Способ обесцвечивания органических соединений

 

Данное изобретение относится к области химии и нефтехимии, в частности к способу обесцвечивания органических соединений, выбранных из α-олефинов, их оксидов, дивинила, тримеров пропилена, низших гликолей и их простых эфиров, путем обработки органического соединения, приобретшего окраску, обесцвечивающим реагентом. Согласно изобретению в качестве обесцвечивающего агента предложено использовать маслорастворимое азот- и/или серосодержащее соединение, выбранное из красителей антрахинонового, или арилметанового, или фталоцианинового ряда, или азокрасителей, имеющее поглощение в видимой части спектра в области в количестве 0,005-5 ppm на количество органического соединения, приобретшего окраску. Обесцвечивающий агент может подаваться в колонну выделения или в колонну предварительного выделения органического соединения отдельно или в смеси и ингибитором термополимеризации. Технический результат: обесцвечивание органических соединений универсальным недорогим способом. 1 з.п. ф-лы.

Данное изобретение относится к области химии и нефтехимии, в частности к процессу обесцвечивания органических соединений. Более конкретно, оно относится к процессу удаления окраски, которую приобретает органическое соединение во время выделения, хранения и транспортировки.

Известно, что все продукты поглощают в тех или иных участках УФ-области спектра. При этом вещества, которые поглощают только в УФ-области, кажутся нам бесцветными. Однако многие товарные продукты в результате химических и/или физических воздействий (превращений) или некачественных процессов фракционирования приобретают способность слабо поглощать и в коротковолновой видимой части спектра. Однако даже мало интенсивное поглощение в области вызывает появление желтизны (при этом необходимо отметить, что желтый цвет является дополнительным к спектральному синему и фиолетовому) [Б. И. Степанов. Введение в химию и технологию органических красителей. М.: Химия, 1984, 589 с.] и как следствие этого - появление претензий к производителям продукции по качеству выпускаемых продуктов от потребителей.

Для большинства органических соединений, выпускаемых промышленностью, в показателях качества установлен показатель цветности, измеряемой в единицах Хазена. Такими органическими соединениями являются дивинил, окись этилена, окись пропилена, этилцеллозольв, α-олефины, этилен- и пропиленгликоли, тримеры пропилена и т.д.

В большинстве случаев технологиями предусмотрено получение органических соединений, отвечающих требованию показателя цветности. Однако в некоторых случаях в результате длительного хранения, использования некачественных стабилизаторов или ингибиторов окисления и/или термополимеризации, или по каким-то другим причинам, например, появлению примесных количеств растворенных органических соединений металлов переменной валентности у целевых продуктов появляется желтое окрашивание и реальный показатель цветности становится выше установленного нормой. Особенно часто это наблюдается в случае мономеров для получения синтетического каучука.

Так, например, при хранении дивинила или низших гликолей в присутствии кислорода или других побочных реакций они часто приобретают желтый, янтарный или зелено-желтый оттенок, который не позволяет использовать эти органические соединения для многих целей. Для обесцвечивания в этом случае требуется переработка путем однократной дистилляции или фильтрации через активизированную окись алюминия или другие очищающие среды.

Это довольно дорогостоящий этап для обработки таких больших количеств, как объем для загрузки баржи, ж.-д. цистерны или крупной емкости для хранения.

Известен способ стабилизации углеводородов, выбранных из ряда диолефинов, и, в частности, изопрена, путем уменьшения содержания в нем перекисных соединений введением антиоксиданта фенольного типа и небольшого количества хлорида метиленового синего (Патент США 2445367, опубл. 20.07.48).

Недостатком этого способа является то, что ингибитор и хлорид метиленового синего вводятся в больших количествах - 0,22 мас.% (2200 ppm) и 0,03 мас.% (300 ppm) соответственно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки низших гликолей от окрашивающих примесей путем обработки N-галогенпроизводными изоциануровой кислоты или ее соли, или N-хлор-, или N-бромимидом двухосновной карбоновой кислоты в количестве 0,02-1% от массы гликоля.

Но этот способ недостаточно универсален и требует последующей перегонки (А.С. СССР 1803400, МКИ С 07 С 31/20, опубл. 23.03.93, Бюл. 11).

Предлагаемое изобретение не ограничено какой-либо конкретной теорией относительно источника наблюдаемой окраски, полагают, что она возникает в результате окисления, присутствия в целевом органическом соединении растворенных металлов переменной валентности или других примесей. Какие другие факторы влияют на окрашивание органического соединения, полностью не известно.

