Способ дезактивации и утилизации отходов производства натрий-, литийалкилов

 

Изобретение касается улучшения способа дезактивации отходов производства натрий-, литийалкилов, которые находят широкое применение в химической промышленности синтеза. Сущность: в качестве дезактивирующих агентов используют синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₂₀, насыщенные и ненасыщенные жирные и смоляные кислоты фракции C₁₂-C₂₂ и C₂₀ соответственно, дозируемые в массовом отношении к отходам от 0,5 до 2,0, а дезактивацию проводят при 85-125^oC с одновременной отгонкой растворителя. Продукт взаимодействия органических кислот с отходами производства натрий-, литийалкил при необходимости доомыляют водным раствором щелочи и используют в качестве антиагломератора и (или) его компонента в производстве растворных каучуков на стадии выделения последних методом водной дегазации или дезактивированные отходы обрабатывают подогретым водным раствором соляной кислоты, а восстановленные жирные и смоляные кислоты возвращают на обработку отходов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение касается улучшения способа дезактивации отходов производства натрий- или литийалкилов, которые находят широкое применение в химической промышленности синтеза.

Известен способ дезактивации отходов производства натрий-, литийалкилов обработкой углекислым газом и последующим доразложением водой [1] Недостатком способа является сложность технологической реализации способа: большой объем аппарата-дезактиватора и давления углекислого газа; трудность отвода тепла дезактивации и значительная продолжительность процесса. Кроме того, невозможность утилизации дезактивированных отходов по причине сложного состава образующихся веществ.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ дезактивации отходов производства литийалкилов обработкой шлама галоидным алкилом с последующим растворением образующегося галогенида лития в воде и выделением его известным приемом [2] Основным недостатком способа является потеря относительно дорогого галоидного алкила, подаваемого в избытке по отношению к шламу. Кроме того, рассматриваемый способ предполагает отпарку углеводородов от водного раствора галогенида лития, при которой вместе с парами углеводородов уносятся и пары галогенида алкила. Поэтому последующее использование углеводородов затруднено без предварительной очистки от галогенидного алкила.

Целью изобретения является удешевление стадии дезактивации отходов производства натрий-, литийалкилов, утилизация дезактивированных отходов в смежных областях органического синтеза и регенерация дезактивирующих агентов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дезактивации и утилизации отходов производства натрий-, литийалкилов, представляющих собой дисперсию шламообразующих продуктов в углеводородном растворителе, путем обработки дезактивирующим веществом, в качестве дезактивирующего вещества используются синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₂₀, смесь насыщенных и ненасыщенных жирных и смоляных кислот фракции C₁₂-C₂₂, дозируемых в массовом отношении к отходам от 0,5 до 2,0, и дезактивацию проводят при 85-125^oC с одновременной отгонкой растворителя, причем продукт взаимодействия органических кислот с отходами производства натрий-, литийалкилов при необходимости доомыляют раствором щелочи и используют как антиагломератор или его компонент в производстве растворных каучуков на стадии выделения последних методом водной дегазации или обрабатывают дезактивированные отходы подогретым водным раствором соляной кислоты и восстановленные жирные и смоляные кислоты возвращают на обработку отходов.

Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом.

В процессе синтеза натрий-, литийалкилов при взаимодействии щелочных металлов с хлорпроизводными алкилов образуются отходы, представляющие собой дисперсию шламообразующих продуктов в углеводородном растворителе (изопентане, циклогексане, гептане и т.п.), состоящие из хлоридов натрия или лития, натрий-, литийалкилов и непрореагировавших частиц натрия или лития.

В отличие от известного способа дезактивацию этих отходов проводят более дешевыми и доступными по сравнению с хлорпроизводными алкилов синтетическими жирными кислотами фракции C₁₀-C₂₀ (СЖК) или смесью насыщенных и ненасыщенных жирных и смоляных кислот фракции C₁₂-C₂₂ - бензиновым экстрактом таллового масла, дозируемыми в массовом отношении к отходам от 0,5 до 2,0.

В процессе дезактивации непрореагировавших натрия, лития (Me) или их алкилов (MeR) образуются соли органических кислот (R'OOMe) В отличие от известного способа дезактивацию отходов проводят при 85-125^oC с одновременной отгонкой растворителя. При этом отогнанный углеводородный растворитель не загрязняется хлорпроизводными алкилов и может быть использован повторно как непосредственно в процессе синтеза натрий-, литийалкилов, так и в смежных производствах органического синтеза.

В отличие от известного способа дезактивированные отходы, состоящие из смеси хлоридов натрия или лития с мылами этих металлов и избытка органических кислот, при необходимости доомыляются водным раствором щелочи и используют в качестве антиагломератора или исходного компонента антиагломератора в производстве растворных каучуков на стадии выделения последних методом водной дегазации. Для получения суспензии антиагломератора проводят реакцию обмена водных растворов мыла щелочных металлов с хлористым кальцием.

В отличие от известного способа дезактивированные отходы обрабатывают водным раствором соляной кислоты, а восстановленные жирные и смоляные кислоты возвращают в рецикл на обработку отходов R'OOMe + HCl R'OOH + MeCl.

