Способ получения щелочных солей жирных кислот Советский патент 1982 года по МПК C07C51/41 

Изобретение относится к усовершен ствованному способу получения щелочных солей жирных кислот, который может быть использован в нефтехимических производствах при выделении жирных кислот из оксидата, а также в Nbi ловарении. Известен способ полумения щелочных солей жирных кислот омылением последних едкими щелочами или действием соды на свободные высшие жирные кислоты о Недостатком такого способа являет ся использование дефицитных (NaOH, КОН, Na2COi, К2СО) и дорогостоящих (NaOH, КОН) продуктов Известен также электрохимический способ получения солей жирных кислот (способ Асланова), в частности магниевых, медных, железных, кобальтовы заключающийся в том, что кислоты омы ляют в бездиафрагменном электролизере, содержащем анод из поливалентного металла, путем электролитического растворения анода в электролите - неорганической соли щелочного или щелочноземельного металла . Однако таким способом щелочные соли жирных кислот не были получены. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения щв лочных солей жирных кислот омылением последних сначала 25%-ным раствором NaaCO,, а затем концентрированным раствором щелочи при и перемешивании 31. Недостатком этого способа является сложность процесса из-за использования агрессивных, дорогостоящих и дефицитных омылителей, ведения процесса при высокой температуре, а также из-за необходимости ведения процесса в условиях перемешивания. Целью изобретения является упрощение процесса. Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа получе3979ния щелочных солей жирных кислот путем омыления жирных кислот щелочным агентом процесс ведут в катодной зоне электролизера с катионитной мембраной и нерастворимым анодом при сверхтитровой температуре в среде электролита неорганической соли щелочного металла. Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что про- 50 цесс ведут в катодной зоне электролизера с катионитной мембраной и нераст воримым анодом при сверхтитровой температуре в среде электролита - неорга нической соли щелочного металла. Желательно в качестве неорганической соли щелочного металла использовать хлорид или сульфат, или нитрат натрия или калия и процесс вести при 20--it5°C. Процесс осуществляют следующим образом. Омыляемую жирную кислоту, смесь свободных жирных кислот или оксидат, имеющие температуру, превыш ющую титровую (температуру застывания) , которая зависит от исходного сырья, вводят в катодную зону электролизера с катионитной мембраной, содержащую насыщенный водный раствор неорганической соли щелочного металла (хлорида, сульфата или нитра та натрия или калия)., Католит (электролит в катодной зо не электролизера) подвергают принудительной .непрерывной рециркуляции в катодной зоне с прохождением через органический слой,. Благодаря разнице в плотностях, а -также правильно выбранному,, умеренному режиму рециркуляции Католита органический слой не увлекается в циркуляционный поток, а неизменно располагается над насыщенным католитом. I - , В качестве исходного анолита используют тоже насыщенный водный раст вор неорганической щелочной соли, который при электрообработке непреры но доукрепляют до первоначальной плотности путем контактирования его кристаллической щелочной солью, в связи с чем концентрацию щелочной соли 8 анолите в процессе омыления постоянно поддерживают на уровне исходной, т,е. насыщенной, а интенсивность омыления на протяжении всего процесса - неизменной и равной перво начальнойо Анолит подвергают принуди тельной рециркуляции в анодной зоне. Исходные электролиты обеих зон имеют примерно ту же температуру, что и омыляемая органическая фаза. По окончании омыления полученную щелочную соль жирной кислоты или омыленный оксидат отделяют отстаиванием от католита. Последний повторно используют в процессе для омыления новых объемов жирных кислот. Щелочную соль жирной кислоты или омыленный оксидат применяют по назначению. Условия проведения предлагаемого способа выбирают следующим образом. Сверхтитровую температуру используют для придания жирной кислоте состояния жидкотекучести, г„е. транспортабельности с, Катионитную мембрану применяют для того, чтобы обеспечить приток в катодную зону из анодной щелочных катионов, но в то же время исключить переход в анодную зону образующихся у катода гидроксил-ионов (ОН групп) и резко повысить эффективность омыления (анионитная и инертная мембраны для этих целей не пригодны). Анод выбирают нерастворимым (графитовым, угольным). Материал катода не имеет значения, однако