Растворимость 1,2-пропиленгликоля в модифицированном сверхкритическом диоксиде углерода

УДК 536.7

Р. А. Каюмов, А. Т. Галимова, А. А. Сагдеев,

Ф. М. Гумеров

РАСТВОРИМОСТЬ 1,2-ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЯ В МОДИФИЦИРОВАННОМ СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ ДИОКСИДЕ УГЛЕРОДА

Ключевые слова: растворимость, пропиленгликоль, модифицированный СК СО2.

Проведено исследование растворимости пропиленгликоля в модифицированном сверхкритическом диоксиде углерода. Приведены результаты экспериментального исследования в рамках динамического метода.

Keywords: solubility, propylene glycol, modified SC C02.

Carried out researching of the solubility of 1,2-propylene glycol in modified supercritical carbon dioxide. Given the results of experimental investigation in the context dynamic method.

Введение

Пропиленгликоль - один из компонентов отхода процесса эпоксидирования олефинов, являющийся предметом настоящего исследования. Данный отход представляет собой раствор солей и не расслоившихся углеводородов в виде непрозрачной эмульсии бурого цвета, с резким запахом ароматических углеводородов, рН = 11. Основными компонентами отхода являются: этилбензол, ацетофенон (АЦФ), фенол, метилфенилкарбинол (МФК),

пропиленгликоль (111 ), так же в данном отходе содержится молибден в виде, преимущественно, молибдата натрия (Na2MoO4). Утилизация данного отхода является важной задачей, поскольку содержащиеся в нем компоненты представляют большую ценность для химических производств как сырье. Для реализации технологии утилизации отхода с использованием сверхкритического СО2 (СК СО2) необходимы достоверные сведения о растворимости компонентов отхода.

Экспериментальная часть

В качестве растворителя применялась углекислота 1-го или высшего сорта, с содержанием углекислого газа не менее 99,5%.

Исследование растворимости ПГ в СК СО2 проводилось динамическим методом. В ходе экспериментов использовали пропиленгликоль марки «чистый для анализа», с содержанием основного вещества не менее 98%.

В рамках проведения работы по разработке процесса утилизации отхода сконструирована экспериментальная установка [1] для экстракции сверхкритическим диоксидом углерода.

Обсуждение результатов

Результаты исследования растворимости пропиленгликоля в чистом сверхкритическом СО2 приведены в работе [2].

Как отмечено в работе [3], наличие модификатора основного экстрагента часто позволяет увеличивать возможности сверхкритического флюидного экстракционного процесса. В связи с этим проведены исследования растворимости П1 в использованием сорастворителей (толуол, ацетон). Предварительно установлена зависимость растворимости ПГ в СК СО2 от содержания модифицирующей добавки (рис. 1), с целью определения их оптимальной концентрации.

На рис. 2 приведены графики зависимости растворимости ПГ в чистом и

модифицированном СК СО2 в диапазоне давлений от 10 МПа до 30 МПа.

Растворимость, г/л

24.00

22.00 20,00 18,00 16,00

14.00

12.00 10,00

8,00 6,00 4,00

— ♦ толуол т

II

ацет он . _

1 Ї

1 1

-- і 1 \

II

--

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

Концентрация сорастворителя, %

Рис. 1 - Зависимость растворимости ПГ в СК СО2 от концентрации сорастворителя при Т = 318 К, Р = 15 МПа

Растворимость, г/л

Давление, МПа

Рис. 2 - Зависимость растворимости ПГ в СК СО2 от давления при 7=318 К

Проведенные исследования показали возможность значительного увеличения растворимости ПГ в СК СО2 за счет модифицирования последнего полярными добавками.

Работы проведены при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (гос. контракт № 5856).

Литература

1. Пат. 99340 ЯИ, МПК Б0Ш. Установка для исследования растворимости веществ с использованием сверхкритических флюидов / А.А. Сагдеев, Р.А. Каюмов, Ф.М. Гумеров и др.; заявитель и патентообладатель ООО «Металлокрит». - №2010109098/05, заявл. 11.03.2010; опубл. 20.11.2010.

2. Каюмов, Р.А. Растворимость пропиленгликоля в сверхкритическом СО2 / Р.А. Каюмов, А.Т. Галимова, А.А. Сагдеев, Ф.М. Гумеров // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - №11. - С. 442-445.

3. Гумеров, Ф.М. Суб- и сверхкритические флюиды в процессах переработки полимеров / Ф.М. Гумеров, А.Н. Сабирзянов, Г.И. Гумерова - Казань: Фэн, 2007. - 336 с.

© Р. А. Каюмов - асп.т каф. техники и физики низких температур НХТИ КНИТУ, аП:кги81аш@Ьк.ги; А. Т. Галимова - ст. препод. той же кафедры; А. А. Сагдеев - канд. техн. наук, доц., зав. каф. техники и физики низких температур НХТИ КНИТУ; Ф. М. Гумеров - д-р техн. наук, проф., зав. каф. теоретических основ теплотехники КНИТУ.