Способ получения диметиловых эфиров димерных жирных кислот таллового масла Советский патент 1988 года по МПК C09F7/06 

Изобретение касается высших жирны кдрбомопых кислот, в частности получения диметиловых эфиров, днмерных: жирных кислот таллового масла (ЖКТИ) применяемых в качестве исходных продуктов для сырья для производства алигоамидов и клеевых композиций.

Цель изобретения - упрощение процесса и повышение выхода целевого 11|родукта, достигаемые путем непрерыв lioro проведения процесса с объемной С коростью подачи сырья 0,1-0,3 т|ри 160-180 С в присутствии алюмоси- 1|икатного катализатора АС-38. I Изобретение иллюстрируется следу- нрщими примерами.

: Алюмосиликатный катализатор АС-38 cfocTOHT из окиси кремния SiO-2 в ко- ичестве 85-87% и окиси алюминия в количестве 13-15% с диаметро фариков, колеблющимся от 3 до 6 мм и более. Насыпная плотность 0,68 т/м. : Основные характеристики применяемого по известному способу катализа- Тора Цеокар-2, состав, % мае.: - 10; Sic 83,5; окислы редкоземельных элементов . 2,5%, прочие до 100%.

В основную алюмосиликатнуш матри- Uy введено 12-14% алюмосиликата в форме кристаллического цеолита типа

НУ.

Фракционный состав, %: 0,315 мм - ет,, -70,16 мм 3,2, 0,1 мм 82,8, kO,5 мм 41,6. Насыпная плотность 0,80 т/мз.

Пример 1 (известный). В колбу, снабженнуюмешалкой и термомет- ром, загружают 530 г метиловых эфй- ров жирных кислот таллового масла и 15% алюмосиликатного катализатора (мелкодисперсного цеолитсодержащего Цеокар-2), что составляет 79,5 г. После непрерывного перемешивания в течение 1,5 ч при 23.0 С смесь охлаждают, отфильтровывают от катализатора и получают 471 г димеризованно- го продукта (выход от загруженных эфиров составляет 88,9%). Безвозвратные потери при осуществлении процесса за счет сорбирования катализатором составляют 11,1%. После отгонки под вакуумом непрореагировавших жирных кислот таллового масла (отгонка производится от 471 г димеризованно- го продукта) в количестве 226,7 г получают 244,3 г диметиловых эфиров ди

о

5

Q

0

5

мерных кислот таллового масла. Выход димера (от 471 г) 51,88%.

Пример 2 (предлагаемый). Метиловые эфиры жирных кислот таллового масла димеризуют при 160 С и объемной скорости подачи сырья 0,1 мл/мл кат.ч в проточном реакторе трубчатого типа объемом 70 мл, заполненного промышленным шариковым алю- мосиликатным катализатором АС-38 (объем катализатора 70 мл, масса 70 О,68 47,6 г). После пропускания 100 г метиловых эфиров жирных кислот таллового масла через объем катализатора получают 98,2 г димеризованного продукта (выход 98,2%, известный 88,9%). После отгонки под вакуумом непрореагировавших жирных кислот таллового масла в количестве 49,9 г получают 48,3 г диметиловых эфиров ди- мерных кислот таллового масла (вьгход димера 49,2%).

Получение выхода димеров более 52% в условиях известного и предлагаемого способов невозможно, так как жирнокислый состав и предлагаемая технология способов не позволяют подвергать димеризации присутствующие в эфирах жирньгх кислот таллового масла мономеры, содержание которых составляет порядка 48%.

Состав целевых и исходных продуктов указаны в таблице 1.

Согласно полученным результатам примера 2 можно рассчитать показатель съема готовой продукции с единицы полезного объема (в данном случае объема катализатора) предлагаемого непрерывного действующего аппарата. Учитывая, что полезный объем реактора и загруженного в него катализатора составляет 70 мл, расчет значения съема продукта проводится в сопоставимых условиях известного и предлагаемого изобретения. В избестном способе (см. пример 1) в аппарат зат гружают 0,45 г мелкодисперсного катализатора. Учитывая это, определяют производительность такого же количества катализатора АС-38 по предлагаемому способу. 0,45 т шарикового катализатора с насыпной плотностью 0,68 т/м занимает объем 0,45:0,68 0,66 м или 660 л. При самой низкой объемной скорости подачи сырья (пример 2) 0,1 л на 1 л катализатора (или равноценно на 1 л рабочего объема реактора) в 1 ч за 1 ч работы че31395647

рез объем катализатора (или объем реактора) , равный 660 л будет пропущено 660x0,1 66 л или ,89 58,7 кг/ч метиловых эфирен жирных кислот таллового масла (0,89 кг/л - плотность эфиров ЖКТМ). С учетом выхода димеризованного продукта, составляющего 98,2% от исходного сырья, количество полученных диме ризованных Q эфиров составляет 58,,982 57,6 кг/ч. Из этого количества выход димера согласно примеру 2 составляет 49,2%, что в колличественнвм выпоказателей, приведенных в табл.3, значения кислотного числа и числа омыления для продуктов, полученных в примерах 10, 11, 16 и 17, показатели для эфиров димерных кислот в значительной степени ухудшаются.

