Получение и свойства огнестойких масел на основе смешанных фосфатов фенола и 4-трет-бутилфенола

Получение огнестойких масел на данный момент особенно актуально, поскольку они являются неотъемлемой частью энергетической безопасности страны. В настоящее время все АЭС и крупные ГРЭС в системах смазки и регулирования турбин высокой мощности используют импортные продукты, а собственные сырьевая и производственная базы отсутствуют. Значительную долю производимых огнестойких масел составляют ксиленольные масла. Однако, в связи с возросшими требованиями к токсикологической безопасности, наметился переход к более современным так называемым трет-бутилированным масла (полные смешанные фосфаты фенола и 4 трет-бутилфенола). Ещё одной проблемой является накопившийся объём отработанных масел с высокой степенью деградации. Цель работы: получение огнестойких масел на основе полных смешанных фосфатов фенола и 4 трет-бутилфенола с заданными физико-химическими и эксплуатационными характеристиками; разработка эффективного способа регенерации отработанных огнестойких масел для их возврата в эксплуатацию. Научная новизна: 1. Разработан новый способ синтеза полных фосфатов фенола и 4 трет-бутилфенола переэтерификацией трифенилфосфата, полученного без использования оксихлорида фосфора. 2. Получены константы равновесия между продуктами переэтерификации трифенилфосфата 4 трет-бутилфенолом, позволяющие направленно регулировать состав и свойства трет-бутилированных масел в зависимости от соотношения исходных реагентов. 3. Впервые количественно оценена гидролитическая устойчивость компонентов трет-бутилированного масла в сравнении с триксиленилфосфатом, получены соответствующие константы скорости гидролиза. 4. Подобрана эмпирическая модель, описывающая зависимость времени деаэрации от состава трет-бутилированного масла. 5. На основании совокупности проведённых исследований сформулированы оптимальный состав и стратегия синтеза трет-бутилированных огнестойких масел с улучшенными деаэрирующими свойствами и гидролитической стабильностью. Теоретическая и практическая значимость: 1. Заложены научные основы синтеза трет-бутилированных огнестойких масел последнего поколения, применяемых на АЭС и крупных ТЭС, переэтерификацией трифенилфосфата 4 трет-бутилфенолом. Разработан способ, позволяющий на стадии синтеза регулировать вязкостно-температурные и другие свойства итогового продукта. Выявлена связь скорости гидролиза ТАФ с их строением и компонентного состава трет-бутилированных масел с деаэрирующими свойствами, что позволило получить ОМ с требуемыми свойствами. 2. Подобран компонентный состав (диапазон составов) трет-бутилированных огнестойких масел, удовлетворяющий всем требованиям НТД РФ, в том числе по показателю «время деаэрации», что ранее считалось недостижимым. 3. Разработан комплекс физико-химических приёмов регенерации отработанных огнестойких масел, позволяющий вернуть в эксплуатацию масла с предельно высокой степенью деградации, снижая экономические потери и экологическую нагрузку. По результатам лабораторных исследований и опытно-промышленной апробации (в объёме нескольких десятков тонн) показана принципиальная возможность достижения качества исходных свежих масел. 4. Создан метод расшифровки состава арильных заместителей в триарилфосфатах для контроля процесса регенерации, оценки качества свежих и степени деградации отработанных масел.