предпочтительно использование катода из такого металла, на котором перенапряжение водорода минимальное, например из никеля . Продолжительность процесса определяется переводом при данной силе тока в органическую фазу стехиометрического количества ионов щелочного металла, необходимых для полного омыления о В процессе омыления органическая фаза подвергается тончайшему диспергированию выделяющимися на катоде газами,что резко увеличивает реакционную поверхность омыляемого продукта и обеспечивает идеальное перемешивание , Предлагаемый способ позволяет упростить процесс за счет исключения из процесса агрессивной, дорогостоящей и дефицитной щелочи, понижения температуры процесса, за счет исключения из процесса специальной операции - тщательного перемешивания омыляемых кислот с растворами щелочей. Применение такого способа дает возможность также с успехом омылять трудноомыляемые продукты - оксидат. Пример 1 о Омыление промышленных синтетических жирных кислот (СЖК) фракции Cf-Cg В катодную камеру диафрагменного электролизера (мембрана катионитная, ) , содержащую 500 (лл насыщенного водного раствора хлорида натрия (католит), вводят при (для фрак ции эта температура является сверхтитровой) 100 г промышленных СЖК фракции (Шебакинского химкомбината Белгородской области) с мо лекулярным весом Ti3 и плотностью 917,8 г/дмЗ (при 20°С). Анолит бОО мл насыщенного раствора того же хлорида натрия (плотность 1205 г/дм Катод изготовлен из нержавеющей стали, анод - из графита. Католит подвергают принудительной рециркуляции в катодной зоне с прохождением через органический слой (п средством лабораторного центробежного насоса и набора стеклянных и рези новых трубок о Через систему пропускают постоянный электрический ток. Газообразные продукты на электродах: во дород - на катоде, хлор - на аноде. В процессе омыления насыщенную концентрацию хлорида натрия в анодной зоне поддерживают постоянной путем непрерывного вывода анолита из анодной зоны, доукрепления его в чане - перемешивателе кристаллическим хлоридом натрия и введения доукрепле ного раствора, снова в анодную зону. Сила тока при электрообработке 5 (катодная и анодная плотность тока 200 А/м). Напряжение 3,5-,0 В. Про должительность омыления Ц ч. По окончании электрообработки фазы разделяют отстаиванием, Степень омыления жирных кислот, Тое. количество натрия, перешедаее в органическую фазу, определяют тремя методами: взвешиванием аликвоты, т.е. части объема омыленных жирных кислот, посл чего делают пересчет на весь объем, при этом определенный таким образом вес всего объема омыленных жирных кислот равен 11,3 г (некоторые поте ри органической фазы неизбежны); по изменению плотности органической Аазы до и после электрообработки путем непосредственного замера плотностей с помощью набора денсиметров (ареометров); химическим анализом (на натрий) водного раствора, полученного tiSpaботкой аликвоты насыщенной органичес КОЙ фазы слабьн 1 раствором серной кислоты с переводом натрия из органической фазы в водный раствор в виде суль-, фата натрия. Определенная таким образом емкость по натрию в расчете на 100 г СЖК фракции Cjr-Cg составляет 15, 16,0 г. Теоретически для омыления 100 г СЖК с молекулярным весом требуется 16,08 г натрия, при этом вес полученной щелочной соли жирных кислот по стехиометрии должен составить 115,38 г. На выделение 16,Об г натрия теоретичесю1 необходимо 18,7 А. ч, Практически вес окыленной фракции составляет 11,3 г, количество натрия, перешедшее в органическую фазу, равно 15,,0 г, на что затрачивается 20 А.ч. Пример 2. Омыление оксидата. Характеристика оксидата по данным Шебакинского химкомбината: Кислотное число, мг КОН/Г77,5 Эфирное число, мг КОН/Г50,1 Содержание жирных кислот, (TV 33 Содержание неомыляемых, В катодную зону диафрагменного электролизера (мембрана катиоиитная, MK-tO), содержащую в качестве электролита 500 мл насыщенного водного раствора хлорида натрия, вводят при сверхтитровой температуре (0-45°С) 100 г оксидата. Электролит анодной зоны - 600 мл того же насыщенного водного раствора хлорида натрия. Температуру анолита, католита и оксидата поддерживают в пределах для обеспечения жидкотекучести оксидата и транспортабельности технологического потока в целом. Анод изготовлен из графита, катод - из нержавеющей стали. Рециркуляцию католита и анолита и доукрепление анолита в процессе омыления осуществляют, как в приме- pet. На систему накладывают постоянный электрический ток, при этом на катоде выделяется водород, на аноде хлор. Электрообработку продолжают 1 ч при силе тока Ц,6 А (катодная и анод