Способ получения технической стеариновой кислоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспУБлик Б ЕТЕН АВТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Казахский государственный университет им. С.М,Кирова(56) Батманов К.Б. Восстановление некоторых нитросоединений на стационарных катализаторах, Автореферат. Алма-Ата, 1980.Клочко Н,Д., Дорофеева Н,С. Гидрирование жирных кислот соапстока на различных катализаторах. - Каталитические реакции в жидкой фазе, Алма-Ата, 1974, с, 724-729.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к области органической химии, в частности к усовершенствованному способу получения технической стеариновой кислоты, которую используют для синтеза октадецилового спирта.Цель изобретения - повышение производительности процесса и улучшение качества целевого продукта. ель достигается путем гидрования дистиллированных жирных кислот в присутствии стационарного катализатора на основе выщелоченного никель-титан-хром-железо- алюминиевого сплава при следующем содержании компонентов, мас. ;Никель 40,0 - 47,0Титан 1,0 - 3,5 Ы 1 б 75297 А 1(57) Изобретение касается жирных карбоновых кислот, в частности способа получения технической стеариновой кислоты, которую используют для синтеза октадецилового спирта. Цель - повышение производительности процесса и улучшение качества целевого продукта. Процесс ведут гидрированием дистиллированных жирных кислот водородом при 240-280 С, объемном соотношении Н 2 и сырья, равном (40- 430):1, и давлении водорода 0,6 МПа в присутствии стационарного катализатора на основе никель-титан-алюминиевого сплава, дополнительного содержащего хром и железо, Катализатор имеет состав, мас. : никель 40,0 - 47,0; титан 1,0 - 3,5; хром 1,0 - 3,0; железо 1,0-3,5; алюминий остальное, Способ позволяет повысить производительность процесса в 1,1 - 1,4 раза, выход целевого продукта - в 1,2 - 1,9 раза при лучшем его качестве (получается более светлый гидрогениэат). 3 табл. Хром 1,0-3.0 Железо 1,0 - 3,5 Алюминий Остальное при 240 - 280 С и объемном соотношении водород - гидрируемое сырье (40 - 430):1.Важное значение имеет качественный состав катализатора, соотношение компонентов в нем. Результаты опытов показывают, что уменьшение содержания хрома ниже 1,0 мас., титана ниже 1,0 мас., железа ниже 1,0 мас.ф и никеля ниже 40,0 мас. ф( снижает производительность и качество гидрогенизата, Аналогичная картина наблюдается и при повышении содержания хрома выше 3,0 мас., титана выше 3,5мас.7 ь, железа выше 3,5 мас.7 ь и никеля выше 47,0 мас, .Большое значение имеет и температура проведения процесса. При температуре выше 280 С процесс вэрыво- и пожароопасен, При температуре ниже 240 С снижается производительность и качество гидрогенизата.Существенное влияние на производительность и качество гидрогенизата оказывает объемное соотношение избыточный водород - гидрируемое сырье. При объемном соотношении избыточный водород - гидрируемое сырье менее 40:1 производительность и качество гидрогениэата снижаются, повышение объемного соотношения 430:1 нецелесообразно, так как не приводит к изменению производительности и качества гидрогенизата.Использование в способе катализатора, дополнительно содержащего хром и железо с приведенным соотношением компонентов, при 240 - 280 С и объемном соотношении избыточный водород - гидрируемое сырье, равном 40 - 430;1, позволяет повысить производительность и качество гидрогенизата. Так, производительность процесса при предлагаемом способе получения технической стеариновой кислоты на й - Т - Сг - Ре - А-катализаторе, выраженная через количество полученного продукта (г) в час на 1 г катализатора составляет 0,83 (гидрирование дистиллированных жирных кислот проводят с объемной скоростью подачи 1,77 ч в режиме получения гидрогениэата с йодным числом не выше 32 о 2, титром не ниже 53 С при температуре опыта 240 С, давлении водорода 0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород - гидрируемое сырье, равном 200:1).Сплавы готовят следующим образом.104 г алюминия (2 - 3 избыток на угар, чтобы получить в готовом виде 50% алюминия), нагревают до 1100-1200 С, затем вносят 90 г никеля. Температура за счет экзотермической реакции поднимается до 1900 - 2000 С. В этот момент в расплав вводят б г титана, 2 г хрома, 2 г железа, Расплав тщательно перемешивают, разливают в чугунные изложницы, охлаждают, дробят, фракционируют. Полученный сплав содержит, мас,: М 45,0; Т 3,0; Сг 1,0; Ее 1,0; А 50,0,По аналогичной схеме приготовлены сплавы с различным содержанием компонентов.