Способ получения диметиловых эфиров димерных жирных кислот таллового масла

(21) 40 (22) 10 (46) 15 (71) Яр ститут ститут 7440/28-04.05.88, Бюлославский пи Научно-ис У 18 литехническии инледовательский ин масс им.Г.С.Петластическ ро(72) В.В.Соловьев, Г.Н.Кошель, Л.А.Ро лова, С.А.Морозова (53) 668,473 (088. (56) Авторское сви У 825570, кл. С 09 Н,Бычков,вилова, А. Е.И,Филим Пава етельство Р 7/06, 1 Фвв ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИМЕТИЛОВЪХЭФИРОВ ДИМЕРНЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ТАЛЛОВОГО МАСЛА(57) Изобретение касается полученияпроизводных димерных жирных кислотталлового масла, применяемых для производства олигоамидов и клеев. Процесс ведут непрерывной каталитической димеризацией метиловых эфировжирных кислот со скоростью их подачи0,1-0,3 ч " при 160-180 С в присутствии шарикового силикатного катализатора АС. Выход димера 98 Х беэ загрязнения его частицами катализатора. Производительность процесса40-.130 кг/мч (в 6-18 раз вьппе известного). 3 табл, 139564735 П р и м е р 1 (известный), В колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружают 530 г метиловых эфиров жирных кислот таллового масла и 15% алюмосиликатного катализатора (мелкодисперсного цеолитсодержащего "Цеокар"), что составляет 79,5 г. После непрерывного перемешивания в течение 1,5 ч при 230 С смесь охлаждают, отфильтровывают от катализатора и получают 471 г димеризованного продукта (выход от загруженных эфиров составляет 88,9 ). Безвозвратные потери при осуществлении процесса за счет сорбирования катализатором составляют 11,1 Е, После отгонки под вакуумом непрореагировавших жирных кислот таллового масла (отгонка производится от 471 г димеризованного продукта) в количестве 226,7 г получают 244,3 г диметиловых эфиров диИзобретение касается высших жирных карбоновых кислот, в частности получения диметиловых эфиров димерных жирных кислот таллового масла (ЖКТМ), применяемых в качестве исхопных продуктов для сырья для производства олигоамидов и клеевых композиций.Цель изобретения - упрощение процесса и повышение выхода целевого продукта, достигаемые путем непрерывного проведения процесса с объемной скоростью подачи сырья 0,1-0,3 ч гри 160-180 СС в присутствии алюмоси - ликатного катализатора АС. 15Изобретение иллюстрируется следующими примерами.Алюмосиликатный катализатор АСсостоит из окиси кремния 510 в количестве 85-87 и окиси алюминия 20 А 1 О в количестве 13-15 с диаметром шариков, колеблющимся от 3 до б мм и более. Насыпная плотность 0,68 т/м .Основные характеристики применяемого по известному способу катализа тора "Цеокар", состав, % мас,; А 10 - 10; 80 83,5; окислы редкоземельных элементов Ве 02,5 ., прочие до 100В основную алюмосиликатную матри Оу введено 12-14 . алюмосиликата в форме кристаллического цеолита типа "НУ".Фракционный состав,: 0,315 мм - Вет, )0,16 мм 3,2, (0,1 мм 82,8, (0,5 мм 41,6, Насыпная плотность 0 80 т/мЗ мерных кислот таллового масла. Выход димера (от 47 1 г) 51,88 .П р и м е р 2 (предлагаемый), Метиловые эфиры жирных кислот таллового масла димеризуют при 160 С и объемной скорости подачи сырья 0,1 мл/мл кат.ч в проточном реакторе трубчатого типа объемом 70 мл, заполненного промышленным шариковым алюмосиликатным катализатором АС(объем катализатора 70 мл, масса 70 0,68 = 47,6 г), После пропускания 100 г метиловых эфиров жирных кислот таллового масла через объем катализатора получают 98,2 г димеризованного продукта (выход 98,2 ., известный 88,9). После отгонки под вакуумом непрореагировавших жирных кислот таллового масла в количестве 49,9 г получают 48,3 г диметиловых эфиров димерных кислот таллового масла (выход димера 49,2 ).Получение выхода димеров более 52% в условиях известного и предлагаемого способов невозможно, так как жирнокислый состав и предлагаемая технология способов не позволяют подвергать димеризации присутствующие в эфирах жирных кислот таллового масла мономеры, содержание которых составляет порядка 48 ,.Состав целевых и исходных продуктов указаны в таблице 1.Согласно полученным результатам примера 2 можно рассчитать показатель съема готовой продукции с единицы полезного объема (в данном случае объема катализатора) предлагаемого непрерывного действующего аппарата. Учитывая, что полезный объем реактора и загруженного в него катализатора составляет 70 мл, расчет значения съема продукта проводится в сопоставимых условиях известного и предлагаемого изобретения. В известном способе (см. пример 1) в аппарат за-. гружают 0,45 г мелкодисперсного катализатора. Учитывая это, определяют производительность такого же количества катализатора АСпо предлагаемому способу, 0,45 т шарикового катализатора с насыпной плотностью 0,68 т/м занимает объем 0,45;0,68= = 0,66 м или 660 л, При самой низкой объемной скорости подачи сырья (пример 2) О,1 л на 1 л катализатора (или равноценно на 1 л рабочего объема реактора) в 1 ч за 1 ч работы чепоказателей, приведенных в табл.3, значения кислотного числа и числа омыления для продуктов, полученных впримерах 10, 11, 16 и 17, показатели 5для эфиров димерных кислот в значительной степени ухудшаются.