углеводородами, окись алюминия, катализаторы АШНЦ и Цеокар. Причем алкилирование проводили как в реакторе с мешалкой, так и в проточном реакторе колонного типа. Как показали проведенные опыты, алкилирование дифенилоксида олефинами или спиртами на хлористом алюминии протекает при низких температурах (до 100С), однако, при этом наблюдается значительное осмоление продуктов реакции и выход целевых соединений незначителен. Кроме того, указанные катализаторы токсичны, коррозионно агрессивны и не позволяют создать процесс простым аппаратурным оформлением. Окись алюминия в качестве катализатора неэффективна, т.к. при температурах 100+-200 С реакция практически не идет.

Наилучшие результаты были получены при применении катализаторов АШНЦ и Цеокар, которые позволяют получить алкилдифениловые эфиры с хорошими выходами при температурах 140-160 С.

Реакционную массу после проведения синтеза помещали в куб для вакуумной дистилляции и разделяли вакуумной отгонкой. Непрореагировавшие дифениловый эфир и олефины (или спирты) перегоняли при остаточном давлении 10-15 мм рт.ст., а алкилдифенилоксиды при 0,5-2 мм рт.ст.

Целевые продукты исследовали физико-химическими методами, а также хромфгографическими и ИК-спектроскопией.

Для алкилирования ДФО использовали а-олефины Сб и нормальные спирты от гептилового до децилового. Как показали опыты, спирты в качестве алкилирующего агента дают меньше побочных продуктов, чем олефины. Поэтому использовали главным образом их. Влияние температуры на процесс алкилирования ДФО дециловым спиртом на катализаторе Цеокар приведено на рис.3.30.

В исследованных условиях (ДФО:спирт = 2:1), объемная скорость 0,4 час"1 оптимальной являются температуры 155-169С. В выбранных оптимальных условиях было осуществлено алкилирование ДФО спиртами С7-С10.

На рис. 3.306 приведена зависимость выхода целевого продукта от применяемого спирта»Как видно из приведенных данных, применение децилового спирта позволяет получить алкилдифенилоксид с более высоким выходом.

ИК-спектроскопические исследования показали, что продукты алкилирования дифенилового эфира дециловым спиртом характеризуются наличием ароматических колец (полосы 3040,3070,1590, 1490 см"1), связи С-О-С (по-лоса 1240 см" ), монозамещенных (полосы 690, 750 см" ), длинных алкильных цепей (полоса 720 см"1), деформационных колебаний СН2, СНз (1460 и 1380 см" )t валентных колебаний СН2, СН3 (полоса 2800-2950 см"1) и отсутствием двойной С=С (790 см"1) связи.

Похожие диссертации на Индустриальные и электроизоляционные масла на полусинтетических и синтетических основах