П р и м е р 1. Гидрирование проводят в установке колонного типа. Для гидрирования 120 г М-Т-А (47,0 - 3,0-50,0) катализа- торного сплава, фракции 3 - 5 мм загружают в реактор иэ нержавеющей стали, проводятвыщелачивание 10 ь-ным едким натром до удаления из сплава 10% алюминия (глубина выщелачивания контролируется по количеству выделившегося водорода), Выщелоченный катализатор отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции по фенолфталеину и сушат в токе водорода при 120 С. Гидрированию подвергают дистиллированные жирные кислоты светло-коричневого цвета (отход производства) с иодным числом 98,7% 2, кислотным 10 П р и м е р 3. Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-коричневого цвета (отход производства) с иодным числом 112,7 ф, 2, кислотным числом 196,1, титром 24,7 С, процент неомыляемых веществ 1,28, проводят в условиях, аналогичных примеру 1, на М-Т - А (47,0 - 3,0 - 50,0) катализаторе с объемной скоростью подачи 1,23 55 числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56%, путем непрерывной подачи жирных кислот и водорода в15 реактор при 235 С, давлении водорода0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород - гидрируемое сырье, равном200:1 в режиме получения технической стеариновой кислоты (иодное число 30 - 3202,20 титр не ниже 53 С) с объемной скоростьюподачи 1,41 ч(47,0 - 3,0-50,0) катализаторе при 235 С, давлении водорода 0,6 МПа и объемном соот 25 ношении избыточный водородгидрируемое сырье 200:1 показатели гидрогениэата отклоняются от показателей технической стеариновой кислоты, и реакциюпрекращают. Полученный гидрогенизат30 взвешивают, Получают 5,4 кг техническойстеариновой кислоты светло-коричневогоцвета. Вес исходных жирных составляет0,66 г ч/г катализатора.П р и м е р 2. Гидрирование дистиллиро 35 ванных жирных кислот желто-красного цвета (отход производства) с иодным числом101,2% 2, кислотным числом 197,9, титром32,8 С, процент неомыляемых веществ1,82%, проводят в условиях, аналогичныхпримеру 1 на й - Т - А (47,0 - 3,0 - 50,0) катализаторе с объемной скоростью подачи 1,35ч, Производительность процесса составля ет 0,64 г ч/г катализатора.Через 58 ч гидрирования показателигидрогенизата отклоняются от показателейтехнической стеариновой кислоты и реакцию прекращают, Полученный гидрогенизат взвешивают. Получают 4,356 гтехнической стеариновой кислоты желтокрасного цвета, Вес исходных жирных кислот составляет 4,35 кг, 167597ч . Производительность процесса составляет 0,58 г ч/г катализатора,Через 67 ч гидрирования показателигидрогенизата отклоняются от показателейтехнической стеариновой кислоты и реакцию прекращают. Полученный гидрогенизат взвешивают. Получают 4.587 кгтехнической стеариновой кислоты желтокоричневого цвета. Вес исходных жирныхкислот составляет 4,586 кг, 10П р и м е р 4, Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-коричневогоцвета с иодным числом 98,71 р, кислотнымчислом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56-",ь, проводят в условиях, аналогичных примеру 1, наМ - Сг - Т - Ге - А (42,5-2,0 - 3,0-2,5-50,0) катализаторе при 240 С, давлении водорода0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород - гидрируемое сырье 200;1 в 20режиме получения технической стеариновой кислоты (иодное число 30-32 о 2, титрне ниже 53 С) с объемной скоростью подачи1,77 ч , Производительность процесса составляет 0.83 г ч/г катализатора, 25Через 80 ч гидрирования показателигидрогениэата отклоняются от показателейтехнической стеариновой кислоты и реакцию прекращают, Полученный гидрогенизат взвешивают. Получают 9,012 кг 30технической стеариновой кислоты светлокоричневого цвета. Вес исходных жирныхкислот составляет 9,014 кг,П р и м е р 5, Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-красного цвета с иодным числом 101,2 2, кислотнымчислом 197,9, титром 32,8 С, процент неомыляемых веществ 1,82 , проводят в условиях, аналогичных примеру 4, наМ - Сг - Т - Ге - А (42,5 - 2,0 - 3,0 - 2,5 - 50,0) катализаторе с объемной скоростью подачи1,68 ч . Производительность процесса составляет 0,79 г ч/г катализатора,Через 75 ч гидрирования показателигидрогенизата отклоняются от показателей 45технической стеариновой кислоты и реакцию прекращают, Полученный гидрогенизат взвешивают, Получают 7,110 кгтехнической стеариновой кислоты светлокрасного цвета, Вес исходных жирных кислот составляет 7,115 кг.