Таким образом, предлагаемый способ получения диметиловых эфиров димерных жирных кислот таллового маслапо сравнению с известным способом позволяет заменить дорогостоящий цеолитсодержащий катализатор с добавками редкоземельных элементов на более 15 дешевый и технологичный промьппленныйшариковый алюмосиликатный катализатор АС; понизить температуру проведения процесса димеризации с 190240 до 160-180 С; значительно повысить производительность катализатора,доводя съем готовой продукции с единицы объема аппарата занимаемой катализатором до 40-130 кг/м ч, что в6-18 раз вьппе, чем .в известном спосо бе; осуществить непрерывное получениедиметиловых эфиров димерных кислот,исключая многие продолжительные повремени стадии известного производства (фильтрация, отстой, декантирование и т.д.); увеличить выход димеризованных продуктов до 98% (в известном 88,9 ), сводя потери при получении димеров к минимуму; избежать загрязнений эфиров димерных кислот частицами катализатора. Формула изобретения Способ получения диметиловых эфи ров димерных жирных кислот талловогомасла путем димеризации метиловыхэфиров жирных кислот таллового маслана гетерогенном катализаторе, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью упрощения процесса и повьппениявыхода целевого продукта, процесспроводят непрерывно с объемной скорос"тьюподачи сырья 0,1-0,3,ч при160-180 С в присутствии шариковогоалюмосиликатного катализатора АС,з 1395647 рез объем катализатора (или объем реактора), равный 660 л будет пропущено 6600, 1 = 66 л или 66 0,8958,7 кг/ч метиловых эфиров жирных кислот таллового масла (0,89 кг/л - плотность эфиров ЖКТМ), С учетом выхода димеризованного продукта, составляющего 98,2 от исходного сырья, количество полученных димеризованных эфиров составляет 58,7 х 0,982 - 57,6 кг/ч. Из этого количества выход димера согласно примеру 2 составляет 49,2 ., что в колличественнэм выражении составит 57,60,492=28,3 кг/ч. В расчете на единицу объема аппарата (или катализатора) получаем величину съема готовой продукции с единицы полезного объема предлагаемого аппарата, равную 28,6/0,66 = 42,9 кг/м ч. Таким образом, производительность катализатора АСв 6 раз выше, чем в известном способе (в известном 6-7 кг/мч).П р и м е р ы 3-9. Способ проводят аналогично примеру 2. Полученные результаты сведены в табл.2.Примеры 10-17 осуществляют в условиях выше или ниже предлагаемых граничных показателей, необходимых для осуществления предлагаемого способа димеризации эфиров жирных кислот таллового масла.Из приведенных в табл,2 данных видно, что увеличение объемной скорости подачи сырья или уменьшение температуры проведения процесса (примеры 12-15) приводит к уменьшению выхода димера (34-46%), значение которого становится ниже граничного показателя. Увеличение температуры (примеры 16 и 17) или уменьшение объемной скорости подачи сырья (примеры 10 и 11) хотя и обеспечивают высокую степень превращения эфиров в димерные продукты, однако они по своим физико-химическим свойствам не удовлетворяют требованиям предъявляемым к товарным образцам эфиров димерных кислот. Как видно из основных1395647 Таблица 1 1 Константы после димеризации ди димеризации диметиловыеэфиры димерных кислот (димер) непрореагировавшиеэфиры (мономер) 3,2/3,6 176/172 943/943 540-560 290/290 26/298 184/184 184/184 890/890 884/884 294/294 294-299 540 294-295164/164 90/90 98/98 П р и м е ч а н и е. Над чертой - полученные значения; под чертой - значения поизвестному способу. Таблица 2 гт 1 еилера-. :Обьаннан олине-олнчест"Ьмходетура, С схорость ство во иолу-, дииер количество продуктов динериаанииг Проиэводительность ВнходдииераХ и" подачинрону-ченнмх зованньх иетнловнх 1 в 4 еннмх ,дииериао" эирои ъЬнровчетнло-ваннмх2 нононердинер каталиэа" тора,кгич 42,9 4999 49,2 160 О, 1 100 962 96,2 49,9 3 170 . а 160 0,2. М.,Э 96,5 48,6 49,3 86,4 486 50,4 99,0 99,0 0,3 49,14 48,2 129,8 511 5 160 ОЭ 96,6 96,Э 98,6 47,5 269 503 51,2 98,3 46,0 44,8 96,5 0,15 985 . 503 48,2 48,9 64,3 48,1 96,В О,25 50,7 51,3 28 96,8 50,9 9 Ь,В 0,3, 10047,9 48,5 27,9 98,6 0,05 46,5 981 49,6 50,6 98,. 0,05 50,9 96,3 ау,а 51,8 58,3 .40,8 41,2 99,1 0,35 100 53,3 45,5 96,Ь О,Э 5 100 46,1 оч,4 0,1 96,а 395 40 1 339 34,2 569 65,3 0,3 99,2 50,6 49,8 962 М,2 а 7,а . 51,7 7 165 0,3 96,9,969 50,4 Ь 80 7 160 .Ь 60 9 170 0 . 601 ЬО 12 160 13 60 14 55 15 55 16 165 Кислотное число,мг КОН/гЧисло омьпения,мг КОН/гПлотность,Г/ЬэСредний молекулярный вес,уд.ед.Иодное число,г 32/100 г Метиловые эфиры таллового масла1395647 Таблица 3 Показатели Предлагаемые зна ПримерыГ 16 чения по- казателей Кислотное число,мг КОН/г 3,2-3,6 21,3 18,4 14,6 8,2 168 156 165 161 Составитель Н.НарьппковаТехред Л.Сердюкова Редактор И.Недолуженко Корректор В, Бутяга Тирак 646 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5, Заказ 2465/25 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Числоомыления,мг КОН/г 172-116 9 10 151.