Патент ссср 825493
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соавтскнх
Соцналнстнческнх
Республик
It АВТОРСКРИУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ с присоединением заявки Нов (23) Приоритет
С 07 С 51/41
С 25 В 3/12
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 3О04д1 бюллетень N9 16
Ю) УА 54 7. 295 .
° 07 (088. 8) Дата опубликования описания 3004.81 (72) Автор изобретения
Н.Н.Асланов (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ ЖИРНЫХ КИСЛОТ (СПОСОБ ACJIAHOBA) Изобретение относится к органичес- кому синтезу, конкретно к улучшенному способу получения солей жирных кислот. Соли жирных кислот с поливалентными металлами (магнием, кальцием, медью, свинцом, алюминием, цинком и др.) применяют в гидрометаллургии в .качестве экстрагентов для извлечения и разделения цветных и редкоземельных металлов. Известны и другие области применения солей или металлических .мыл. Например, алюминиевое мыло используется для получения непромокаемых тканей (брезентов), магнезиальное— как сиккатив при варке олифы, свинцо- т5 все †. для приготовления медицинских пластырей, мазей и т.д.
Известен способ получения металлических мыл сплавлением кислот с окислами металлов.
Однако способ может привести к окислению и разложению жирных кислот. вследствие высоких температур процесса, 25
Известен также способ получения металлических мыл двойным обменным разложением (в водной среде) растворимого (натриевого, калиевого) мыла, в частности взаимодействием жирных
<ислот с гидроокисями металлов, полу- 30 ченных осаждением поливалентных катионов из растворов их солей щелочами.
Недостатки этого способа заключаются в том, что он дает продукт, неизбежно загрязненный гидрофильным мылом одновалентного катиона н, кроме того, требует расхода щелочи.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ .получения солей жирных кислот, заключающийся в том, что жирные кислоты в кристаллическом состоянии выдерживают в водном растворе соли или гидроокиси поливалентного металла при температуре плавления безводных кристаллов кислоты, а затем нагревают до кипения и образовавшееся металлическое мыло отфильтровывают, промывают и высушивают (1 1.
Недостатками данного способа являются его сравнительная сложность (необходимость термостатирования процесса) и зависимость полноты превращения жирной кислоты в металлическое мыло от многих факторов: поддержания необходимой температуры в узких. пределах, интенсивности перемешивания н степени измельчения кристаллов жирной кисло(61) Дополммтельиое к авт. свмд-ву (22) Заявлено 300976 (2!) 2408360/23-04 (51)M
825493 ты, что требует специальных условий и тщательности проведения реакции.
Цель изобретения — упрощение процесса.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения солей жирных кислот на основе нафтеновых или жирНых кислот алифати еского ряда кисло ты подвергают солеобразованию в бездиафрагменном электролизере, содержащем анод из поливалентного металла, путем элект политического растворения анода в электролите, представляющим собой раствор соли щелочного или щелочно-земельного металла.
Катод выполняют из графита или стали, или меди. Процесс проводят при соотношении анодной и катодной плотности тока 1-9:1 и анодной плотности тока 150-1400 А/м . В качестве элект2 ролита используют. водные растворы дешевых и доступных хлоридов, сульфатов 20 нитратов натрия, калия, кальция и магния, имеющих широкое естественное распространение. Возможно также использование электролита из смеси щелочной и щелочно-земельной соли (морская во- 5 да).
Пример 1. Получение магнезиального (магниевого) .мыла.
