СПОСОБ СОПРЯЖЕННОГО ГИДРИРОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И ЖИРОВ С ДЕГИДРИРОВАНИЕМ СПИРТОВ Советский патент 1969 года по МПК C11C3/12 

Известен способ сопряженного гидрирования хлопковото масла с дегидрироваиием этилового спирта на скелетном никельалюминиевом катализаторе с содержанием 28,0% Ni и 72% А1 при температуре 190-250°С и давлении водорода в реакционном аппарате 27-36 ати.

Известно, что скелетный никельтитаналюминиевый катализатор в последнее время пдироко используется для гидрирования водородом из газовой фазы ряда органических соединений (жиров, caxapOiB, фурфурола и др.).

Достоинство скелетных катализаторов на основе бинарных сплавОВ Ni-А1 является возможность осуществления сопрягаемых реакций гидрирования и дегидрирования без подвода водорода извне и получения одновременно в результате этих реакций двух ценных продуктов. Скелетные никелевые катализаторы без промотирующих добавок характеризуются малой активностью, быстрой потерей активности в результате извлечения сорбированной формы водорода вещества1ми, хорошо адсорбирующимися на поверхности и, как следствие, недостаточным показателем стабильности. Кроме того, процесс сопряженного гидрирования - дегидрирования ведут при повышенных давлении и температуре, что требует значительной затраты времени.

Цель предлагаемого изобретения - применение для сопряженного гидрирования (дегидро-гидрирования) скелетного никельтитаналюминиевого катализатора, получаемого на основе тройной системы сплава Ni - Ti - Al (состава 47% Ni, 3% Ti и 50%, Al). Этот катализатор объединяет преимущества ранее известных скелетных катализаторов для сопряженното гидрирования и гидрирования

водородом из газовой фазы, а также повышает производительность процесса гидрирования растительных масел и жиров с одновременным получением саломасов и кетонов соответственно из растительных масел и спиртов без затраты средств на производство водорода, необходимого для гидрогенизации.

Цель изобретения достигается тем, что предлагаемый катализатор используют в условиях сопряженного гидрирования водородом, образующимся в процессе совмещенного с гидрированием дегидрирования циклического (например, циклогексанола) или алифатического (нанример, изонронанола) спирта -при температуре процесса 60-160°С и атмосферном давлении.

HQM слое и -в интенсивно встряхиваемом апиарате - «утке.

Сопряженное гидрирование хлопкового масла -ведут при атмосферном давлении и температуре от 120 до 180°С :водородом циклогексанола с интервалом в 20°С и от 60 до 110°С - водородом изопропилового спирта с интервалом в 10°С. Смесь донора (спирта) и акцептора (масла) подают с помощью дозирующего насоса типа НЖР в трубчатый реактор с катализатором. Объемную скорость подачи -смеси варьируют от 0,3 до 5,4 час. При определенных условиях температуры и объемной скорости изменяют та-кже соотнощение взятых для сопряженного гидрирования донора и акцептора; испытаны объемные соотнощения донора и акцептора, равные 1 :2, 1 :3и 1 :4.

Глубина и селективность сонряженного гидрирования растительных жиров за счет связанного водорода спиртов зависит от природы спирта-донора водорода, температуры процесса, скорости подачи смеси масло-спирт (в условиях стационарного слоя) и времени гидрирования (в утке).

В зависимости от условий сопряженного гидрирования получают саломасы с показателями, отвечающими ГОСТу как на тех1нический, так и пищевой саломас.

Проведение сопряженного гидрирования за счет связанного водорода-донора исключает необходимость. в цехе водорода, что делает экономически целесообразнее и безопаснее процесс одновременного производства саломасов и ценных кетонов (в частности, циклоге сса.нона, используемого для получения капролактама, ацетона и др.).

