NONYLOFENOL DODECYLOFENOL

Transkrypt

1 NONYLOFENOL DODECYLOFENOL Opis Procesu Nonylofenol jest surowcem do wytwarzania środków powierzchniowo czynnych, antyutleniaczy i dodatków do olejów smarowych. Nonylofenol zostaje poddany etoksylacji w celu wytworzenia niejonowych środków powierzchniowo czynnych, które mają zastosowanie przemysłowe, komercyjne oraz w gospodarstwach domowych. Pozostałość jest wykorzystywana do wysoko wydajnych płynów, proszków i środków czyszczących w gospodarstwach domowych. Największe zastosowanie znajdują 9- molowe etoksylaty (9 moli tlenku etylenu na mol NF). Etoksylaty o najniższej liczbie molowej (4-6 moli) są wykorzystywane jako emulgatory do smarów i olejów smarowych oraz do środków powierzchniowo czynnych. Etoksylaty o wyższej liczbie molowej (13 moli tlenku etylenu lub więcej) stosowane są jako emulgatory polimeryzacji i pestycydowe środki wspomagające. Zastosowanie Nonylofenole są głównymi środkami powierzchniowo czynnymi w przemyśle włókienniczym, gdzie wspomagają operacje na stałych częściach prasy oraz w procesie mycia barwników, jak również w czyszczeniu włókien. Przemysł papierniczy stosuje Nonylofenole jako środki zwilżające, ale są one również wprowadzane do preparatów farb lateksowych. Nonylefenole znajdują również zastosowanie w przetwarzaniu tworzyw sztucznych oraz w obróbce metali. Etoksylowany nonylofenol może również zostać poddany sulfonowaniu lub fosforylowaniu do wytworzenia detergentów anionowych. Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia Kędzierzyn-Koźle, ul. Energetyków 9 tel faks Zakład Procesów Katalitycznych Kierownik Zakładu mgr inż. Bogusław Tkacz tel kom tkacz.b@icso.com.pl

2 Nonylofenol jest stosowany do produkcji fosforanowych antyutleniaczy. Antyutleniacze rozkładają wodoronadtlenki, chronią gumę oraz działają jako stabilizatory tworzyw sztucznych i elastomerów. Zastosowanie fosforanów jest również dozwolone w sposób pośredni w przemyśle spożywczym. Stosowane są również jako drugorzędne antyutleniacze związanych fenoli stosowanych jako stabilizatory tworzyw sztucznych. Tris-(4-nonylofenyl) fosforan (TNPP) jest antyutleniaczem wytwarzanym z nonylofenolu w największej skali. Zużycie pozostałych produktów nonylofenolu obejmuje dodatki fenolanowe olejów smarowych, lepiszczy i etoksylowanych żywic nonylofenolowoformaldehydowych. Fenolany wapniowe i barowe nadają właściwości detergentowe preparatom będącym dodatkami w obróbce metali i olejach maszynowych. Zajmują one jednak małą część rynku w porównaniu z analogicznymi produktami dodecylofenolu. Etoksylowane żywice alkilofenolowoformaldehydowe znajdują zastosowanie jako środki powierzchniowo czynne w obszarze olejów. Środki powierzchniowo czynne Emulgatory Przemysł włókienniczy Przemysł papierniczy Przetwarzanie tworzyw sztucznych Obróbka metali NONYLOFENOL Antyutleniacze typu fosforanowego Guma Inne tworzywa sztuczne Elastomery Różne Dodatki do fenolanowych olejów smarowych Żywice

3 Dodecylofenol jest przede wszystkim stosowany do produkcji dodatków do olejów smarowych. Dodatek wapnia kationowego, dwuwartościowego, ale również baru czy magnezu oraz dalsze siarkowanie pozwala na wytwarzanie fenolanów, które mają właściwości myjące i antyutleniające. Kolejne dodanie węglanu wapnia powoduje otrzymanie końcowych dodatków nadzasadowych, siarkowanych fenolanów, które mają wyższą całkowitą liczę zasadową (CLZ). Produkty z wysokimi CLZ są lepsze do wielu zastosowań, ponieważ zapewniają lepsze zdolności myjące. Z tego powodu, dodecylofenole są stosowane w większym zakresie niż nonylofenol. Największe użycie fenolany znajdują w smarach okrętowych, gdzie olej o wysokiej zawartości siarki wymaga dodatków o wyższej liczbie zasadowej. Są one generalnie bardziej preferowane niż inne dodatki detergentowe sulfoniany i salicylany. Innymi zastosowaniami dla fenolanów są oleje do maszyn górniczych, przemysłowych i obróbki metali. Kolejnym ważnym zastosowaniem dla dodecylofenolu jest produkcja etoksylatów dodecylofenolu i propoksylatów. Przeciętny łańcuch tlenku etylenu dla etoksylowanego dodecylofenolu jest większy niż dziewięć moli tlenku etylenu na mol alkilofenolu. Główne zastosowanie etoksylaty dodecylofenolu znajdują jako rozpylane chemiczne adiuwanty w rolnictwie. Jako emulgatory w rozpylaczach pestycydowych poprawiają takie ich właściwości jak rozpylanie i lepsza adhezja pestycydu na roślinie lub powierzchni gleby. W mniejszym stopniu etoksylaty dodecylofenolu stosowane są jako niejonowe środki powierzchniowo czynne. Propoksylowany dodecylofenol stanowi dodatek do paliwa (syntetyczny komponent pakietów dodatków do paliw, który polepsza układ paliwowy, czystość zaworu wlotowego i powoduje redukcje osadów w komorze spalania w silniku benzynowym). Etoksylaty Rozpylane adiuwanty DODECYLOFENOL Dodecylofenolany Oleje i dodatki smarowe Propoksylany Pakiety dodatków do benzyn silnikowych

