Способ получения технической стеариновой кислоты
Изобретение касается жирных карбоновых кислот, в частности способа получения технической стеариновой кислоты, которую используют для синтеза октадецилового спирта. Цель - повышение производительности процесса и улучшение качества целевого продукта. Процесс ведут гидрированием дистиллированных жирных кислот водородом при 240-280°С, объемном соотношении Н2 и сырья, равном (40-
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РеспУБлик
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
4 (Л
Ю 4 (21) 4256087/04 (22) 03.06.87 (46) 07,09.91. Бюл. М 33 (71) Казахский государственный университет им. С.M,Êèðîâà (72) М.А.Гинзбург, К.А.Жубанов, Ф.Х,Хабибуллин, Н.Ф.Васильев, Н.Д.Клочко, Е.П.Мазин, Ю.А.Гулезов, А.М.Рахматуллин, И.Х.Сунгатуллина и Л,Н.Казанский (53) 547.295.94,07 (088,8) (56) Батманов К.Б. Восстановление некоторых нитросоединений на стационарных катализаторах, Автореферат. Алма-Ата, 1980.
Клочко Н.Д., Дорофеева Н.С. Гидрирование жирных кислот соапстока на различных катализаторах. — Каталитические реакции в жидкой фазе, Алма-Ата, 1974, с, 724-729. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ
СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ
Изобретение относится к области органической химии, в частности к усовершенствованному способу получения технической стеариновой кислоты, которую используют для синтеза октадецилового спирта.
Цель изобретения — повышение производительности процесса и улучшение качества целевого продукта.
Цель достигается путем гидрования дистиллированных жирных кислот в присутствии стационарного катализатора на основе выщелоченного никель-титан-хром-железоалюминиевого сплава при следующем содержании компонентов, мас. :
Никель 40,0 — 47,0
Титан 1,0 — 3,5
„„. Ы„„1675297 А1 (si)s С 07 С 51/36, 53/126//В 01 J 23/76 (57) Изобретение касается жирных карбоновых кислот, в частности способа получения технической стеариновой кислоты, которую используют для синтеза октадецилового спирта. Цель — повышение производительности процесса и улучшение качества целевого продукта. Процесс ведут гидрированием дистиллированных жирных кислот водородом при 240-280 С, объемном соотношении Hz и сырья, равном (40430):1, и давлении водорода 0,6 МПа в присутствии ста цион ар но го катализатора на основе никель-титан-алюминиевого сплава, дополнительного содержащего хром и железо, Катализатор имеет состав, мас. $: никель 40,0 — 47,0; титан 1,0 — 3,5; хром
1,0 — 3,0; железо 1,0-3,5; алюминий остальное, Способ позволяет повысить производительность процесса в 1,1 — 1,4 раза, выход целевого продукта — в 1,2 — 1,9 раза при лучшем его качестве (получается более светлый гидрогениэат). 3 табл.
Хром 1,0-3.0
Железо 1,0 — 3,5
Алюминий Остальное при 240 — 280 С и объемном соотношении водород — гидрируемое сырье (40 — 430):1.
Важное значение имеет качественный состав катализатора, соотношение компонентов в нем. Результаты опытов показывают, что уменьшение содержания хрома ниже 1,0 мас., титана ниже 1,0 мас. . железа ниже 1,0 мас. и никеля ниже 40,0 мас.% снижает производительность и качество гидрогенизата. Аналогичная картина наблюдается и при повышении содержания хрома выше 3,0 мас., титана выше 3.5
1675297 мас.$, железа выше 3,5 мас.$ и никеля выше 47,0 мас. .
Большое значение имеет и температура проведения процесса. При температуре выше 280 С процесс вэрыво- и пожароопасен.
При температуре ниже 240 С снижается производительность и качество гидрогенизата.
Существенное влияние на производительность и качество гидрогенизата оказывает объемное соотношение избыточный водород — гидрируемое сырье. При объемном соотношении избыточный водород— гидрируемое сырье менее 40:1 производительность и качество гидрогениэата снижаются, повышение объемного соотношения
430:1 нецелесообразно, так как не приводит к изменению производительности и качества гидрогенизата.