Таблица 1

эксплуатируется около 6 месяцев без регенерации; последующий процесс регенерации катализатора удлиняет срок его службы для сопряженного гидрирования до одного года. При использовании изопропилового и изобутилового спирта в качестве донора водорода сырье может быть взаимозаменяемо без остановки процесса, и при температуре процесса 70-80°С (в случае изопропанола) и

90-100°С (в случае изобутанола) получают саломасы, отвечающие требованиям ГОСТа на пищевой саломас, и.одновременно соответствующие кетоны: ацетон и метилэтилкетон. Пример. Сопряженное гидрирование

хлопкового масла связанным водородом циклогексанола проводили в лабораторном проточном реакторе. Для гидрирования применяли хлопковое масло с йодным числом 108,6, родановым 65,5, кислотным числом 0,28; с содержанием глицеридов линолевой кислоты 58,3%, олеиновой 15 и насыщенных кислот 31,7%. В качестве донора водорода использовали циклогексанол марки 4. Опыты проводили на стационарном катализаторе. В реактор загружали 100 мл Al сплава с размером кусочков 3-5 мм по грани. Из сплава выщелочено 10-12% алюминия.

Таблица2

Данные инфракрасной спектроскопии 1показывают, что циклические и алифатические спирты в условиях сопряженного гидрирования и дегидрирования превращаются лишь в соответствующие кетоны, при этом побочные продукты не образуются, и сплавной никельтитаналюминиевый катализатор в процессе сопряженного гидрирования характеризуется хоррщей селективностью и долговечностью.

В табл. 1 и 2 приведены результаты опытов сопряженного гидрирования хлопкового масла циклогексанолом при температуре 140°С (объемное соотношение цижлогексанола и масла 1:2) и 160°С (объемное соотношение

циклогексанола и масла 1 : 4) соответственно. Из табл. 1 следует, что, изменяя объемную скорость от 0,3 до 2,1 об/об катализатора в час получают саломасы «ак с низкой температурой плавления - 30°С (1,8-2,1 об/об

катализатора в час), так с т. пл. 39,5°С (0,3 об/об катализатора в час). Наиболее селективно процесс идет при больших объемных скоростях (1,8-2,1). В этих условиях получают саломасы по своей физико-химической характеристике, близкие к пищевым, при низких объемных скоростях--саломасы, близкие к техническим.

0,9-1,8 об/об катализатора в час получают саломасы с т. пл. 31-34°С и соответственно йодными числами 74-72. В этих условиях гидрирование идет исключительно селективно. Данные жирнокислотного состава саломасов свидетельствуют о том, что глицериды линолевой кислоты в значительной степени переходят В эфиры олеиновой кислоты, не изменяя при этом практически содержание глицеридов насыщенных кислот (31,7%). Кислотное число саломасов практически остается таким же, как кислотное число исходного хлопкового масла. Содержание никеля в саломасах не более 1 мг/кг. Твердость саломасов, полученных при 160°С и объемной скорости 1,2-1,8 чйс-1, 180-200 ч/см.

Таблица 3

Никельтитаналюминиевый скелетный катализатор эксплуатируют непрерывно (с остановкой процесса в ночное время) в реакции сопряженного гидрирования хлопкового масла водородом циклогексанола, при этом он не теряет своей активности более 5 месяцев. Затем катализатор регенерируют дополнительным выщелачиванием алюминия из сплава на 8%. После регенерации активность катализатора восстанавливается. В дальнейшем

его применяют для сопряженного гидрирования хлопкового масла водородом изопропанола. При температуре 160°С в условиях интенсивного перемешивания, в утке, при сопряженном гидрировании 10 мл хлопкового масла на 0,5 г скелетного Ni-Ti-Al .катализатора, 5 мл циклогексанола в зависимости от продолжительности процесса получают саломасы с физико-химической характеристикой, приведенной в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что сопрялсенное гидрирование хлопкового масла водородом циклогексанола до саломаса с температурой плавления и.йодным числом, соответствующими ГОСТу на пищевой саломас, завершается за 5 мин. Увеличение времени гидрирования до 10 мин и выше способствует более глубокому гидрированию масла и соответственно дегидрированию спирта. Селективность катализатора в отношении гидрирования глицеринов линолевой кислоты до эфиров олеиновой в случае проведения процесса в интенсивно встряхиваемом аппарате (в утке) несколько

ниже, чем при проведении процесса в аппарате колонного типа. Однако снижение температуры процесса и уменьшение количества катализатора в реакционной смеси приводят к более селективному гидрированию связанным водородом спиртов.

Предмет изобретения

Способ сопряженного гидрирования растительных масел и жиров с дегидрированием спиртов на скелетных катализаторах, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, в качестве :катализатора используют скелетный никельтитаналюминиевый катализатор и процесс ведут при температуре 60-160°С.