Задачей данного изобретения является обесцвечивание органических соединений универсальным недорогим способом.

Для решения поставленной задачи предлагается способ обесцвечивания органических соединений, выбранных из α-олефинов, их оксидов, дивинила, тримеров пропилена, низших гликолей и их простых эфиров, путем обработки органического соединения, приобретшего окраску, обесцвечивающим агентом, причем в качестве обесцвечивающего агента используют маслорастворимое азот- и/или серусодержащее соединение, выбранное из красителей антрахинонового, или арилметанового, или фталоцианинового ряда, или азокрасителей, имеющее поглощение в видимой части спектра в области от до в количестве от 0,005 до 5 ppm на количество органического соединения, приобретшего окраску. Обесцвечивающий агент подают в колонну выделения или в колонну предварительного выделения органического соединения отдельно или в смеси с ингибитором термополимеризации.

В качестве обесцвечивающих агентов используют красители, например, такие, как нитрокрасители, нитроазокрасители, азокрасители, арилметановые красители, хинакридоны и хинакридонхиноны, хинониминовые красители, красители антрахинонового ряда, красители - производные нафтахинонов, аминонафтохинонов и флавона; индигоидные, сернистые и фталоцианиновые красители; активные, полиметиновые, катионные, полимерные и азометиновые красители.

Предлагается метод, который позволяет обесцвечивать органическое соединение, имеющее окраску, с помощью простого приема, который не требует удаления ранее введенных ингибиторов или освобождения от следовых количеств соединений металлов или других примесей.

Предлагаемый способ заключается в том, что с целью обесцвечивания целевого органического соединения, которое имеет цветность или может приобрести окраску, в его состав вводятся обесцвечивающие агенты в количестве от 0,005 ppm до 5 ppm, характеризующиеся поглощением в видимой части спектра от Таким образом, окраску, которую приобретает товарный продукт, например дивинил, низшие гликоли, олефины или другие органические соединения, во время хранения, переработки или выделения, можно эффективно удалять за короткое количество времени даже для очень больших объемов продукта. Обработка может быть проведена буквально моментально лишь простым введением красителя в количестве от 0,005 ppm до 5 ррm на обрабатываемый продукт.

В случае необходимости обесцвечивающие агенты могут быть введены в процессе выделения товарного продукта - органического соединения.

Температура, при которой вводятся обесцвечивающие агенты в органическое соединение или его содержащие фракции, может изменяться в широких пределах, например, от минус 70^oС до 240^oС при давлении от 0,1 мм рт.ст до 50 кг/см².

В качестве обесцвечивающих агентов могут быть использованы красители, относящиеся к категории таких как азокрасители, арилметановые красители, хинакридоны и хинакридонхиноны, хинониминовые красители, красители антрахинонового ряда, красители - производные нафтахинонов, аминонафтохинонов и флавона; индигоидные, сернистые и фталоцианиновые красители; активные, полиметиновые, катионные, полимерные и азометиновые красители и оптически отбеливающие вещества. В качестве таких соединений могут быть использованы такие продукты как хромовый сине-черный, получаемый сочетанием 2-нафтола с диазотированной 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислотой, кислотный фиолетовый Н2СМ, кислотный синий Н2КМ, прямой фиолетовый, получаемый сочетанием диазотированной 1-нафтиламин-5-сульфокислотой с крезидином, последующим диазотированием образовавшегося моноазосоединения и сочетанием с N-фенил-И-кислотой, прямой чисто голубой, прямой синий КМ, прямой синий светопрочный, прямой диазосиний К, азоамин синий 2С, вариаминовый синий, диазоаминол синий 2С, основной голубой З, кислотный ярко-голубой З, основной фиолетовый К, кристаллический фиолетовый, анилиновый голубой, кислотный ярко-синий, кислотный фиолетовый С, органол фиолетовый A2R, цапон прочносиний HL, чисто голубой ализариновый В, антрахиноновый фиолетовый, органол ярко-синий (жирорастворимый синий).

Используемые в качестве добавок вещества могут вводиться в органическое соединение путем непосредственного растворения в целевом органическом соединении или в виде предварительно приготовленного раствора различной концентрации в воде, спиртах, кетонах, кислотах, ароматических или любых других растворителях или их смесях.

Необходимо отметить, что таким образом можно моментально приготовить органическое соединение с меньшей цветностью по шкале Хазена, чем исходное.

Следующие примеры иллюстрируют применение данного изобретения, не ограничивая пределов заявляемого изобретения.

