Способ получения щелочных солей жирных кислот

ОП ИСАНИЕИЗОБВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик1 и 979325(22) Заявлено 05. 08,80 (21) 297 тт 669/23-0 1)М. К С 07 присоединением заяв23) П риоритет Государственный комите ЙК 5 т 7. 29 ,07(088;8 СССР Опубликовано 07.12,82, БюллетеньДата опубликования описания 09. йо делам изобретении и открытий.Н. Асланов ельский и проект тной металлургии Научно-иссл явител) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛОЦНХ СОЛЕЙ ИИРНЬЗХ КИСЛОТ относится кособу полуцеых кислот, кьзован в нефвах при выделоксидата, а обре усовершения щелоцторый мо- ехимичесении жир" акже в мы 5 ствованному с ных солей жир ет быть испо их производс ых кислот из ловарении Известособ получ ых кислот ми щелочам вободные в ия щелочылением или дейст" щие жирные ых солеи жиоследних едием соды наислоты 11 тигается тем, особа получе" Недостатком такого способа является использование дефицитных (МаОН, КОН, йаСО, КСО) и дорогостоящих (НаОН, КОН) продуктов.Известен также электрохимицеский способ получения солей жирных кислот (способ Асланова), в частности маг о ниевых, медных, железных, кобальтовых, заключающийся в том, цто кислоты омыляют в бездиафрагменном электролиэере, содержащем анод из поливалентного металла, путем электролитического растворения анода в электролите - неорганической соли щелочного или щелочноземельного металла 2).Однако таким способом щелоцные соли жирных кислот не были получены.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения щелочных солей жирных кислот омылением последних сначала 253"ным раствором ЙалСО, а затем концентрированным 25-03-ным раствором щелочи при 90 С и перемешивании Я.Недостатком этого способа является сложность процесса из-за использования агрессивных, дорогостоящих и дефицитных омылителей, ведения процес" са при высокой температуре, а также иэ-эа необходимости ведения процесса в условиях перемеаиванияЦелью изобретения является упрощение процесса.Поставленная цель досчто при осуществлении спния 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 щелочноо металла.Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что про О цесс ведут в катодной зоне электролизера с катионитной мембраной и нерастворимым анодом при сверхтитровой температуре в среде электролита - неорганической соли щелочного металла, 5желательно в качестве неорганической сопи щелочного металла использовать хлорид или сульфат, или нитрат натрия или калия и процесс вести при 2 О" С.О20Процесс осуществляют следующим образом, Омыляемую жирную кислоту, смесь свободных жирных кислот или оксидат, имеющие температуру, превышающую титровую (температуру застыва ния), которая зависит от исходного сырья, вводят в катодную зону электролизера с катионитной мембраной, содержащую насыщенный водный раствор неорганической соли щелочного з 0 металла хлорида, сульфата или нитрата натрия или калил),.Католит электролит в катодной зоне электролизера ) подвергают принудительной непрерывной рециркуляции в катодной зоне с прохождением через органический слой,. Ьлагодаря разнице в плотностях, а также правильно выбранному, умеренному режиму рециркуляции католита органический слой не увлекается в циркуляционный поток, а неизменно располагается над насыщенным католитом.В качестве исходного анолита используют тоже насыщенный водный раствор неорганической щелочной соли,который при электрообработке непрерывно доукрепляют до первоначальнойплотности путем контактирования его с кристаллической щелочной солью, в связи с чем концентрацию щелочнои соли в анолите в процессе омыления постоянно поддерживают на уровне исходной, т.е. насыщенной, а интенсив" ность омыления на протяжении всего процесса - неизменной и равной перво- начальной. Анолит подвергают принудительной рецкркуляции 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, Целочную 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, те, транспортабельности. 