Синтез и исследование алкилсалицилатных присадок

Страница 6

Сходимость проб = ((64,576% - 63,821%)/64,576%)*100% = (0,755%/64,576%)*100% = 1,1692%.

Среднее по результатам двух параллельных опытов содержание алкилсалициловых кислот в исходном образце = (63,821% + 64,576%)/2 = 64,199%.

Опыт 2.

Получение присадки Детерсол-50.

В литровый трёхгорлый реактор с механической мешалкой, термометром и обратным холодильником загружаем известь-пушонку, раствор алкилсалициловых кислот в бензине, предварительно разбавленный маслом М-6. Включаем перемешивание и нагрев. Нагреваем реакционную массу до tº=75-85ºC и перемешиваем при этой температуре в течение 60-90 мин. По мере перемешивания реакционная смесь темнеет, что свидетельствует о протекании реакции.

После окончания срока перемешивания реакционной смеси дают остыть, а затем с целью очистки от непрореагировавшей пушонки её центрифугируют. После этого от реакционной смеси отгоняют бензин. Делают это либо на роторном испарителе, либо на приборе с одногорлым реактором, термометром и прямым холодильником. Во втором случае отгон ведём до температуры 150ºC (именно при этой температуре бензин отгоняется полностью).

После завершения отгона бензина получаем товарный Детерсол-50 в виде тёмной вязкой жидкости.

Загрузка.

Известь-пушонка 5,6 г.

Раствор алкилсалициловых кислот в бензине 163,9 г.

Масло М-6 73,1 г.

Расчёт массы масла М-6, необходимой для разбавления раствора алкилсалициловых кислот в бензине.

Обозначим алкилсалициловые кислоты как АСК.

На 100 г товарных АСК необходимо загрузить 5,6 г Са(ОН)2. Используемый раствор АСК в бензине содержит 39% масс. бензина и 61% масс. товарных АСК. Составляем пропорцию.

В 100 г раствора - 61 г товарных АСК.

В х г раствора - 100 г товарных АСК.

Отсюда х = (100 г * 100 г)/61 г = 163,9 г.

Значит, в реактор необходимо загрузить 163,9 г раствора АСК в бензине.

Масса бензина в этом растворе равна (163,9 г – 100 г) = 63,9 г.

Используемые товарные АСК имеют кислотное число, равное 103,85. Для получения Детерсола-50 кислотное число (далее КЧ) АСК необходимо снизить до значений 50-60. Для этого добавляют масло М-6.

Рассчитаем необходимое количество масла.

Разбавляем до КЧ = 60.

Пусть G – это общий вес раствора без учёта растворителя.

G = (Старое КЧ * масса чистых АСК в растворе) / Новое КЧ = (103,85 * 100 г )/60 = 173,1 г.

Тогда общий вес раствора с учётом растворителя будет равен (G + масса бензина в растворе) = (173,1 г + 63,9 г) = 237 г.

Масса масла М-6 равна (G – масса товарных АСК в растворе) = (173,1 г – 100 г) = 73,1 г.

Значит, в реактор необходимо загрузить 73,1 г масла М-6.

Опыт 3.

Получение присадки Детерсол-140.

В четырёхгорлый реактор с механической мешалкой, термометром и обратным холодильником загружаем сначала известь-пушонку, затем раствор АСК в масле М-6. После этого приливаем в реактор метанол (промотор реакции), затем воду, затем бензин (растворитель).

Включаем перемешивание и нагрев, доводим температуру реакционной смеси до 63-64 ºС. Откручиваем вентиль подачи СО2, не подсоединяя барботёр 2 к реактору, и таким образом продуваем реакционную систему в течение нескольких минут. Это необходимо для того, чтобы перед началом процесса СО2 полностью вытеснил весь воздух из реактора. Установлено, что неполное вытеснение воздуха впоследствии приводит к значительному уменьшению скорости поглощения СО2, а значит и скорости карбонатации.

Затем подсоединяем барботёр 2 к реактору, начиная тем самым наш процесс.

Баллон с СО2 подсоединён к реактору через барботёр 1. Реактор соединён с атмосферой через барботёр 2. Пробулькивание пузырьков в барботёре 1 свидетельствует о поступлении СО2 в реакционную систему, а отсутствие пробулькивания в барботёре 2 - о том, что весь СО2, поступающий в реактор, поглощается реакционной массой и не уходит в атмосферу. То есть пробулькивание в барботёре 1 и отсутствие пузырьков в барботёре 2 свидетельствует о нормальном протекании процесса карбонатации.