Использование в способе катализатора, дополнительно содержащего хром и железо с приведенным соотношением компонентов, при 240 — 280 С и объемном соотношении избыточный водород — гидрируемое сырье, равном 40 — 430;1, позволяет повысить производительность и качество гидрогенизата. Так, производительность процесса при предлагаемом способе получения технической стеариновой кислоты на Nl — Ti — Cr — Fe — Al-катализаторе, выраженная через количество полученного продукта (г) в час на 1 r катализатора составляет 0,83 (гидрирование дистиллированных жирных кислот проводят с объемной скоростью подачи 1,77 ч в режиме получения гидрогениэата с йодным числом не выше 32 1р, титром не ниже 53 С при температуре опыта 240 С, давлении водорода 0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород— гидрируемое сырье, равном 200:1).
Сплавы готовят следующим образом.
104 г алюминия (2 — 3 избыток на угар, чтобы получить в готовом виде 50 алюминия), нагревают до 1100-1200 С, затем вносят 90 г никеля. Температура за счет экзотермической реакции поднимается до 1900 — 2000 С.
В этот момент в расплав вводят 6 r титана, 2 г хрома, 2 r железа. Расплав тщательно перемешивают, разливают в чугунные изложницы, охлаждают, дробят, фракционируют. Полученный сплав содержит, мас. (:
Nl 45 0; TI 30; Сг1,0; Fe1,0; Al 500, По аналогичной схеме приготовлены сплавы с различным содержанием компонентов.
Пример 1. Гидрирование проводят в установке колонного типа. Для гидрирования 120 r Nl-Ti-Al (47,0 — 3,0-50,0) катализаторного сплава, фракции 3 — 5 мм загружают в реактор иэ нержавеющей стали, проводят выщелачивание 10 ь-ным едким натром до удаления из сплава 10 алюминия (глубина выщелачивания контролируется по количеству выделившегося водорода), Выщелоченный катализатор отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции по фенолфталеину и сушат в токе водорода при 120 С. Гидрированию подвергают дистиллированные жирные кислоты светло-коричневого цвета (отход производства) с иодным числом 98,7 lg, кислотным
55
Пример 3. Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-коричневого цвета (отход производства) с иодным числом 112,7;(, lz, кислотным числом 196,1, титром 24,7 С, процент неомыляемых веществ
1,28ь, проводят в условиях, аналогичных примеру 1, на Nl-Ti — А! (47,0 — 3,0 — 50,0) катализаторе с объемной скоростью подачи 1,23 числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56%, путем непрерывной подачи жирных кислот и водорода в
15 реактор при 235 С, давлении водорода
0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород — гидрируемое сырье, равном
200:1 в режиме получения технической стеариновой кислоты (иодное число 30 — 32 lz, 20 титр не ниже 53 С) с объемной скоростью подачи 1,41 ч
-1
Через 60 ч гидрирования на Nl-Tl-Al (47,0 — 3,0-50,0) катализаторе при 235 С, давлении водорода 0,6 МПа и объемном соот25 ношении избыточный водород гидрируемое сырье 200:1 показатели гидрогениэата отклоняются от показателей технической стеариновой кислоты, и реакцию прекращают. Полученный гидрогенизат
30 взвешивают. Получают 5,4 кг технической стеариновой кислоты светло-коричневого цвета. Вес исходных жирных составляет
0,66 г ч/г катализатора.
Пример 2. Гидрирование дистиллиро35 ванных жирных кислот желто-красного цвета (отход производства) с иодным числом
101,2 1, кислотным числом 197,9, титром
32,8 С, процент неомыляемых веществ
1,82 . проводят в условиях, аналогичных примеру 1 на Ni — Ti — Al (47,0 — 3,0 — 50,0) катализаторе с объемной скоростью подачи 1,35 ч, Производительность процесса составля-1
° ет 0,64 г ч/г катализатора.
Через 58 ч гидрирования показатели гидрогенизата отклоняются от показателей технической стеариновой кислоты и реакцию прекращают, Полученный гидрогенизат взвешивают. Получают 4,356 г технической стеариновой кислоты желтокрасного цвета. Вес исходных жирных кислот составляет 4,35 кг, 1675? 97 ч . Производительность процесса составляет 0,58 г ч/г катализатора.
