Способ получения синтетических жирных кислот

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 698975

О

4 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030876 (2г).2395448/23-04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 251179 Бюллетень М 43

Дата опубликования описания2511.79 (5!)М. КЛ.2

С 07 C 53/22

С 07 С 51/20

С 07 С 51/22

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 547. 581. . 2. 07: 547, 281. .07(088.8) (72) Авторы

И. М. Кузнецова, Р. A. Галимов, H. М. Лебедева изобрЕтения М. М. Куковицкий и Е. Л. Шафранский

Казанский химико-технологический институт им. С.М. Кирова (71) Заявитель (54 ) СПОСОЬ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ

ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Изобретение относится к улучшенному способу получения синтетических жирных кислот (СЖК) — полупродуктов в синтезе эфиров, полимеров и т. д.

Известен способ получения синтетических жирных кислот, заключающийся в том, что паРафин подвергают окислению кислородом воздуха в присутствии катализатора, содержащего в своем составе марганец. Процесс ведут при скорости подачи воздуха

20 м/с, весовом соотношении воздух: парафин 1:7. Давление в реакционной смеси ступенчато снижают от 10 — 15

15 ати до нормального давления.

Выход целевого продукта в расчете на исходную смесь парафиновых углеводородов достигает 47% (1).

Основной недостаток способа состоит в необходимости применения высокого давления для достижения удовлетворительного выхода целевого продукта.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения СЖК, заключающийся в том, что парафин подвергают окислению кислородом воздуха при температуре 100 — 130 С в присутствии марганецщелочного катализатора, в котором атомарное соотношение калий: марганец составляет 1.

Катализатор состоит из двуокиси марганца и промотора — марганцевой, калиевой или натриевой соли

СЖК. Скорость подачи воздуха 1 л/мин.

Процесс ведут в течение 1 — 19 ч.

Выход целевого продукта составляет

28 — 37% вес.% (2)Основной недостаток способа заключается в невысоком выходе целевого продукта и значительной.продолжительности процесса. Присутствие окисла марганца в начальной стадии процесса не позволяет вести направленное окисление парафина.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта и интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения

СЖК, заключающимся в том, что парафин подвергают окислению кислородом воздуха обычно при температуре

120-140 С в присутствии марганецникельщелочного катализатора, в кот 1-ом атомарное соотношение марганец: щелочной металл: никель состав698975 ляет 1: (О, 7-2, О): (О, 45-0, 65), причем окисление ведут при содержании марганца в парафине 0,05 — 0,08 вес.% .при скорости подачи воздуха 1

1,5 л/мин на 50 r (90 — 100 м на

1 кг) парафина. отличительные признаки способа

5 состоят в использовании марганецникельщелочного катализатора, в котором атомарное соотношение марганец: щелочной металл: никель составляет

1:(0,7-2,0):(0,45-0,65) в количестве 0,05 — 0,08% в расчете на содержание марганца в исходном парафине.

Процесс ведут предпочтительно при температуре 120-140 С. В качестве никельсодержащего компонента катализатора используют соль органической кислоты.

П Р и м е р 1. Получение СЖК по известному способу. В стеклянную 20 окислительную колонку пенного типа диаметром 38 мм загружают 50 г твердого грозненского нефтяного парафина (1оСТ 16960-70), нагревают до

l00 C и вводят 1,75 r марганецщелочного катализатора. Концентрация Мп в парафине 0,07 вес.Ъ, атомарное соотношение Mn:Ê - 1:1.

Затем температуру повышают до 130 С.

Этот момент считают началом про- 30 цесса. Окисление> ведут при температуре 130 С и скорости подачи воздуха 1 л/мин, или 100 м на 1 кг парафина.

Окисленный парафин (оксидат), 35 полученный через 7 ч, имеет кислотное число 75 мг КОН/г, эфирное число

4В мг KOH/ã, карбонильное число

8,7 мг КОН/r и содержит 37,10 вес.% жилиных кислот. Кислоты, выделенные 4р из оксидата аналитическим путем, имеют кислотное число 193,7 мг КОН/r, эфирное число 31,3 мг КОН/г и карбонильное число 17,7 мг КОН/г. Сред- ний молекулярный вес кислот 289.

