Способ получения сложных эфиров синтетических жирных кислот с -с

Способ получения сложных эфиров синтетических жирных кислот с -с

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских .Социалистических

Республик.Ъ -. ч

° (61) Дополнительное к ивт. свид-ву (22) Зая влено 20.06.77 (21) 2498291/23-04 (51)М. Кл.

С 07 С 69/22, С 07 С 67/03 с присоединением заявки .%—

Гасударстееииый камитет

СССР (23) Приоритет.. до делам иэабретеиий и аткрытий

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень 3@ 18 (5З } уд К

547.291.26,07

Дата опубликования описания 18 05.80 (088.8) Д. Ф. Варфоломеев, M. М. Куковицкий, А. С. Султанов и А. К. Худайберганов (72) Авторы изобретения

Среднеазиатский научно-исследовательский институт нефтехимической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ СИНТЕТИЧЕСКИХ

ЖИРНЫХ КИСЛОТ С4 С13

1

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров синтетических жирных кислот

СЖК путем этерификации многоатомными спиртами, а именно к способу получения сложных эфиров СЖК фракции С4 — С 3 пентаэритритом и этиленгликолем с азеотропной дистилляцией равновесной воды.

Известен способ получения сложных эфиров

СЖК путем термической этерификации СЖК бутиловым спиртом при 160 — 200 С, давлении

8 — 5 атм, мольном соотношении бутанол: кислоты- 2 — 2,5:1. Процесс осуществляют в две стадии с отбором на каждой из них,образовавшейся воды в виде азеотропа бутанол— вода.

Выход 90 — 95 вес,% (1), Недостатком способа является большое время пребывания реагентов в зоне реакции (40. 50 ч, а также то, что процесс проводят в две стадии.

Целью изобретения является интенсификация процесса этерификации.

Поставленная цель достигается описываемым способом этерификации синтетических карбо2 новых кислот С4 — C) 3 спиртом при температуре 160 — 200 С в условиях азеотропнойдистилляции воды.

Отличительными признаками способа является использование азеотропного реагента, желательно бензола или хлорбенэола, или этилкарбоната или иэопропилбензола, или толуола, или циклогексанона, позволяющего получить азеотропную смесь с содержанием воды

6 — 91%, и проведение процесса со смешиванием азеотропного реагента с инертным газом.

Процесс осуществляют следующим образом.

В колбу Вюрца, емкостью 0,5 л помещают азеотропный агент. Горло колбы закрыто пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опущен в нижний слой азеотропного агента.

В реакционную трехгорловую колбу, снабженную барботером для подачи .паров азестропобразующего растворителя и газа, термометром и ловушкой типа Дина-Старка с разделителем, загружают смесь синтетических жирных кислот и спирт.

Подогрев колб осуществляется с помощью колбонагревателей. После загрузки исходных

4191

Таблица 1

Продолжительность реак- Кислотное число, Температура, С

N Эфиопы ры тов

Выход эфира, % мгКОН/г с добавлением хлорбензола в реакционную смесь добавлением хлорензола в с подачей паров хлорбензола с подачей паров хлорбензола с подачей паров хлорбензола с добавлелением хлорбензола в реакционную смесь реакционную смесь

390

1 Пента- Исходное эритрит

5 160

3 170

4 190

5 200

390

86

92

93

71

39

21

63

73

362

300

268

244

1 диэти-,,Исходное лен гликоль

315

315 бб

81

93

200

116

71

71

33

Я

4

510 320

359 280

312 250

300 260

3 73 комйонентов в реакционную колбу и растворителя в испарительную колбу включают обогрев. По достижении температуры кипения азеотропного агента подается азот или водород (скорость газа 100 мл/мин), при этом температура реакционной смеси достигает

100 — 110 С. Затем температуру реакционной смеси поднимают до необходимой для проведения реакции.

Глубину этерификации контролируют по изменению кислотного числа реакционной смеси, анализом пробы, отбираемой через каждый час и по контролю выделяемой реакционной воды в ловушке.

Пример 1. 150 г СЖК (с учетом 5%ного избытка), 35,5 г пентаэритрита или 50 r диэтиленгликоля и 110 r хлорбензола загружают в реакционную колбу и нагревают до

180 С, подавая постоянный ток азота. Температуру все время поддерживают 180 — 190 С.

Анализ пробы реакционной смеси проводят через каждый час до постоянного кислотного числа. Продолжительность реакции 420 мин для пентаэритритового и 400 мин для диэтиленгликолевого эфиров. При том кислотное число достигает соответственно 70 и 85 мгКОН/г.

Выход эфира после очистки (азеотропная отгонка, нейтрализация, промывка, сушка)

148 г, что составляет соответственно 80 — 82% и 75 — 80% от теоретического.

Пример 2. 159 г СЖКи 35,5 г пентаэритрита или 50 r диэтиленгликоля загружают в реакционную колбу.

В колбу Вюрца загружают 500 мл чистого хлорбензола, затем включают обогрев. По достижению температуры кипения хлорбензола подают ток азота или водорода со скоростью

100 мл/мин. Нагревают до 180 С и поддерживают в пределах 180 — 190 С.