Через 67 ч гидрирования показатели гидрогенизата отклоняются от показателей технической стеариновой кислоты и реак- 5 цию прекращают. Полученный гидрогенизат взвешивают. Получают 4.587 кг технической стеариновой кислоты желтокоричневого цвета. Вес исходных жирных кислот составляет 4,586 кг, 10
Пример 4. Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-коричневого цвета с иодным числом 98,7 !2, кислотным числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56, проводят в усло- !5 виях, аналогичных примеру 1, на
Nl — Сг — Tl — Fe — А! (42,5-2,0 — 3,0-2,5-50,0) катализаторе при 240 С, давлении водорода
0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород — гидрируемое сырье 200;1 в 20 режиме получения технической стеариновой кислоты (иодное число 30-32 А, титр не ниже 53 С) с объемной скоростью подачи
1,77 ч, Производительность процесса составляет 0.83 г ч/г катализатора, 25
Через 80 ч гидрирования показатели гидрогениэата отклоняются от показателей технической стеариновой кислоты и реакцию прекращают. Полученный гидрогенизат взвешивают. Получают 9,012 кг 30 технической стеариновой кислоты светлокоричневого цвета. Вес исходных жирных кислот составляет 9,014 кг, Пример 5, Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-красного цве- 35 та с иодным числом 101,2 I2, кислотным числом 197,9, титром 32,8 С, процент неомыляемых веществ 1,82, проводят в условиях, àíаRогичных примеру 4, на
Ni — Cr — Tl — Fe — Al (42,5 — 2,0 — 3,0 — 2,5 — 50,0) ка- 40 тализаторе с объемной скоростью подачи
1,68 ч . Производительность процесса со-1 ставляет 0,79 г ч/г катализатора.
Через 75 ч гидрирования показатели гидрогенизата отклоняются от показателей 45 технической стеариновой кислоты и реакцию прекращают, Полученный гидрогенизат взвешивают, Получают 7,110 кг технической стеариновой кислоты светлокрасного цвета, Вес исходных жирных кис- 50 лот составляет 7,115 кг.
Пример 6. Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-коричневого цвета с иодным числом 112,7 g, I>, кислотным числом 196,1, титром 24,7 С, процент 55 неомыляемых веществ 1,28, проводят в условиях, аналогичных примеру 4, на Ni — Cr—
T! — Fe-А! (42,5-2,0-3,0-2,5-50,0) катал изаторе с объемной скоростью подачи 1,52 ч .
Производительность процесса составляет
0,71 г ч/г катализатора
Через 84 ч тидрировэния показатели гидрогенизата отклоняются от показателей технической стеариновой кислоты и реакцию прекращают, Полученный гидрогениэат взвешивают. Получают 7,201 кг технической стеариновой кислоты светлокоричневого цвета. Вес исходных жирных кислот составляет 7,2 кг.
Пример 7. Гидрирование дистиллированных жирных кислот светло-коричневого цвета с иодным числом 98,7 !2, кислотным числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56;4 проводят в условиях, аналогичных примеру 1, на
Ni- Cr — Fe — Al катализаторе с различным содержанием компонентов при 240 С, давлении водорода 0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород — гидрируемое сырье 200:1 (табл,1).
Данные табл.1 показывают, что катализатор, использоваHHblй в предлагаемом способе, с оптимальным содержанием компонентов повышает производительность процесса на 10,6--25,8/ и выход технической стеариновой кислоты на? 6,4-66,9;(,.
Пример 8. Гидрирование дистиллированных жирных кислот светло-коричневого цвета с иодным числом 98,7 l, кислотным числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56, проводят в условиях, аналогичных примеру 1, на
Nl-С r — Ti — Fe- AI (42,5- 2 0-3,0 -2,5-50,0) катализаторе при давлении водорода 0,6 МПа, обьемном соотношении избыточный водород — гидрируемое сырье, 200:1 и различных температурах (табл.2).
Данные табл.2 пока3ыBàþò, что при Iloëучении технической стеариновой кислоты предлагаемым способом повышается производительность процесса на 25,8-36,4;(, и выход технической стеариновой кислот на
66,9-88,7О/.. При темпера1уре выше 280 С процесс взрыво- и пожароопасен.
Пример 9. Гидрирование дистиллированных жирных кислот светло-коричневого цвета с иодным числом 98,7 "/, lz, кислотным числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56, проводят в условисх, аналогичных llpHMepy 1, на
Ni- Сг-Ti-Fe-А! (42.5-2,0-3,0-2,5-50,0) каTààë3аторе при 240 С, давлении водорода
О,t> МПа и различных обьемных соотношениях избыточный водород — гидрируемое
c рье (табл.3).
