Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АРЕНОВ КЕРОСИНО-ГАЗОЙЛЕВЫХ ФРАКЦИЙ

Различные направления использования аренов и ароматиче­ских растворителей, относящихся по фракционному составу к керосиновым и газойлевым фракциям, представлены в табл. 48.

ТАБЛИЦА 48 |

Направления использования аренов •

Керосино-газойлевых фракций

Направление

Использования

Арены или ароматические растворители

Моющие ком­позиции

Лакокрасочные

Покрытия

Бо^евзо 150

Ароматический рас­творитель с Ткип 150- 300 °С

Фракция 220-270 °С, содержащая свыше 20 % (мае.) аренов вО^евБО 150

Ароматический рас­творитель Нус1го8о1 А 200

Низколетучие ал- килбензолы, алкил - нафталины

Растворитель с со­держанием аренов до 60 % (мае.)

ВоЬгевво 150

Для удаления красок

Малотоксичные, не - воспламеняющиеся детергенты, содержа­щие также ПАВ и воду Для удаления печат­ных красок (ТУ 101616-76)

Для удаления красок (смеси с К-метилпирро- лидоном, моноэтано - ламином, сложными эфирами, ПАВ)

Для удаления красок (в смеси с метилкарбито - лом, ПАВ)

Для удаления типо­графских красок (в смеси с высоко летучим растворителем и ПАВ) Смеси с насыщенными углеводородами, 3-ме- токсибути лацетатом, этоксиэтилпропионатом Покрытие для метал­лических поверхностей на основе полиамидпо - лиольного сополимера; растворитель — смесь аренов с ацетатом этилцеллозольва (2:1)

Одно из наиболее важных направлений использования аренов среднедистиллятных нефтяных фракций - производство мою­щих средств на основе как линейных алкилбензолов - «-алкил - бензолсульфонатов, характеризующихся высокой биоразлагае - мостью,- так и алкилбензолов с разветвленными алкильными цепями. Цены на линейные алкилбензолы почти в 2 раза выше, чем на бензол - например, в США (цены 1981 г.) 980-1010 и 530-545 долл/т соответственно [2].

Среди аренов керосино-газойлевых фракций преобладают про­изводные бензола с одним-двумя метильными или этильными радикалами и одним длинным, слабо изомеризованным алкиль­ным заместителем [173]. Такие арены, выделенные экстракцией из фракций дизельного топлива или денормализатов установок “Парекс”, представляют интерес для производства технических моющих средств на основе алкиларилсульфонатов.

Так, контакт Петрова (ОСТ 3801116-76) производится суль­фированием керосиновой или газойлевой фракций (табл. 49).

Качество контактов Петрова повышается с увеличением со­держания в них сульфокислот [25]. В связи с этим в качестве сырья для производства контактов Петрова целесообразнее ис­пользовать не прямогонные керосино-газойлевые фракции, со­держащие, как правило, всего 20-30 % (мае.) аренов, а аромати­ческие экстракты с содержанием аренов 75-90 % (мае.).

Контакт Петрова — эффективное моющее средство для техни­ческих целей, способное расщеплять жиры и образовывать с водой растворы, обладающие высокими моющими свойствами. Контакт Петрова используется также для получения пенообразователя ПО-1, применяющегося для получения воздушной механической

Пены при тушении пожаров. Состав ПО-1, % (мае.): контакт Петрова 84 ±3; клей костный 4.5 ±1; этанол-сырец (или эти - ленгликоль) 11 ± 1; едкий натр - до нейтрализации контакта. Кратность пены 2% - го раствора ПО-1 составляет не менее 6, стойкость пены - не менее 4.5 мин [158].

Контакт Петрова служит также катализатором для произ­водства клеев.

Более высококипящие алкилбензолы, полученные алкилиро- ванием моноалкилбензолов с алкильной цепью С8-С18 олефинами с молярной массой 200-800, применяются для производства де- тергентно-диспергирующих присадок к моторным маслам [160]. Полученное синтетическое алкилбензольное масло сульфируют серным ангидридом в растворе Я02, образующиеся сульфокислоты нейтрализуют гидроксидами щелочноземельных металлов (Са, Ва). Доля детергентно-диспергирующих присадок достигает 64 % от суммарного производства присадок к маслам. Сульфонатные присадки, например ди(додецилбензолсульфонат) бария, приме­няются и в качестве загустителей для образования гелей [174].

Ароматические экстракты, выделенные из депарафиниро - ванной фракции 200-320 °С установки «Парекс», значительно более эффективны в качестве основы смазочно-охлаждающих технологических сред по сравнению с дизельным топливом, ис­пользуемым на заводах: время приработки пленки ароматиче­ского экстракта в 2 раза меньше. Моющая способность раство - ряюще-эмульгирующих средств на основе ароматического экс­тракта также выше, чем на основе л-ксилола [175].