Продолжительность реакции 240 мин, для

15 пентаэритритового и 245 мин для диэтиленгликолевого эфиров. При этом кислотное

; чйсло сырого эфира достигает 34 мгКОН/г (против 40 мгКОН/г допустимого) и 33 мгКОН/г (против 80 мгКОН/г допустимого) соответственно;

Выход эфира после очистки 168 г или 9094% и 186 r или 90 — 95% от теоретического.

В табл. 1 приведены данные результатов

25 опытов, полученных при неоптимальных температурах.

73419

Показатели

3,6

Эфирное число, MrK0H/г

2,4

Иодное число, мг 2/100 г

13,37

2,66

8,28

16 44

Св

18,26

17,38

10,58

Cli

6,30

4,12

С12

С!Э

2,56

Как видно из таблицы, при подаче парообразного азеотропообразующего растворителя минимального кислотного числа достигают значительно быстрее, чем с непосредственной добавкой хлорбензола. Кроме этого в йдентичных условиях выход эфира при азеотропном испарении хлорбензола больше на 1015%, чем при испарении его из реакционной смеси. Следовательно подача парообразного хлорбенэола значительно ускоряет унос равно- 1о весной воды из сферы реакции.

Пример 3. В реакционную колбу загружают 150 r .СЖК и 35,5 r пентаэритрита (с учетом 5%-ного избытка кислоты) или

50 г диэтиленгликоля, а в испарительную t5 колбу загружают 300 — 400 мл чистого бензола.

Включают обогрев реакционной колбы и испарителя. Скорость подъема температуры реакционной колбы 1 — 2 С/мин и испарителя 0,6—

0,8 С мин. го

По достижении температуры кипения бензола открывают кран и подают инертный газаэот со скоростью 100 мл/мин. При этом температура реакционной колбы достигает

130 — 140 С, и образующийся 6%-ный азеотроп и газ поступают в ловушку. Реакцию этерификации ведут при температуре 140 — 200 С до постоянного кислотного числа. Затем проводят вакуумную отгонку, нейтрализацию, 30

Кислотное число, мг КОН/г

Карбонильное число, мг КОН/г

Фракционный состав, (определено хроматографически), масс.%

С

1 6 промывку и сушку эфира. При этом выход пентаэритритового и диэтиленгликолевого эфиров 75 — 80 вес.% при продолжительности процесса 6 — 6,5 ч.

Пример 4. Реакцию этерификации с использованием этилкарбоната ведут аналогично примеру 1, в этом случае скорость этерификации выше в 2 — 2,5 раза (продолжительность процесса 3 — 3,5 ч), так как в .ходе реакции образуется 91%-ный азеотроп. При этом выход пентаэритритового и диэтиленгликолевого эфиров составляет 75 — 80 вес.%.

Хорошие эффекты отмечаются при этерификации СЖК с многоатомными спиртами тем лучше, чем больше содержание паров воды. в азеотропной смеси. Так, например, в идентичных условиях проведена этерификация СЖК фракции С вЂ” Сд пентаэритритом и диэтиленгликолем с использованием паров изопропилбензола (содержание воды в аэеотропе 43 ——

44 вес.%, циклогексанона (87 — 88 вес.%), этилкарбоната (91%), толуола ((22%). Продолжительность процесса составляет соответственно 35 ч, 3,3 ч, 3,1 ч, 6,1 ч, 6,5 ч. При этом кислотное число продукта достигает 35

40 мг КОН/г для пентаэритритового и 35

50 мг K0H/г для диэтиленгликолевого эфиров.

Качественные показатели СЖК фракции

С --С приведены в табл. 2.

Таблица 2 ь. ЖК и фракции Cs — Сд, о

433

7 73419

При азеотропной разгонке равновесной воды путем карборирования хлорбензола инертными . газами, в частности азотом, снижается время этерификации до 3,5 — 4 ч, температура процесса 180 — 190 С, а выход эфира 90 — 95%.

1. Способ получения сложных эфиров синтетических жирных кислот С4 — С,q путем этерификации синтетических жирных кислот С4 — Сга сйиртом при температуре 160 — 200 С в условиях азеотропной дистилляции воды, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса, в качестве азеотропного реагента используют вещества, позволяющие получить содержание воды в азеотропной смеСоставитель В. Патоцкий

Техред Н.Ковалева Корректор М, Вигула

Редактор Л. Емельянова

Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д; 4/5

Заказ 1999/32

Филиал ППП "Патент", г. Ужгордд, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1 8 си 6 — 91% процесс ведут со смешиванием азеотропного реагента с инертным газом.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве азеотропного реагента используют бензол или хлорбензол, или этилкарбонат, или изопропилбензол, или толуол, или циклогексанон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Ганин Ю. В., Колесникова P. В. Бесицкий Р.М., Маслова Н. М., Ульяненко В. И., Дышловой В.И.

Математическое описание процесса этерификации СЖК фракции С 4 —.С а бутиловым спиртом методом математической статистики, Нефтехимия и переработка", научно-технический

-.борник, с. 42 — 46, 1975 (прототип).