Пример 2. В стеклянную окислительную колонку пенного типа диаметром 38 мм загружают 50 г твердого грозненского нефтяного парафина, нагревают его до 100 С и вводят

1,75 r марганецщелочного катализатора и 0,19 r стеарата никеля. Концентрация Мп в парафине 0,07 вес.Ъ, атомарное соотношение Мп:К:Ni — 1:1:

0,46. Затем температуру повышают до

130 С. Этот момент считают началом 55 процесса. Окисление проводят при

О

130 С и скорости подачи воздуха

1 л/мин. оксидат, полученный после

7 ч, имеет кислотное число 86,5 мг

КоН/г, эфирное число 64,2 мг КОН/г, 60 число карбонильное 6,7 и содержит

44,1 вес.Ъ жирных кислот. Аналитически выделенные кислоты. имеют кислотное число 195,5 мг КОН/г, эфирное число 22,2 мг КОН/г и карбонильное число 11,7 мг КОН/г. Средний молекулярный вес кислот 285.

П р и м .е р 3. В 50 г нагретого до 100 С твердого грозненского нефтяного парафина вводят 0,30 r стеарата марганца, 0,19 г стеарата никеля и 0,31 r стеарата калия. Концентрация Мп в парафине 0,05 вес.% атомарное соотношение Mn:К:Ni

1:1,97:0,63. окисление ведут при температуре 130 С и скорости подачи воздуха 1 л/мин ° оксидат, полученный через 7 ч, имеет кислотное число 74 мг. KOd/r, эфирное число

47 мг KOd/г, карбонильное число

5,6 мг КОН/г и содержит 39,8 вес.В жирных кислот ° Аналитически выделенные кислоты имеют кислотное число 196,3 мг КОН/г, эфирное чис,ло 25 мг KOd/г и карбонильное число 12,4 мг K0H/r. Средний молеку-. лярный вес кислот 285.

П р, и м е р 4. В 50 r нагретого до 100 С твердого грозненского нефтяного парафина вводят 1,75 r марганецнатриевого катализатора и

0,19 r стеарата никеля. Концентрация Мп в парафине 0,07 вес.В, атомарное соотношение Mn:Na:Ni — 1:0,7г0,46 окисление ведут в реакторе, описанном в примере 1, при температуре

130 С и скорости подачи воздуха о

l л/мин. Через 7 ч оксидат имеет кислотное число 84,2 мг КОН/г, эфирное число 49,8 мг КОН/г, карбонильное число 9,6 мг KOd/г и содержит

42 вес.% жирных кислот. Аналитически выделенные кислоты имеют кислотное число 192,8 мг KOd/r, эфирное число 25,6 мг КОН/г и карбонильное число 12 иг КОН/г. Средний молекулярный вес кислот 290.

Пример 5 ° В 50 г нагретого до 100 С твердого грозненского нефтяного парафина вводят 2 г марганецщелочного катализатора, 0,105 г бензоата никеля. Содержание Мп в парафине 0,08 вес.%, атомарное соотношение Mn:К:Ni- 1:1:0,46.

Окисление ведут в реакторе, описанном в,примере 1, при температуре

130 С и скорости подачи воздуха

1 л/мин. Время реакции б ч. оксидат имеет кислотное число 82 мг КОН/г, эфирное число 56 мг КОН/г карбойильное число 8 мг KOd/г и содержит

38,5 вес.Ъ жирных кислот. Аналитически выделенные кислоты имеют кислотное число 210 мг КОН/г, эфирное число 23,2 мг КОН/г и карбонильное число 13,2 мг КОН/r. Средний молекулярный вес кислот 266.

Пример б. В стеклянную окислительную колонку пенного типа диаметром 38 мм загружают 50 г твердого грозненского нефтяного парафина, нагревают до 100 С и яяодят

1,75 г марганецщелочног< ката698975

15 лизатора и 0,19 г нафтенана никеля. Концентрация Мп в парафине

0,07 вес.Ъ, атомарное соотношение

Mn:К:Ni — l:1:0,46.

Затем температура поднимается до

130 С. Этот момент считают начао лом процесса. Окисление ведут при 130 С и скорости воздуха 1 л/мин.

После 5 ч окисления оксидат имеет кислотное число 83 мг КОН/r, эфирное число 50 мг КОН/г, карбонильное число ll мг КОН/г и содержит 39% весовых жирных кислот. Аналитически выделенные кислоты имеют кислотное числа 193 мг КОН/г, эфирное число 23,2 мг КОН/г и карбонильное число 12,8 мг КОН/r. Средний молекулярный вес кислот 290.

Технологические параметры проведения процесса согласно описываемому способу, выход и качество целевого продукта представлены в таблице.

Повышение температуры выше 140 С нецелесообразно вследствие увеличения выхода побочных продуктов — оксикислот. При температуре ниже 120 С наблюдается замедление процесса окисления. Оптимальная концентрация марганца в парафине составляет 0,070,08 вес.В.