Данные табл.3 показывают, что при получении технической стеариновой кислоты
Ri,i",ëàãàåìûì способом при обьемном coîi øåHèè избыточный водород — гидриру1675297 емое сырье равном (40-430):1 повышается производительность процесса на 7,6 — 37,97 и выход технической стеариновой кислоты на 19,3 — 89,37,.
Таким образом, предлагаемый способ 5 по сравнению с известным позволяет повысить производительность процесса в 1,1—
1,4 раза, выход технической стеариновой кислоты в 1,2 — 1,9 раза и улучшить качество гидрогенизата (цвет). 10 присутствии стационарного катализатора на основе выщелоченного никель-титаналюминиевого сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и улучшения качества целевого продукта, используют катализатор, дополнительно содержащий хром и железо, состава, мас. (:
Никель 40,0-47,0
Титан 1,0 — 3,5
Хром 1,0 — 3,0
Железо 1,0 — 3,5
Алюминий Остальное и процесс проводят при 240 — 280 С и объемном соотношении водород — сырье (40—
430):1.
Формула изобретения
Способ получения технической стеариновой кислоты утем гидрирования дистиллированных жирных кислот под давлением 15 водорода при повышенной температуре в
Таблица 1
Объемная скорость подачи дистиллированных жирных кислот, ч
Способ и катализатор
Производительность процесса г ч/г катализатора
Выход технической стеариновой кислоты, г гидрогенизата на 1Г кдтализдтоа
0,66
1,41
45,0
* Температура опыта 235 С.
** Выход технической стеариновой кислоты рассчитывается путем деления массы гидрогениэата на массу катализатора.
Известный *
NI — TI — AI
47,0 — 3,0 — 50,0
Предлагаемый
Ni — Сг — TI — Fe — А!
46,0 — 2,0 — 0,5 — 1,5 — 50,0
45,5 — 2,0 — 1,0 — 1,5 — 50,0
44,5 — 2,0 — 2,0 — 1,5 — 50,0
43,5 — 2,0 — 3,0 — 1,5 — 50,0
43,0 — 2,0 — 3,5 — 1,5 — 50,0
42,5 — 2,0 — 4,0 — 1,5 — 50,0
45,0 — 0,5 — 3,0 — 1,5 — 50,0
44,5 — 1,0 -3,0 — 1 Я) — 50,0
42,5 — 3,0 — 3,0 — 1,5 — 50,0
42,0 — 3,5 — 3,0 — 1,5 — 50.0
44,5 — 2,0 — 3,0 — 0,5 — 50,0
44,0 — 2,0 — 3,0 — 1,0 — 50,0
42,5 — 2,0 — 3,0 — 2.5 — 50,0
41,5- 2,0 — 3,0 — 3,5 — 50,0
41,0 — 2,0 — 3,0 — 4,0 — 50,0
39,0 — 4,0 — 3,0 — 4,0 — 50,0
40,0 — 3,5 — 3,0 — 3,5 — 50,0.
47,0 — 1,0 — 1,0 — 1,0 — 50.0
48,0 — 1,0 — 0,5 — 0,5 — 50,0
1,53
1,56
1,70
1,72
$,59
1,54
1,53
1,59
1,62
1,55
1,53
1,59
1,77
1,58
1,54
1,53
1,59
1,58
1,54
0,72
0,73
0,80
0,81
0,75
0,72
0,72
- 0,75
0,76
0,73
0,72
0,75
0,83
0,74
0,72
0,72
0,75
0,74
0,72
50,0
56,9
70,0
72,1
57,5
50,8
50,0
57,5
60,5
51,0
50,0
57,5
75,1
56.9
50,8
50,0
57,5
56,9
50,8
1675297
Таблица 2
Объемная скорость подачи
ДЖК, ч
Температура опыта, С
Способ
Цвет гидрогенизата .
45,0
0,66
1,41
235
Известный
57,8
66,9
0,81
0,83
1,72
1,77
230
Предлагаемый слегка желтоватым оттенком
То же
76,2
83,3
88,7
1,81
1,88
1,92
0,85
0,88
0,90
Таблица 3
Составитель Н. Куликова
Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун
Редактор Н. Яцола
Заказ 2974 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
Светло-коричневый
То же
Белый со
Производительность процесса, г ч/г катализатора
Выход технической стеариновой кислоты, г гидрогенизата на 1г катализато а