4 Proces OH KATALIZATOR C 9 H 18 + FENOL NONYLOFENOL C 3 H 6 KATALIZATOR C 9 H 19 OH C 12 H 24 + FENOL DODECYLOFENOL C 12 H 25 Opis procesu Proces ICSO wytwarzania alkilofenoli składa się z następujących etapów: 1. oligomeryzacja propylenu i wyodrębnienie trimeru i tetrameru propylenu 2. alkilowanie fenolu trimerem propylenu i wyodrębnienie nonylofenolu lub alkilowanie fenolu tetramerem propylenu i wyodrębnienie dodecylofenolu. Reakcja oligomeryzacji zachodzi w reaktorze rurowym. Rury reaktora wypełnione są katalizatorem, a w przestrzeni międzyrurowej znajduje się czynnik grzewczy odbierające ciepło reakcji. Mieszanina poreakcyjna, zawierająca dimer, trimer i tetramer propylenu oraz niepokryty propylen, zostaje rozdzielona w węźle pięciokolumnowej destylacji. Niepokryty propylen i dimer zostają zawrócone do reaktora oligomeryzacji. Pozostały strumień zostaje rozdzielony do trimeru i tetrameru propylenu w takiej ilości aby otrzymać proporcje 4:1 nonylo- i dodecylofenolu. Trimer propylenu lub tetramer propylenu są poddawane reakcji z fenolem w reaktorze alkilenowania w obecności kwasowej jono-wymiennej żywicy jako katalizatora. Alkilat z reaktora zostaje poddany destylacji w węźle destylacji składającym się z trzech kolumn. Destylaty z pierwszej i drugiej kolumny zostają zawrócone do reaktora, a surowy alkilofenol zostaje oczyszczony w kolumnie trzeciej. Dodecylofenol zostaje otrzymany w podobny sposób jak nonylofenol, ale przy innych parametrach procesu zarówno w węźle syntezy jak i w węźle rozdziału. Nonylofenol i dodecylofenol może być produkowany na tej samej instalacji alternatywnie lub w tym samym czasie na dwóch równoległych liniach. Wybór opcji zależy od wymagań licencjobiorcy. Ekonomicznie zalecana wydajności produkcji alkilofenolu to t/r i więcej.

5 NONYLPHENOL Produkty uboczne Półprodukty frakcji z oligomeryzacji mogą być zastosowane w innych procesach lub razem z alkanami w przygotowywaniu mieszanek paliwowych. Zalety procesu * wysoka selektywność * długi okres życia katalizatora * wysoka jakość produktu * brak problemów z korozją * niskie zużycie surowców * całkowita automatyzacja * niskie zużycie mediów * bardzo małe ilości produktów ubocznych * technologia bezściekowa * elastyczność procesu Zużycie surowców na 1 tonę alkilofenolu Surowce Propylen (czysty propylen) Fenol Zużycie 760 kg 422 kg Jakość produktu

6 Wyszczególnienie Nonylofenol Dodecylofenol Kolor wg APHA Zawartość fenolu max. 0.05% wag. max. 0.05% wag. Zawartość wody max. 0.05% wag. max. 0.05% wag. Liczba hydroksylowa mg KOH/g mg KOH/g Zawartość monoalkilofenoli min. 99% wag. min. 99% wag. Para/orto-alkilofenol min. 90/10 min. 95/5 Zawartość dialkilofenolu max. 0.5% wag. max. 0.5% wag. Informacje dodatkowe Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia pracuje również w zakresie innych alkilofenoli: oktylofenol do żywic alkilofenolowo-formaldehydowych Proces znajduje się w fazie wdrażania na polskiej instalacji chemicznej izopropylofenol do fosforanowych plastyfikatorów Instalacja pilotażowa znajduje się w fazie budowy w polskim zakładzie chemicznym. Referencje PCC Synteza S.A., Polska, Heilongjang Petrochemical Works, Chiny PCC Synteza S.A., Polska t/r nonylofenolu t/r nonylofenolu 2500 t/r dodecylofenolu

7 ALKILOFENOLE I ICH PRZETWARZANIE