Пример 1 В α-метилстирол, имеющий после хранения в течении 20 дней цветность, измеренную на тинтометре, 14 единиц по шкале Хазена, было введено 0,01 ppm красителя - фталоционина меди в виде 0,01 мас.% раствора в α-метилстироле, имеющего поглощение в области Сразу же после введения в α-метилстирол красителя цветность товарного α-метилстирола стала иметь величину 8 единиц по шкале Хазена.

Пример 2 В дивинил, имеющий цветность 13 единиц по шкале Хазена, было введено 0,01 ppm маслорастворимого соединения 1-метиламино-n-толиламино-1,4-антрахинон в виде 0,5 мас.% раствора в дивиниле, имеющего поглощение в области Сразу же после введения в дивинил 1-метиламино-n-толиламино-1,4-антрахинона цветность товарного дивинила стала иметь величину 10 единиц по шкале Хазена.

Пример 3 В дивинил, полученный дегидрированием бутана, имеющий желтую окраску, было введено 0,01 ppm красителя - кристаллический виолет в виде 3 мас.% раствора в стеариновой кислоте, имеющего поглощение в области Сразу же после введения красителя желтизна товарного дивинила исчезла.

Пример 4 В ходе перевозки моноэтиленгликоля в ж.-д. цистерне цветность продукта изменилась и стала иметь желтый оттенок. В имеющий желтый оттенок моноэтиленгликоль был добавлен краситель ализариновый синий в количестве 0,1 ppm в виде 1% раствора в моноэтиленгликоле. После перемешивания цвет товарного моноэтиленгликоля стал соответствовать цвету дистиллированной воды.

Пример 5 Цветность товарного этилцеллозольва соответствовала величине 20 единиц по шкале Хазена. После добавления к нему 0,5 ppm красителя прямого фиолетового N в виде 0,5% раствора в этилцеллозольве цветность товарного этилцеллозольва изменилась до 10 единиц по шкале Хазена.

Пример 6 Товарный дивинил, выделяемый ректификацией из реакционной массы дегидрирования, имеет цветность по шкале Хазена 10 единиц. В углеводородный поток после реактора дегидрирования вводят краситель жирорастворимый синий в количестве 5 ppm и выделяют товарный дивинил с использованием той же системы ректификационных колонн. При этом цвет стирола соответствует величине 8 единиц по шкале Хазена.

Пример 7 Опыт проводят, как в примере 6. Краситель вводят в колонну выделения товарного дивинила совместно с ингибитором термополимеризации р-ТБК. Цветность выделенного дивинила соответствует величине 9.

Пример 8 Цветность товарного оксида этилена соответствовала величине 10 единиц по шкале Хазена. После добавления к нему 0,005 ppm фталоцианина меди цветность товарного оксида пропилена изменилась до 9 единиц по шкале Хазена.

Пример 9
Фракция тримеров пропилена соответствовала величине 9 единиц по шкале Хазена. После добавления к ней 0,02 ppm фталоцианина меди цветность фракции тримеров пропилена изменилась до 13 единиц по шкале Хазена.

Пример 10
В оксид пропилена, имеющий показатель цветности по шкале Хазена 11 единиц, был добавлен органол ярко-синий в количестве 0,01 ppm. После перемешивания показатель цветности оксида пропилена стал равным 9 единиц по шкале Хазена.

Как видно из приведенных выше примеров, использование маслорастворимых азот- и/или серусодержащих соединений, выбранных из антрахинового, или арилметанового, или фталацианинового ряда, или азокрасителей, имеющих поглощение в видимой части спектра в области от в качестве агентов, снижающих цветность органических соединений, позволяет чрезвычайно быстро и эффективно получать товарный продукт, удовлетворяющий требованиям качества потребителя.

Формула изобретения

1. Способ обесцвечивания органических соединений, выбранных из α-олефинов, их оксидов, дивинила, тримеров пропилена, низших гликолей и их простых эфиров, путем обработки органического соединения, приобретшего окраску, обесцвечивающим агентом, отличающийся тем, что в качестве обесцвечивающего агента используют маслорастворимое азот-и/или серосодержащее соединение, выбранное из красителей антрахинонового, или арилметанового, или фталоцианинового ряда, или азокрасителей, имеющее поглощение в видимой части спектра в области от 5600-7300 , в количестве 0,005-5 pmm на количество органического соединения, приобретшего окраску.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный обесцвечивающий агент подают в колонну выделения, или в колонну предварительного выделения органического соединения отдельно, или в смеси с ингибитором термополимеризации.