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 нике" ля.Продолжительность процесса определяется переводом при данной силе тока в органическую фазу стехиометрического количества ионов щелочного металла, необходимых для полного омыления, 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.П р и м е р 1. Омыление промышленных синтетических жирных кислот (СЖК) фракции С -С 9.5 97932В катодную камеру диафрагменногоэлектролизера (мембрана катионитная,МК), содержащую 500 мл насыщенного водного раствора хлорида натрия(католит), вводят при 20 С (для фрак- Эции Г-Сэта температура являетсясверхтитровой) 100 г промышленныхСЖК фракции С 7-С(Небакинского химкомбината Белгородской области) с молекулярным весом 143 и плотностью 1 в917,8 г/дмЗ (при 20 С). Анолит 600 мл насыщенного раствора того жехлорида натрия (плотность 1205 г/дм) .Катод изготовлен из нержавеющей стали, анод - из графита.15Католит подвергают принудительнойрециркуляции в катодной зоне с прохождением через органицеский слой (посредством лабораторного центробежного насоса и набора стеклянных и рези вновых трубок .Через систему пропускают постоянный электрический ток. Газообразныепродукты на электродах: водород - накатоде, хлор - на аноде,В процессе омыления насыщеннуюконцентрацию хлорида натрия в анодной зоне поддерживают постоянной путем непрерывного вывода анолита изанодной зоны, доукрепления его в ца- фне - перемешивателе кристаллическимхлоридом натрия и введения доукрепленного раствора снова в анодную зону,Сила тока при электрообработке 5 А(,катодная и анодная плотность тока ЭЭ200 А/м). Напряжение 3,5-4,0 В. Продолжительность омыления 4 ц,50,1 Электрообработку продолжают 1 ч при силе тока 4,6 А (катодная и анод По окончании электрообработки фазы разделяют отстаиванием.Степень омыления жирных кислот, т,е. количество натрия, перешедшее в органическую фазу, определяют тремя методами:взвешиванием аликвоты, т.е, цасти . объема омыленных жирных кислот, после чего делают пересчет на весь объем, при этом определенный таким образом вес всего объема омыленных жирных кислот равен 114,3 г (некоторые потеЮ ри органической фазы неизбежны);по изменению плотности органической фазы до и после электрообработки путем непосредственного замера плот" ностей с помощью набора денсиметров (,ареометров);Яхимицеским анализом (,на натрий) водного раствора, полученного ббра" боткой аликвоты насыщенной органицес 5 6кой фазы слабым раствором серной кислоты с переводом натрия из органической фазы в водный раствор в виде сульфата натрия.Определенная таким образом емкость по натрию в расчете на 100 гСЖК Фракции С-С составляет 15,416,0 г.Теоретически для омыления 100 гСЖК с молекулярным весом 143 требуется 16,08 г натрия, при этом весполученной щелочной соли жирных кислот по стехиометрии должен составить115,38 г, На выделение 16,08 г натрия теоретицески необходимо 18,74 А ч.Практически вес омыленной Фракции составляет 114,3 г, количество натрия,перешедшее в органическую фазу, равно15,4-16,0 г, на цто затрачивается20 А ц.П р и м е р 2, Омыление оксидата.Характеристика оксидата по даннымШебакинского химкомбината:Кислотное число,мг КОН/г 77,5Эфирное число,мг КОН/гСодержание жирныхкислот 0%33Содержание неомыляемых, 7, 65В катодную зону диафрагменногоэлектролизера (мембрана катионитная,МК), содержащую в качестве элект"ролита 500 мл насыщенного водногораствора хлорида натрия, вводят присверхтитровой температуре (,40-45 С)100 г оксидата, Электролит аноднойзоны - 600 мп того же насыщенноговодного раствора хлорида натрия, Температуру анолита, католита и оксидатаподдерживают в пределах 40-45 ОС дляобеспечения жидкотекуцести оксидатаи транспортабельности технологического потока в целом. Анод изготовлен изграфита, катод " из нержавеющей ста"ли,Рециркуляцию католита и анолитаи доукреплвние анолита в процессеомыления осуществляют, как в приме-фре 1. На систему накладывают постоянный электрический ток, при этом на катоде выделяется водород, на аноде- хлор.