Поликонденсаты алкиларилсульфонатов с формальдегидом применяются в качестве пластификаторов цемента [144], в част­ности при креплении нефтяных скважин. Использование пла­стификаторов позволяет снизить водосодержание в цементной системе, в результате чего обеспечиваются сокращенные сроки схватывания, увеличивается прочность сцепления с металлом и породой, а также долговечность цементного камня. Пластифи­катор может вводиться как при приготовлении цементного рас­твора, так и при производстве цемента - в этом случае повыша­ется производительность мельниц и снижается расход электро­энергии на помол цемента.

Пластификаторы С-3 и С-4 на нафталино-формальдегидной основе, добавленные в количестве 1-1.5% от массы цемента, увеличивают пластичность раствора, уменьшают водопоглоще - ние; при этом в 2-3 раза снижается коэффициент газопроницае­мости, на 35-40 % - сквозная пористость, в 1.5-2 раза - капил­лярное впитывание, повышаются плотность материала и его стойкость к действию агрессивных сред [176].

Вместо нафталина в качестве сырья для производства пла­стификаторов цемента можно использовать метилнафталины; полученный суперпластификатор повышает подвижность бетон­ной смеси в 10-12 раз [145]. Перспективны и пластификаторы на основе фенантрена и антрацена.

Алкиларены С15-С18, полученные алкилированием бензола а - олефинами - отходами производства полиэтилена высокого дав­ления, можно использовать в качестве пластификатора бутади- ен-нитрильного каучука СКН-26 вместо более летучего и дорого­го дибутилфталата [143].

Алкилированием керосиновой фракции а-олефинами ^8 ^14 и атмосферно-вакуумной перегонкой алкилата можно получать алкилароматическое масло с вязкостью 15 мм2/с при 100 °С и индексом вязкости 115 [161]. Исходная фракция содержала все­го 14.7 % (мае.) аренов. Для повышения выхода синтетических алкилароматических масел более целесообразно использовать ароматические концентраты, выделенные экстракцией из фрак­ций реактивного топлива. Алкилирование возможно не олефи - нами С8-С14, а менее дефицитной фракцией олефинов С14-С18 .

В ведущих странах мира производство высших алкилбензо - лов как основы моторных, трансмиссионных, турбинных, элек­троизоляционных масел, пластичных смазок и гидравлических жидкостей возрастало быстрыми темпами - в 1980-е годы на

21.2 % в год [177]. В середине 1980-х годов потребление алкил­ароматических углеводородов в качестве смазочных масел в США составляло 18.9 тыс. м3/год, или 5.5 % общего потребления син­тетических смазочных масел [178]. Наилучшие свойства прояв­ляли линейные диалкилбензолы с радикалами С10-С15 (низкая вязкость, температура застывания минус 40 - 70 °С).

В качестве электроизоляционного масла можно использовать продукты олигомеризации гомологов бензола, например толуо­ла, с использованием промышленной бутан-бутиленовой фрак­ции. Полученные олигобутентолуолы с молярной массой 380- 420 по изоляционным свойствам, вязкости, температуре вспыш­ки и застывания аналогичны маслу на основе полибутена [177].

Важное направление промышленного применения аренов ке- росино-газойлевых фракций - флотация полезных ископаемых. Так, на углеобогатительных фабриках Украины широко приме­няется реагент-собиратель ААР-1, производящийся на Дрого - бычеком НПЗ [166]. Реагент содержит до 42 % активных арома­тических углеводородов, выкипающих при 190-270 °С. Опти­мальный расход реагента, обеспечивающий получение отходов зольностью не менее 70%, составляет в зависимости от марки угля 1.5-2.5 кг/т.

В качестве реагента-собирателя для флотации предложено также использовать высококипящий нефтяной ароматический растворитель Нефрас АР-150/330, имеющий следующий состав, % (мае.) [167]: легкие арены 0.1-0.2; псевдокумол 6-8; инден 4-5; гемимеллитол 20.5-22.5; 1,2- и 1,4-диэтилбензолы 10.0-11.4; 1,3-диметил-4-этилбензол 7.9-8.7; дурол 3.8-5.6; изодурол 6.0-6.4; пренитол 1.8-2.0; нафталин 1.3-2.1; 1-метилнафталин 1.8-2.6; 2-метилнафталин 1.0-1.2; алкилинданы С12Н18 0.6-0.8; неиден- тифицированные арены 17.1-30.2.

Растворители типа Нефрас АР-150/330, ЗоГуезво 150, воЬгезво 200, а также ароматические экстракты реактивного и дизельного топлива можно использовать в качестве растворителей для лако­красочных покрытий, пестицидов, при очистке веществ методами экстракции и экстрактивной кристаллизации, а также в качестве среды для органических синтезов. Применение таких сравни­тельно высококипящих растворителей вместо бензола и его низ­ших гомологов или сольвентов нефтяных в ряде случаев дает серь­езные преимущества. Так, при производстве пестицидных препа­ратов использование аренов с более высокой молярной массой и повышенной растворяющей способностью позволяет снизить рас­ход растворителя при приготовлении растворов. Применение вы­сококипящих растворителей в лакокрасочных композициях, как отмечалось ранее, приводит к снижению скорости испарения рас­творителя и повышению качества пленок красок и эмалей.