Способ позволяет ускорить процесс получения целевого продукта в 1,21,6 раза и увеличить выход кислот на 7 — 12 вес.%.

698975 о o o м ) м

4 о о м м

o o м сг л л

o o с 4 л

Г М LO с о ч о л л

СО СЧ с с ю м л сч о с с 1 ю м) 1 CD с с4 м

Лв в

I=I O I о|ц ы :u o

2 вХ

СО х с о

-u х в

u I m л - cO с с с

СГ О м в,3 м о а с с с 4 сО г м а с с

Ch Г

CA М о м с с о о в .г м

I и х

CO O с с

М ГЧ LA л rI сч о. о с с

Г 4

П1 св

К н д о0 и Х а

В 1, Е

Х с

0 Н

П1 О

Ц а

xQu

eoxo

П1Х Ц

Ю Г4 Ю с с м с/ с4 сч м ср с

Ch <

ГЧ М

o o o с с с ю м со

Ch CO с 1 л ц

o o с

<31 Ch.л

I I онво х оооо

ы ххц

O во с с л О л4

X о г

П1 Ж хО о о с с

Ch с4

Ю с

СО х х н и с

Е

0 в

A$

Х

td

0 М (б х о

0 I хво еохо пiх ц о сч о с с

CO M Г Г 1О с2

СО О О О О с в с с с с

Cn CO O t <Ч О вф LA са СО \О LA о сг1 о

lA О вФ

Г- со ГI он во хоохо к1:х ц ч о с в3 (V

СО сО

О 1 мох х к

0 0

П1QХВ эП н 1 х н н

Я П> 0, О

m в х е

И О н н б б

0 а (б П1

Q в и и и

CO

М С1 в с

o o с0 сО м м

1 с

o o

Q I хохол

ВХ IZ

О В П1 П1 " х о лм

0, ЦХп1 х 1." I. "y оойй

НОВ П1В

e u z x 0L, Ю

LD

\ с Г

Л О О с

LO 1

О о

1 г- о о -л

1 <б

X X I В

Q х х ж

: СГ1Ц Х °

ХП1 ЕО

КйУ.0 m

СО сО о о с с о о

Г LO

o o с с о о

Г» Г Л

o o o с ю o o

o o с о ю

I I I

К1 11 Ои

eecI Q0eeu

Е 0 0. н 0, и a u o

1 А I Ь:

ttX1 НОХ вхоохх а х к о -с в

Г1 и

1 А I аI c;во охохо хюхх ц

1 д I а,1 цво

<ох ох о хюхх ц

1 с хсс к в

Э Х 0, I Х ое е в х в

ХаЦХ0e О оаох п1 в хнuxm0 г- г- e o с с

Г1 Г4 (4 л л л л м сч о ю с с

AI lA О> м Г4 Г4 с 4 г а м со с с

М LA О С 4

<3 сг m а л

Г Г» \О 4Р с

CO СО LA СТ\ о г г я с с с м л гCO СО Гн

Ф н

Х П1 П1 П1 е о 0, а, (О П1 (б е х е в е д и о сО О) сО сО м л с1 м с с с с о o o o :Ф О Ю LA с с с о о о о в ° л

° ° л х

П1

Ю Ц о о о и

o u

И о

П1

Ц

Z о х в о Е в

П1 O л х о х о и о

Ц е и

v в в я х х о в в о

698975

Формула изобретения

Составитель Е. Григорьева

Ре акто Е. Виног а ова Тех е С.Мигай Ко екто

E. Папп

Заказ 7148/24 Тираж 513 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113033 Москва Ж33 Ра окая наа . 4 3

Филиал IIIIII Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ получения синтетических жирных кислот окислением парафина кислородом воздуха при нагревании в присутствии марганецщелочного катализатора, о т л и ч а.юшийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и интенсификации процесса, в качестве катализатора используют марганецникельщелочной катализатор, в котором атомарное соотношение марганец: щелочной металл: никель. составляет

1: (О, 7-2, О): (О, 45-0, 65), в Количестве 0,05 — 0,08% по содержанию мар,ганца в исходном парафине.

2. Способ по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что процесс ведут при температуре 120 — 140 C.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве никель-содержащего компойента катализатора используют соль органической кислоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 351826, кл. С 07 С 51/20, 1970.

2. Сб. Поверхностно-активные вещества и синтетические жирозаменители, М., ЦНИИТЭнефтехим, вып. 2, 1 966, с. 12 - 16 (прототип) .