Возвращаясь к ранее опубликованной статье, следует прежде всего оценить различия в качественных показателях товарного пентаэритрита, производимого в России и зарубежом. На первый взгляд показатели 1, 2 и 6 представляются независимыми, однако это не так и между ними существует тесная связь.
Прежде всего, температура плавления вещества так же является мерой чистоты этого вещества. Проведенные в свое время автором исследования с использованием термоанализатора "METTLER TA 3000 SYSTEM" по методике определения чистоты исходного вещества показали, что для исследованных образцов пентаэритрита (монопентаэритрит, Персторп АБ, Швеция) показатели 1 и 2 точно соответствуют друг другу, хотя и определены разными физико-химическими методами. Показатель 6 представлялся несколько завышенным, хотя он находит полное объяснение, если признать, что в качестве примесей в данной ситуации могут присутствовать прежде всего дипентаэритрит и бис-пентаэритритмоноформаль.
Такого соответствия для образцов пентаэритрита из Губахи (ОАО "Метафракс) не получилось. Данные термоанализа и определения массовой доли гидроксильных групп свидетельствуют, что реальная чистота по показателю 1 для образцов пентаэритрита завышена на 2-4%. Что из себя представляют эти примеси – скорее всего это формали пентаэритрита и дипентаэритрит.
Так как же связать качество товарного продукта с уровнем совершенства технологии в свете представленных отличий.
Собственные исследования автора, а также анализ большой совокупности первоисточников по проблеме промышленного производства пентаэритрита позволяют с уверенностью сказать, что при проведении процесса синтеза пентаэритрита при мольном соотношении формальдегид/ацетальдегид = 8 при использовании в качестве конденсирующего реагента гидроксида натрия выход продуктов реакции на ацетальдегид при оптимальном проведении процесса обычно следующий:
- пентаэритрита 92-94%
- дипентаэритрита 2,0-3,5%
- биспентаэритритмоноформаля 1,5-2,5%
- полипентаэритриты, прочие продукты конденсации 2-3%. Тогда, зная закономерности механизма образования продуктов реакции, можно сказать, что, по сравнению с процессом фирмы "Персторп АБ", в ОАО "Метафракс" передерживают стадию конденсации альдегидов, возможно, не хватает конденсирующего агента, а также некачественно проводят нейтрализацию конденсационного раствора. Кроме того, ведущие мировые производители пентаэритрита, включая "Персторп АБ", выделяют в качестве товарного продукта дипентаэритрит, очищая таким образом пентаэритрит и повышая его качество. Следует сказать, что дипентаэритрит, несмотря на схожесть по функциональным группам с пентаэритритом, обладает существенно отличными свойствами, что предопределяет его специфические области применения. В ряде стран, прежде всего в Японии, синтез пентаэритрита специально проводят в условиях повышенного образования дипентаэритрита, так как целенаправленный синтез дипентаэритрита достаточно дорог. Таблица 1. Сравнение качественных показателей пентаэритрита Процесс | ОАО "Метафракс"(Россия, Губаха) | "Алдер"(Италия, Триест) | "Персторп АБ"(Швеция, Персторп) | | 1 | Массовая доля монопентаэритрита, %, не менее | 98,0 | 98,5 | 98,0 | | 2 | Температура плавления, 0С, не ниже | 255 | 256 | 260 | | 3 | Массовая доля воды и летучих, %, не более | 0,2 | 0,3 | 0,1 | | 4 | Массовая доля золы, %, не более | 0,01-0,03 | 0,005 | 0,0015 | | 5 | Цветность плава по платиново-кобальтовой шкале, не более | 100-200 | 1500APHA | 1(по Гарднеру) | | 6 | Массовая доля гидроксильных групп, %, не менее | 48,5 | (данныеотсутствуют) | 49,2-50,0 |
Некоторым производителям алкидных смол, области максимального потребления пентаэритрита, кажется, что присутствие дипентаэритрита в пентаэритрите является положительным свойством, так как при этом возможно снижение температуры алкидного синтеза, но если это выгодно для материалов широкого профиля применения, то однозначно не выгодно для смол, производимых для специальных целей.
В литературе по технологии производства пентаэритрита данные по реальному выходу пентаэритрита в расчете на затраченный ключевой реагент, каковым является ацетальдегид, для большинства производителей пентаэритрита отсутствуют.
Однако некоторые данные позволяют предположить, что расход ацетальдегида на 1 тонну товарного продукта для процесса "Персторп АБ" приближается к величине в 345 кг. Аналогичная оценка данных для ОАО "Метафракс" позволяет говорить о цифре в 365 кг, но для ОАО "Метафракс" эта величина, которая может быть достигнута при условии полной переработки растворов, полученных в процессе.
В этой связи интересно взглянуть на соответствующие расходные коэффициенты для процессов производства пентаэритрита, которые являются коммерческими, то есть процессы, которые можно купить для организации производства пентаэритрита, а, именно процесс фирмы "Josef Meissner GmbH & Co." (Германия) и фирмы "Alder" (Италия).
Таблица 2. Сравнение технических характеристик процессов "Алдер" и "Майснер" (расходные коэффициенты на 1 т товарного пентаэритрита) Процесс | Alder | Meissner | Теория | | Формальдегид (100 %), кг | 1140 | 1150 | 882 | | Ацетальдегид (100 %), кг | 415 | 410 | 323 | | Гидроксид натрия (100 %), кг | 460 | 390 | 293 | | Муравьиная кислота (100 %), кг | 25 | 60 | |
Для понимания сложности процесса в правой колонке таблицы 1 даны теоретические расходы сырья на 1 т пентаэритрита. Это позволяет сказать, что выходы пентаэритрита по ключевому компоненту (таковым обычно является ацетальдегид) составляют соответственно 77,8% для процесса "Алдер" и 78,7% для процесса "Майснер", что значительно уступают аналогичным показателям для процессов фирмы "Персторп АБ" (Швеция) и ОАО "Метафракс" (Россия). Из этого также следует, что в процессе образуются побочные продукты и отходы, использование и утилизация которых сильно влияют на экономику процессов в целом. Краткие выводы: 1) Анализ качественных показателей товарного пентаэритрита говорит о степени совершенства технологии производства пентаэритрита, а различие в отдельных показателях качества позволяют определить стадии процесса, которые еще требуют доработки.
2) По качественным показателям пентаэритрит, производимый на ОАО "Метафракс", относится к категории товарных продуктов, занимающих высокое положение в рейтинге производимого во всем мире пентаэритрита.
|