В бездиафрагменный электролизер емкостью 0,5 л вводится насыщенный электролит из хлорида натрия (плотность раствора 1205 г/дм ). С помощью рециркуляционного насоса раствор хлористого натрия постоянно оборачивается: выводятся снизу и вводится в питание электролизера. Анод-пластина применяется из металлического магния, катод — из нержавеющей стали. B электролизер вводится 100 мл промышленных синтетических жирных кислот (CEK) 40
Фракции С1 — C Шебекинского химкомбината с м.в. 143 и плотностью 911 r/
lдм (при 30. С). В связи с разницей в плотностях жирная кислота располагается над электролитом.. Сила тока при анодном растворении 3 A (катод ая и анодная плотность тока 500 A/м ), напряжение на ванне 1 В, продолжительность омыления 1,5 ч. При наложении тока на катоде выделяется водород, на аноде — кислород (аналогично и в последующих примерах). В соответствии со стехисметрией 1 л СЖК С„ — С с указанным молекулярным весом и плотностью способен поглотить 77,5 г магния. При этом плотность оргфазы должна возрастать с 911 г/дм до 911+ э
+77,5=988,5 г/дм . Практически через
1,5 ч электрохимического омыления плотност магниевого мыла составляет
985 г/дм (замер ареометром), Выход его 99,6Ъ. Расход электроэнергии
45 кВт.ч на 1 м СЖК (3 А х 1 В х х 1,5 ч = 4,5 Вт ч на 100 мл СЖК или
45 кВт ч на 1 м СЖК), Стоимость электроэнергии на омыление 1 м 9 СЖК 0,02 руб. х 45 кВт ч = 0,9 руб. Цвет магнезиального мыла кирпично-красный.
Пример 2. Получение медного мыла.
Электролит — насыщенный раствор сульфата натрия с плотностью 1335г/дм, анод — медная пластина, катод — нержавеющая сталь. Сила тока 1, А, катодная и анодная плотность тока
178 А/м, напряжение 2 В. Продолжительность электроомыления — от 1 до
3 ч. Остальные условия аналогичны примеру 1. Теоретическая емкость по меди 1 л СЖК фракции С вЂ” С9 с м.в.
143 и плотностью 911 г/дмз(йри 30 С) составляет 202,4 г меди. При этом плотность оргфазы в условиях полного
3 насыщения должна составлять 1113г/дм.
3а 1 ч электрообработки плотность оргфазы возрастает с 911 до 926г/дм (за это время степень омыления сос- 3 тавляет 7,4Ъ), а за 3 ч — до 965г/дм (степень омыления 26,7Ъ). Выход медного мыла зависит от продолжительности анодного растворения. Цвет мыла темносиний. При емкости меди 54 г/л оргфаза полностью сохраняет первоначальные нязкотекучие свойства.
Пример 3. Получение медного мыла.
В бездиафрагменный электролизер емкостью 0,5 л вводится электролит, представляющий собой раствор щелочноземельной соли, в частности сульфат магния с плотностью 1179 г/дм при
10 С.
С помощью рециркуляционного насоса (с регулируемым дебитом рециркуляции) электролит постоянно оборачивается: выводится снизу и вводится в питание электролизера. Анод-медная пластина, катод — также из меди. Соотношение площадей катода и анода, равно как и соотношение анодной и катодной плотностей тока 9:1.
В электролизер вводится 100 мл промышленных СЖК фракции С вЂ” C> с плотностью 921 г/дм З при 10 С (замер ареометром-денсиметром) . В связи с разницей в плотностях жирная кислота располагается над электролитом. Анодная плотность то а — 1390 А/м, а ка.к тодная — 154 А/м . Напряжение 7,5 В.
Продолжительность электроомыления
3 ч 45 мин. Плотность медного мыла
1003 г/дм . Емкость оргфазы по меди
82 г/л при сохранении жидкотекучих свойств.
Пример 4. Получение медного мыла.
Условия опыта аналогичны примеру
3 с теми отличиями, что материал катода — графит, соотношение площадей катода и анода 4,5:1. Анодная плотность тока 695 А/м а катодная
154 A/ì . Напряжение 7,5 В. Продолжительность омыления 3 ч 45 ми,н.
Плотность оргфазы после омыления
974 г/дм Э, емкость по меди 53 г/л .
825493
Формула изобретения
ВНИИПИ Заказ 2558/81 Тираж 443 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4
Оргфаза обладает вязкотекучими свойствами .
Пример 5. Получение железного мыла.
