СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ СМЕСИ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ С ЧИСЛОМ УГЛЕРОДНЫХ АТОМОВ 4 - 6 Российский патент 1996 года по МПК C07C67/08 C07C69/34 C08K5/10 

Описание патента на изобретение RU2057115C1

Изобретение относится к способу получения пластификатора на основе сложных эфиров смеси дикарбоновых кислот с числом углеродных атомов 4-6, в частности к способу получения дициклогексиловых эфиров смеси дикарбоновых кислот с числом углеродных атомов 4-6 (ДЦГК-46), которые могут быть применены в качестве пластификатора в производстве ПВХ-линолеума и других строительных материалов.

Известно получение синтетического масла на основе несимметричных эфиров дикарбоновых кислот [1] взаимодействием соответствующих индивидуальных кислот, в частности адипиновой с метилзамещенным циклическим спиртом и 2-этилгексанолом при 110-220оС в присутствии кислотного катализатора в течении 6-30 ч. Выход целевого продукта 78-91% Масло обладает повышенной стойкостью к термоокислению и не применяется в качестве пластификатора.

Известен способ получения несимметричных эфиров дикарбоновых кислот [2] взаимодействием индивидуальных кислот или их ангидридов (адипиновой, или глутаровой, или янтарной) с циклическим спиртом с оксигруппами, преимущественно алкилфеноксиполиэтоксиэтанолом и алифатическим спиртом с числом углеродных атомов 1-10 в присутствии паратолуолсульфокислоты (ПТСК) в качестве катализатора при 100-130оС с последующей нейтрализацией и выделением целевого продукта вакуумной дистилляцией. По известному способу получают продукт с повышенной температурой разложения. Он используется как основа смазочного масла.

Наиболее близким техническим решением является способ получения сложных эфиров дикарбоновых кислот [3] путем взаимодействия плава дикарбоновых кислот отхода производства капролактама и адипиновой кислоты следующего состава, мас. янтарная кислота 23-25; глутаровая кислота 45-50; адипиновая кислота 21-23; азотная кислота 0,5-1,5; неидентифицированные примеси 0,5-10,5 с фракцией изобутилового масла в присутствии ПТСК в качестве катализатора, а также добавки сульфаминовой кислоты. Сложные эфиры, полученные по этому способу, используются в качестве пластификаторов для поливинилацетатной дисперсии.

Недостатком способа является низкий выход продукта, а также то, что он приводит к получению пластификатора с высокой цветностью по платинокобальтовой шкале порядка 150 ед.Хазена. Технология включает стадии нейтрализации и водной промывки, что ведет к образованию больших количеств сточных вод и ухудшению экологических показателей производства.

Задача изобретения состоит в разработке безотходного способа получения сложных эфиров, применяемых в качестве пластификатора для ПВХ взамен традиционного диоктилфталата (ДОФ), с высоким пластифицирующими свойствами и низкой цветностью, с использованием отходов производства адипиновой кислоты.

Задача решается путем взаимодействия плава дикарбоновых кислот из производства адипиновой кислоты с циклогексанолом в присутствии тетрабутоксититана в качестве катализатора. Плав состоит из смеси следующих компонентов, мас. янтарная кислота 22-24; глутаровая кислота 42-46; адипиновая кислота 30-33; азотная кислота 0,5-0,7; неидентифицированные примеси 0,5-3. Массовое отношение плав дикарбоновых кислот: спирт составляет 1:(3-3,5). Этерификацию ведут при 140-180оС до полного прекращения выделения воды с последующей отгонкой избытка циклогексанола и выделением целевого продукта с помощью перегонки под вакуумом с последующей нейтрализацией.

Изобретение имеет следующие отличия:
новый состав отходов производства адипиновой кислоты с меньшим содержанием глутаровой кислоты (42-46% вместо 45-50%), большим содержанием адипиновой кислоты (30-33% вместо 21-23%) и значительно меньшим количеством неидентифицированных примесей (0,5-3% вместо 0,5-10%);
использование в качестве спирта циклогексанола вместо смеси алифатических спиртов при меньшем избытке (3-3,5 вместо 3-5);
использование в качестве катализатора ТБТ вместо ПТСК с добавкой сульфаминовой кислоты в количестве на порядок меньше;
проведение процесса при 140-180оС;
иная очередность стадий очистки эфира-сырца и выделения целевого продукта.