Процесс карбонатации проводится до тех пор, пока реакционной системой не поглотится нужный объём углекислого газа. Контроль расхода СО2 производится по манометру с использованием тарировочного графика. При этом мы следим за тем, чтобы процесс протекал нормально. По мере продувания СО2 реакционная смесь темнеет, что свидетельствует о протекании карбонатации.

После поглощения системой нужного объёма углекислого газа (обычно на это уходит 1-1,5 часа) вентиль подачи СО2 закручиваем, останавливая тем самым карбонатацию.

После этого отгоняем от реакционной смеси метанол, воду и частично бензин. Делаем это либо на роторном испарителе, либо на приборе с одногорлым реактором и прямым холодильником. Полученный отгон состоит из двух слоёв: верхний – бензин, нижний – раствор воды в метаноле. Отгонку продолжаем до тех пор, пока нижний слой не перестанет увеличиваться при добавлении в систему небольшого количества чистого бензина и последующем отгоне этого количества. То есть отгоняем до тех пор, пока не отгоним всю воду.

После завершения отгонки реакционную смесь центрифугируем, чтобы очистить её от непрореагировавшей пушонки.

После этого отгоняем из смеси бензин, получая товарную присадку Детерсол-140 в виде чёрной вязкой жидкости.

Примечание. В данной методике в качестве растворителя вместо бензина может использоваться гептан. Применять в качестве растворителя ксилол, как рекомендовалось ранее [46], нецелесообразно, потому что он образует трудноразделяемую смесь ксилол-метанол-вода.

Загрузка.

АСК в масле М-6 100 г (60 г товарных АСК, 40 г масла М-6).

Са(ОН)2 20 г.

СН3ОН 20 г.

Н2О 2,5 г.

СО2 5 г.

Бензин 60 г.

Опыт 4.

Получение присадки Детерсол-180.

Синтез осуществляется аналогично опыту 2, только промотором реакции является не только метанол, но и уксусная кислота. Кроме того, используется другое соотношение Са(ОН)2 : СО2.

Загрузка.

АСК в масле М-6 100 г (60 г чистых АСК, 40 г масла М-6).

Са(ОН)2 20 г.

СН3ОН 20 г.

Н2О 5 г.

СО2 5,5 г.

СН3СООН 0,3 г.

Бензин 30 г.

Опыт 5.

Определение щелочного числа синтезированных алкилсалицилатных присадок.

Определение щелочных чисел проводят по ГОСТ 11362-76.

Метод заключается в потенциометрическом титровании исследуемого образца, растворённого в неводном растворителе, раствором соляной кислоты. Титрование ведут до скачка потенциала или при отсутствии последнего до значений ЭДС, установленных по буферным растворам.

За общее щелочное число принимают количество едкого кали в миллиграммах, эквивалентное количеству соляной кислоты, израсходованной на нейтрализацию всех основных соединений, содержащихся в 1 г анализируемого продукта.

За щелочное число сильных оснований принимают количество едкого кали в миллиграммах, эквивалентное количеству соляной кислоты, израсходованной на нейтрализацию сильных оснований, содержащихся в 1 г анализируемого продукта.

Растворитель для анализируемого продукта готовят смешением (по объёму) 30% этилового спирта и 70% толуола (или бензола) или 50% изопропилового спирта, 49% толуола (или бензола) и 1% воды.

Приготовление буферных растворов.

Для приготовления 1000 мл щелочного буферного раствора (рН ~ 11) 27,80 ±0,01 г м-нитрофенола растворяют в 100 мл этилового спирта, раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 мл, добавляют при постоянном перемешивании 250 мл точно 0,2 н. спиртового раствора едкого кали и доводят объём раствора спиртом до метки. Если раствор едкого кали не точно 0,2 н., производят пересчёт объёма добавляемого раствора едкого кали.

Для приготовления 1000 мл кислого буферного раствора (рН ~ 4) 24,20 ±0,01 г γ-коллидина растворяют в 100 мл этилового спирта, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 1000 мл, добавляют при постоянном перемешивании 750 мл точно 0,2 н. спиртового раствора соляной кислоты и доводят объём раствора спиртом до метки. Если раствор соляной кислоты не точно 0,2 н., производят соответствующий пересчёт объёма добавляемого раствора соляной кислоты.