В процессе используют бездиафрагменный электролизер емкостью 500 мл при объеме омыляемой органической фазы 100 мл. В качестве электролита используют насыщенный раствор хлорида натрия, при этом осуществляют рециркуляцию электролита через органический слой в процессе электрообработки, при которой температура сверхтитровая, т.е. выше температуры застывания соответствующей фракции жирных кислот с целью обеспечения жидкотекучести и транспортабельности органической фазы. Продолжительность злектрообработки 1 ч при силе тока
1,26 Л. Анодная плотность тока 178
А/м, соотношение площадей анода и
2 катода 1:1. 20
Омыляемая органическая фаза — высшие изокарбоновые кислоты (ВИК), в частности кубовые остатки производст-ва с(.-алкил- и,-+-диалкилмонокарбоновых кислот с числом углеродных ато- 25 мов в молекуле более 19.
Анод и катод выполнены из железа. о
Температура при омылении 25-30 С.
Теоретическая емкость по железу (9 ) 1 л кубовых остаткоь ВИК с плОт- 3Q ностью 0,91 48 г/см > (при 20 С) и м.в.
337 в условиях полного насыщения равна 50,6 г/л.
По истечении 1 ч электрообработки емкость хубовы.- остатков составляет
8,2 г/л.
П р и и е р б. Получение кобаль- тового мыла.
Процесс, проводят аналогично примеру 5. Омыляемая органическая фаза нафтеновые кислоты со следующей характеристикой:
Нафтены,Ъ 97,1
Органика,Ъ 98,90
Кислотное мг.КОН/r число
2о
246,6
Плотность cI+ г/дм 973,9
Цвет 3,5
Анод выполнен из кобальта, катод из железа. Температура омыления 2426 С. Остальные параметры процесса Я аналогичны вышеописанным.
Теоретическая емкость по кобальту
1 л нафтеновых кислот со средним м.В, 210 и плотностью 0,9739 г/см в условиях полного насыщения равна. 137г/л.
По истечении 1 ч электрообработки содержание кобальта в органической фазе составляет 12,6 г/л.
Пример .7. Получение никелевого мыла.
Процесс проводят аналогично приме- 60 ру 5. Омыляемая органическая фаза индивидуальная непредельная олеиновая кислота С Н 3СООН.
Анод - никелевый, катод — железный. Температура омыления 27-30 С, С7 сила тока 1,26 А, анодная плотность тока 178 A/ì, соотношение площадей
% анода и катода 1:1.
Теоретическая емкость по никелю
1 л олеиновой кислоты с м.в. 282 и плотностью 0,92 г/см в условиях полного насыщения равна около 96 г/л.
По истечении 1 ч электрообработки содержание никеля в оргфазе составляет 11,8 г/л.
Предлагаемый способ характеризуется простотой — процесс осуществляют в бездиафрагменном электролизере; дешевизной, обусловленной полным исключением расхода едких щелочей, использованием дешевых и доступных природных солей и малым расходом электроэнергии при анодном растворении вследствии отсутствия диафрагмы, возможностью использования вместо монолитного металла металлических стружек и обрезков; возможностью регулирования производительности процесса в широких пределах изменением силы тока при анодном растворении; осуществимостью процесса в непрерывном режиме, легко поддающемся автоматизации; нетоксичностью газов, выделяющихся на электродах в проце"ce анодного растворения (кислород — на аноде, водород — на катоде).
Особенностью способа является то, что в процессе электрохимического омыления жирная кислота подвергается диспергированию (дроблению на мельчайшие капельки) воздействием тончайших газов, выделяющихся на электродах,. вследствие чего создаются наилучшие условия для омыления и сохраняются вязкотекучие свойства и транспортабельность органической фазы в условиях омыления.
Способ .получения солей жирных кислот на основе нафтеновых или жирных кислот алифатического ряда, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, кислоты подвергают солеобразованию в бездиафрагменном электролизере, содержащем анод из поливалентного металла, путем электролитического растворения анода в электролите, представляющим собой раствор соли щелочного или щелочно-земельного металла.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 66893, кл. С 11 D 1/04, 19 44 (прототип).