Таким образом-, предлагаемый способ получения диметиловых эфиров димерных жирных кислот таллового масла по сравнению с известным способом позволяет заменить дорогостоящий це- олитсодержащий катализатор с добавками редкоземельных элементов на более

ражении составит 57,6x0,,3 кг/ч.15 дешевый и технологичный промьптшенньш

шариковый апюмосиликатный катализатор АС-38; понизить температуру проведения процесса димеризации с 190- 240 до 160-180°С; значительно повысить производительность катализатора, доводя съем готовой продукции с единицы объема аппарата занимаемой катализатором до 40-130 , что в 6-18 раз выше, чем .в известном способе; осуществить непрерывное получение диметиловых эфиров димерных кислот, исключая многие продолжительные по времени стадии известного производства (фильтрация, отстой, декантирование и т.д.); увеличить выход димери- зованных продуктов до 98% (в известном 88,9%), сводя потери при получеВ расчете на единицу объема аппарата (или катализатора) получаем величину съема готовой продукции с единицы полезного объема предлагаемого аппарата, равную 28,6/0,66 42,9 . 20 Таким образом, производительность катализатора АС-38 в 6 раз выше, чем в известном способе (в известном 6-7 ч).

Примеры 3-9. Способ проводят 25 аналогично примеру 2. Полученные результаты сведены в табл.2.

Примеры 10-17 осуществляют в условиях выше или ниже предлагаемых граничных показателей, необходимых для осуществления предлагаемого способа димеризации эфиров жирных кислот таллового масла.

Из приведенньк в данных видно, что увеличение объемной скорости подачи сырья или уменьшение температуры проведения процесса (примеры 12-15) приводит к уменьшению выхода димера (34-46%), значение которого становится ниже граничного по- Q ров димерных жирных кислот таллового казателя. Увеличение температуры масла путем димеризации метиловых (примеры 16 и 17) или уменьшение зфиров жирных кислот-таллового масла объемной скорости подачи сырья (при- на гетерогенном катализаторе, о т меры 10 и 11) хотя и обеспечивают вы- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с

35

НИИ днмеров к минимуму; избежать загрязнений эфиров димерных кислот час;- тицами катализатора.

Формула изобретения Способ получения диметиловых зфисокую степень превращения эфиров в димерные продукты, однако они по своим физико-химическим свойствам не . удовлетворяют требованиям предъявляемым к товарным эфиров ди- мерных кислот. Как видно из основных gQ алюмосиликатного катализатора АС-38.

лью упрощения процесса и повьшения выхода целевого продукта, процесс проводят непрерывно с объемной скоростью подачи сырья 0,1-0,3.4 при 160-180 в присутствии шарикового

показателей, приведенных в табл.3, значения кислотного числа и числа омыления для продуктов, полученных в примерах 10, 11, 16 и 17, показатели для эфиров димерных кислот в значительной степени ухудшаются.

Таким образом-, предлагаемый способ получения диметиловых эфиров димерных жирных кислот таллового масла по сравнению с известным способом позволяет заменить дорогостоящий це- олитсодержащий катализатор с добавками редкоземельных элементов на более

30

ров димерных жирных кислот таллового масла путем димеризации метиловых зфиров жирных кислот-таллового масла на гетерогенном катализаторе, о т

НИИ днмеров к минимуму; избежать загрязнений эфиров димерных кислот час;- тицами катализатора.

Формула изобретения Способ получения диметиловых зфиалюмосиликатного катализатора АС-38.

лью упрощения процесса и повьшения выхода целевого продукта, процесс проводят непрерывно с объемной скоростью подачи сырья 0,1-0,3.4 при 160-180 в присутствии шарикового

Т а б л и ц а 1

13956478 Таблица 3

Изобретение касается получения производных димерных жирных кислот таллового масла,, применяемых для производства олигоамидов и клеев. Процесс ведут непрерывной каталитической димеризацией метиловых эфиров жирных кислот со скоростью их подачи 0,1-0,3 ч- при 160-180 С в присутствии шарикового силикатного катализатора АС-38. Выход димера 98% без загрязнения его частицами катализатора. Производительность процесса 40-130 (в 6-18 раз вь гше известного). 3 табл. i С/

3,2-3,6

172-176

14,6 8,2 21,3 18,4

156 165 161 168