Пример 1 (контрольный). Дезактивация отходов производства натрий-, литийбутила осуществляется по известному способу избыточным количеством хлористого бутила. В отходах помимо хлоридов металлов, бутилнатрия (лития) содержатся непрореагировавшие частицы натрия (лития) и остатки растворителя - гептана. Дезактивация этих веществ протекает по следующему механизму: 2Me + ClC₄H₉ MeC₄H₉ + MeCl MeC₄H₉ + ClC₄H₉ + C₈H₁₈ + MeCl.

Затем дезактивированный шлам обрабатывают водой и разбавленной соляной кислотой. Далее от водного раствора хлорида металла (натрия или лития) отгоняют октан и непрореагировавший избыток хлористого бутила. Повторное использование отогнанного растворителя как в процессе синтеза натрий-, литийбутила, так и в смежных областях органического синтеза затруднено присутствием остатков хлористого бутила. Минимальный расход дезактиватора - хлористого бутила 2 моль/моль лития /натрия/ или натрий-, литийбутила.

При цене хлористого бутила на середину 1994 г. 7500 руб./кг затраты на дезактивацию 1 кг шлама составят 3000 руб. (0,4 кг хлористого бутила) Пример 2. Дезактивация отходов производства литий-, натрийбутила осуществляется по предлагаемому способу избыточным количеством более дешевого и доступного реагента: а) синтетическими жирными кислотами фракции C₁₀-C₂₀ (СЖК); б) органическими кислотами бензинового экстракта таллового масла побочного продукта переработки древесины, состоящего из смеси насыщенных и ненасыщенных жирных и смоляных кислот фракции C₁₂-C₂₂ и C₂₀ соответственно.

Дезактивацию отходов проводят при термическом воздействии с одновременной отгонкой остаточного растворителя (см. таблицу).

Согласно приведенным в таблице данным, снижение температуры дезактивации менее 85^oC приводит к уменьшению степени дезактивации непрореагировавших металлов и чрезмерному увеличению избытка дезактивирующего агента, а увеличение температуры дезактивации более 125^oC способствует загрязнению органического растворителя органическими кислотами.

Поэтому оптимальным интервалом температуры дезактивации является 85-125^oC, а массового избытка дезактивирующего агента по отношению к отходам в пределах от 0,5 до 2.

Примеры 3-4. Дезактивация отходов производства натрий-, литийбутила осуществлялась по предлагаемому способу: а) СЖК фракции C₁₀-C₂₀; б) ненасыщенными и насыщенными жирными и смоляными кислотами фракции C₁₂-C₂₂ и C₂₀ соответственно бензиновый экстракт таллового масла.

Утилизация дезактивированных отходов производства также проводилась по предлагаемому способу.

1. Продукты взаимодействия дезактивирующих агентов с отходами производства натрий-, литийалкилов доомыляют при 60-100^oC 20% водным раствором натриевой щелочи, подаваемой в мольном соотношении к дезактивирующему агенту 1: 1 до полного растворения. Затем полученный водный раствор натриевого или литиевого мыла используют как антиагломератор или компонент антиагломератора в производстве растворных каучуков на стадии выделения последних методом водной дегазации. Так, например, за счет реакции обмена с хлористым кальцием получают водную суспензию антиагломератора:
где Me натрий или литий.

В результате использование в качестве антиагломератора или его компонента водных растворов натриевых или литиевых солей СЖК или кислот таллового масла позволило полностью окупить затраты на дезактивацию отходов.

2. Дезактивированные СЖК или кислотами таллового масла отходы производства натрий-, литийалкилов разлагали подогретым водным раствором 5-10% соляной кислотой, подаваемой в мольном соотношении к дезактивирующему агенту 1,0,8 в процессе перемешивания. Затем отстаивали и разделяли. Регенерированный СЖК или кислоты таллового масла возвращают на дезактивацию, а водные растворы хлористого натрия или лития направляют на очистку известными способами.

В результате восстановление дезактивирующих агентов и их повторное использование уменьшают затраты на дезактивацию отходов в 50-100 раз.

Формула изобретения

1. Способ дезактивации и утилизации отходов натрий-, литийалкилов, представляющих собой дисперсию шламообразных продуктов в углеводородном растворителе, путем обработки дезактивирующим веществом, отличающийся тем, что в качестве дезактивирующего вещества используют синтетические жирные кислоты фракции С₁₀ С₂₀ или смесь насыщенных и ненасыщенных жирных и смоляных кислот фракции С₁₂ С₂₂, дозируемых в массовом отношении к отходам 0,5 2,0, а дезактивацию проводят при 85 125^oС с одновременной отгонкой растворителя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт взаимодействия органических кислот с отходами производства натрий-, литийалкилов при необходимости доомыляют водным раствором щелочи и используют как антиагломератор или его компонент в производстве растворных каучуков на стадии выделения последних методом водной дегазации.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обрабатывают дезактивированные отходы подогретым водным раствором соляной кислоты, а восстановленные жирные и смоляные кислоты возвращают на обработку отходов.

РИСУНКИ

Рисунок 1