Проведение процесса этерификации в присутствии амфотерного катализатора ТБТ позволяет улучшить показатели качества получаемого эфира. Так эфир, полученный предлагаемым способом, имеет цветность по платинокобальтовой шкале 10-20 ед.Хазена, в то время как для эфиров, полученных по способу-прототипу цветность составляет 130-150 ед. Хазена.

Проведение нейтрализации эфира-дисталлата без слива водно-солевого слоя и последующих водных промывок позволяет избежать потерь продукта в виде эмульсии со сточными водами и повысить выход целевого продукта до 97-98% от теоретического.

Полученная смесь дициклогексиловых эфиров дикарбоновых кислот с числом углеродных атомов 4-6 (ДЦГК-46) может быть использована в качестве пластификатора взамен ДОФ для ПВХ-композиций.

Применение ТБТ позволяет увеличить массовую долю повторно используемых спиртов с 54-72 до 75-80%
Плав дикарбоновых кислот выпускается по ТУ 113-03-20-70-82. В настоящее время нет стабильных потребителей этого продукта.

П р и м е р 1. В трехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой, ректификационной колонной, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, загружают 136 г плава дикарбоновых кислот, состоящего из 31% адипиновой кислоты, 44% глутаровой кислоты, 22% янтарной кислоты, 0,5% азотной кислоты и 2,5% неидентифицированных примесей, 300 г циклогексанола по ТУ 113-03-358-83 и катализатор ТБТ по ТУ 6-09-2738-75 в количестве 1,36 г. Массовое соотношение компонентов 1:3:0,01. Реакционную смесь нагревают и процесс ведут при 140-180оС до тех пор, пока не прекратится выделение воды. Образующуюся воду удаляют азеотропной отгонкой.

По окончании процесса этерификации проводят отгонку непрореагировавшего циклогексанола при 140-160оС и остаточном давлении 60-80 мм рт.ст. Полученный эфир-сырец перегоняют при остаточном давлении 2-3 мм рт.ст. и отбирают фракцию смеси дициклогексиловых эфиров дикарбоновых кислот с числом углеродных атомов 4-6 (ДЦГК-46) в интервале температур 160-190оС. Выделенную фракцию ДЦГК-46 с кислотным числом около 3 мг КОН/г кондиционируют путем нейтрализации до кислотного числа не более 0,1 мг КОН/г.

П р и м е р ы 2-7 осуществляют аналогично примеру 1. Загрузка применяемых в процессе компонентов, а также выход и физико-химические показатели целевого продукта приведены в табл. 1. Пластифицирующие свойства смеси полученных эфиров приведены в табл. 2.

Похожие патенты RU2057115C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРОВ 1992
  • Носовский Ю.Е.
  • Колесов Б.С.
  • Бурмяков В.А.
RU2034826C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ РЕАКТОРОВ ДЛЯ СИНТЕЗА СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ 1992
  • Колесов Б.С.
  • Бурмяков В.А.
  • Носовский Ю.Е.
RU2011444C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ВОДНО-КИСЛОГО СЛОЯ - ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА КАПРОЛАКТАМА 1993
  • Кисиль И.М.
  • Преображенский В.А.
  • Золин В.С.
  • Городецкая Н.И.
  • Давыдов Ю.И.
  • Поликарпов А.В.
  • Саломыков В.И.
RU2039740C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИАРИЛФОСФАТОВ 1991
  • Войтюк Л.П.
  • Ермилина Н.И.
  • Осипова О.В.
  • Суворова А.В.
  • Сурков С.Ю.
RU2028299C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРИС- β -ХЛОРПРОПИЛФОСФАТА 1992
  • Ермилина Н.И.
  • Войтюк Л.П.
  • Харрасова А.Н.
RU2037497C1
СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫХ СМОЛ 1992
  • Фомина Н.И.
  • Астахов П.А.
  • Завин Б.Г.
  • Блюменфельд А.Б.
  • Архипов И.А.
  • Лягин А.Ю.
RU2038359C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННОЙ УРЕАЗЫ 1990
  • Кульчицкий Ю.Л.
  • Горчаков В.Д.
  • Петров В.Р.
  • Краснов М.С.
  • Солнцева Д.П.
RU2031120C1
ПОЛИМЕРНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 1993
  • Лущейкин Г.А.
  • Шенфиль Л.З.
RU2036182C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ 1992
  • Мехтиев А.А.
  • Мустафина О.Е.
  • Разгоняева Т.П.
  • Смирнов П.И.
  • Моисеев В.М.
  • Стуков В.Т.
  • Вакульчик Т.А.
RU2064940C1
Пластифицирующая смесь для поливинилхлоридных композиций 1989
  • Преображенский Владимир Анатольевич
  • Мальцев Вадим Васильевич
  • Золин Вячеслав Сергеевич
  • Городецкая Нина Ильинична
  • Луцкая Людмила Александровна
  • Кервалишвили Зураб Ясонович
  • Караулашвили Демна Иосифович
  • Гогнадзе Заурий Гервасиевич
SU1796640A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 057 115 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ СМЕСИ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ С ЧИСЛОМ УГЛЕРОДНЫХ АТОМОВ 4 - 6