цисло нейтрализации 194-198 мг КОН/1 гжирных кислот,В аппаратурных условиях и при режимах обработки, как в примере 1, омылению подвергают 100 г смеси жирныхкислот, выделенных из подсолнечногомасла. Омыление проводят при нацальной температуре 25 С, являющейсясверхтитровой для смеси жирных кислотвышеуказанного состава. Продолжительность омыления 2 ц.Теоретицески для омыления 100 гсмеси жирных кислот со средним молекулярным весом 285 требуется 8,07 гнатрия, при этом вес полученной щелочной соли жирных кислот по стехиометрии должен составить 107,72 г, Навыделение 8,07 г натрия теоретицескинеобходимо 9,4 Ац. Практицески весомыленной смеси равен 106,9 г (пересчет из аликвоты ), колицество натрия,перешедшее в органическую фазу, составляет 7, 94 г, на что затрачивается 10 А ц.Степень омыления составляет более98,33; выход по току 9,4 Агч10,0 А 1 ц формула изобретения1. Способ получения щелоцных солей жирных кислот путем омыления жирных кислот щелоцным агентом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса, последний ведутв катодной зоне электролизера с катионитной мембраной и нерастворимыманодом при сверхтитровой температурев среде электролита - неорганицескойсоли щелоцного металла.2. Способ по и, 1, о т л и ц а ющ и й с я тем, цто в кацестве неорганицеской соли щелочного металла используют хлорид или сульфат, или нитрат натрия или калия.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, цто процесс ведутпри 20-45 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Степаненко В,Н, Курс органической химии. М., "Медгиз", 1955, с,224,246-247.2. Авторское свидетельство СССРЮ 825493, кл. С 07 С 51/41, 1976.3. Маньковская Н.К, "Синтетическиежирные кислоты". М., "Химия", 1965,с. 55-65 1 поототип 1.Т,р., ир рррррррУжгород ул. Проектная,7 979325 8ная плотность тока 184 А/м 2) и напряжении 3,3-3,8 В.По окончании электрообработки фазы разделяют отстаиванием, Степеньомыления содержащихся в оксидате 5жирных кислот, .т.е. количество натрия, перешедшее в органическую фазу,контролируют следующими методами:взвешиванием аликвоты, как в примере 1, при этом определенный таким об-оразом вес омыленного оксидата составляет 102,8 г;по взаимодействию омыленного продукта с водным раствором медного купороса по реакции15гййа+Сц 50,1 =- Г, Сп + а 250,где органические фазы подчеркнуты,В - радикал жирной кислоты.По этой реакции переведено из водной фазы в органическую 4,9 г (абс.)меди, цто соответствует фактицескомусодержанию в омыленном продукте3,5 г натрия.Теоретически для омыления 100 гоксидата, содержащего 333 жирных кислот с молекулярным весом около 211(пьдсцитывая по кислотному и эфирно- или 9 М.му числу), требуется 3,6 г натрия,при этом вес омыленного оксидата постехиометрии должен составить 103,44 гзОНа выделение 3,6 г натрия теоретически необходимо 4,2 А ч, Практическивес омыленного оксидата составляет102,8 г, а количество натрия, перешедшее в органицескую фазу, - 3,5 г, на 55цто требуется 4,6 А ц.П р и м е р 3, Омыление жирныхкислот, выделенных из растительногомасла (на примере подсолнечного) .Подсолнецное масло, выпускаемое 40комбинатами страны по ГОСТ 1129-75,являетсяглицеридом жирных кислотразличного молекулярного веса. Бракованные (непищевые) партии подсолнечного масла расщепляют методом автоклавного гидролиза на глицерин и жирные кислоть 1 (их смесь). Последние направляют на мыловарение.Характеристика жирных кислот, выделенных из подсолнечного масла (по 5 Оданным Ереванского масложиркомбината):состав жирных кислот, 3: линолевая46-60; олеиновая 25"42; пальмитиновая 3,5-6,4; стеариновая 1,6-4,6;арахиновая 0,7-0,9; миристиновая до0,1; температура застывания (титр)16-23 ф 1, молекулярный вес 282-287.ЩЯИПИ Заказ 9529/3фипииаап пйПП "Патент", г