Использование: пластификатор для ПВХ-полимера. Сущность изобретения: продукт - пластификатор - смесь сложных эфиров дикарбоновых кислот C4 - C6. Т. кип. 160 - 190oС, 2 - 3 мм рт. ст., температура вспышки 180 - 182oС. Реагент 1: плав дикарбоновых кислот -отход производства адипиновой кислоты, состоящий из смеси 22 - 24% янтарной, 42 - 46% глутаровой, 30 - 33% адипиновой кислот, 0,5 - 0,7% азотной кислоты и 0,5 - 3% неидентифицированных примесей. Реагент 2: циклогексанол. Условия реакции: массовое соотношение кислота: спирт 1:3 - 3,5, катализатор - тетрабутоксититан, взятый в количестве 0,5 - 1,5% от массы дикарбоновых кислот, температура 140 - 180oС, и процесс проводят до полного прекращения выделения воды с последующей отгонкой избытка спирта вакуумной перегонкой с отбором фракции с температурой кипения 160 - 190oС и нейтрализацией. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 057 115 C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ СМЕСИ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ С ЧИСЛОМ УГЛЕРОДНЫХ АТОМОВ 4 - 6 путем взаимодействия плава дикарбоновых кислот - отхода производства адипиновой кислоты, состоящего из смеси янтарной, глутаровой и адипиновой кислот и содержащего в качестве примесей 0,5 - 0,7 мас.% азотной кислоты и 0,5 - 3 мас.% неидентифицированных соединений, со спиртом при массовом соотношении кислоты спирта 1 : 3 - 3,5 в присутствии катализатора при нагревании до полного прекращения выделения воды с последующей отгонкой избытка спирта и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что плав дикарбоновых кислот содержит 30 - 33 мас.% адипиновой кислоты и 42 - 46 мас.% глутаровой кислоты, в качестве спирта ипользуют циклогексанол, а в качестве катализатора - тетрабутоксититан в количестве 0,5 - 1,5 мас.% от массы дикарбоновых кислот и процесс проводят при 140 - 180oС и при выделении целевого продукта вначале при вакуумной перегонке отбирают фракцию с температурой кипения 160 - 190oС, а затем выделенную фракцию нейтрализуют.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2057115C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
СИНТЕТИЧЕСКОЕ МАСЛО 1966
  • Садовникова Л.А.
  • Зельвянская Е.Б.
  • Ициксон Т.М.
  • Миловидова Н.В.
  • Рапопорт И.Б.
  • Шейнина С.З.
  • Посонина Е.И.
  • Динцес А.И.
  • Никоноров Е.М.
  • Каржев В.И.
  • Сильченко Е.И.
  • Евсеев Г.Д.
  • Рабинович Б.Я.
SU215376A1
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ получения несимметричных эфиров дикарбоновых кислот как основы сложноэфирного смазочного масла 1977
  • Белов Петр Степанович
  • Заворотный Виктор Александрович
  • Коренев Константин Дмитриевич
  • Жарова Эмма Николаевна
  • Комарова Наталия Николаевна
  • Цветков Олег Николаевич
SU732243A1
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов 1921
  • Ланговой С.П.
  • Рейзнек А.Р.
SU7A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Способ получения сложных эфиров дикарбоновых кислот 1978
  • Деревянко Роза Шерматовна
  • Кулик Василий Николаевич
  • Моргунова Евгения Трофимовна
SU791737A1
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов 1921
  • Ланговой С.П.
  • Рейзнек А.Р.
SU7A1

RU 2 057 115 C1

Авторы

Лешина Т.В.

Кирилович В.И.

Кузнецова Е.В.

Преображенский В.А.

Золин В.С.

Городецкая Н.И.

Даты

1996-03-27Публикация

1993-03-05Подача