П р и м е р 6. Гидрирование дистиллированных жирных кислот желто-коричневогоцвета с иодным числом 112,7% 11, кислотным числом 196,1, титром 24,7 С, процент 55неомыляемых веществ 1,280 , проводят вусловиях, аналогичных примеру 4, на й - Сг -Т 1 - Ее-А 1 (42,5-2,0-3,0-2,5-50,0) катализаторе с объемной скоростью подачи 1,52 ч. Производительность процесса составляет 0,71 г ч/г катлгизатораЧерез 84 ч гидрировэния показатели гидрогенизата отклоняются от показателей технической стеариновой кислоты и реакцию прекращают, Полученный гидрогениэат взвешивают. Получают 7,201 кг технической стеариновой кислоты светло- коричневого цвета, Вес исходных жирных кислот составляет 7,2 кг,П р и м е р 7, Гидрирование дистиллированных жирных кислот светло-коричневого цвета с иодным числом 98,72, кислотным числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56% проводят в условиях, аналогичных примеру 1, на М 1- Сг - Ге - А 1 катализаторе с различным содержанием компонентов при 240 С, давлении водорода 0,6 МПа и объемном соотношении избыточный водород - гидрируемое сырье 200;1 (табл,1)Данные табл.1 показывают, что катализатор, использованныл в предлагаемом способе, с оптимальным содержанием компонентов повышает производительность процесса на 10,6-25,8% и выход технической стеариновой кислоты на 6,4-66,9%.П р и м е р 8, Гидрирование дистиллированных жирных кислот светло-коричневого цвета с иодным числом 98,72, кислотным числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56 , проводят в условиях, аналогичных примеру 1, на Н 1-Сг - Т - Ге-А (42,5-2 0-3,0 2,5-50,0) катализаторе при давлении водорода 0,6 МПа, обьемном соотношении избыточный водород - гидрируемое сырье, 200:1 и различных температурах (табл 2).Данные табл.2 показывают, что при получении технической стеариновой кислоты предлагаемым способом повышается производительность процесса на 25,8-36,4% и выход технической стеариновой кислот на 66,9-88,7%, При тем пе рат уре выше 280 С процесс взрыво- и пожароопасен,П р и м е р 9. Гидрирование дистиллированных жирных кислот светло-коричневого цвета с иодным числом 98,7% 2, кислотным числом 201,8, титром 36,5 С, процент неомыляемых веществ 1,56 проводят в услоиисх, аналогичных примеру 1, на И- Сг-Т 1-Ге-А (42 5-2,0-3,0-2,5-50,0) катализаторе при 240 С, давлении водорода 0,6 МПа и различных обьемных соотношениях избыточный водород - гидрируемое ерве (табл.З).Данные табл,З показывают, что при получении технической гтеариновой кислоты предлагаемым способом при обьемном соотн-шении избыточный водород - гидриру1675297 емое сырье равном (40-430):1 повышается производительность процесса на 7,6 - 37,9 и выход технической стеариновой кислоты на 19,3 - 89,3.Таким образом, предлагаемый способ 5 по сравнению с известным позволяет повысить производительность процесса в 1,1- 1,4 раза, выход технической стеариновой кислоты в 1,2 - 1,9 раза и улучшить качество гидрогенизата (цвет). 10 присутствии стационарного катализатора на основе выщелоченного никель-титан- алюминиевого сплава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и улучшения качества целевого продукта, используют катализатор, дополнительно содержащий хром и железо, состава, мас.:Никель 40,0-47,0Титан 1,0 - 3,5Хром 1,0-3,0Железо 1,0 - 3,5Алюминий Остальноеи процесс проводят при 240 - 280 С и обьемном соотношении водород - сырье (40 - 430):1. Формула изобретенияСпособ получения технической стеариновой кислоты утем гидрирования дистиллированных жирных кислот под давлением 15 водорода при повышенной температуре в Таблица 1 Объемная скорость подачи дистиллированных жирных кислот,ч Способ и катализатор Производительность процесса г ч/г катализато- ра Выход технической стеариновой кислоты, г гидрогенизата нэ 1 Г кдтдлиздто- а 0,66 1,41 45,0Температура опыта 235 С.Выход технической стеариновой кислоты рассчитывается путем делениямассы гидрогениэата на массу катализатора. Известныйй - Т - А47,0 - 3,0 - 50,0ПредлагаемыйЙ - Сг - Т - Ре - А46,0 - 2,0 - 0,5 - 1,5 - 50,045,5 - 2,0 - 1,0 - 1,5 - 50,044,5 - 2,0 - 2,0 - 1,5 - 50,043,5 - 2,0 - 3,0 - 1,5 - 50,043,0 - 2,0 - 3,5 - 1,5 - 50,042,5 - 2,0 - 4,0 - 1,5 - 50,045,0 - 0,5 - 3,0 - 1,5 - 50,044,5 - 1,0 - 3,0 - 1,6 в 50,042,5 - 3,0 - 3,0 - 1,5 - 50,042,0 - 3,5 - 3,0 - 1,5 - 50.044,5 - 2,0 - 3,0 - 0,5 - 50,044,0 - 2,0 - 3,0 - 1,0 - 50,042,5 - 2,0 - 3,0 - 2.5 - 50,04 1,5- 2,0 - 3,0 - 3,5 - 50,04 1,0 - 2,0 - 3,0 - 4,0 - 50,039,0 - 4,0 - 3,0 - 4,0 - 50,040,0 - 3,5 - 3,0 - 3,5 - 50,0.47,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 50.048,0 - 1,0 - 0,5 - 0,5 - 50,0 1,53 1,56 1,70 1,72 1,59 1,54 1,53 1,59 1,62 1,55 1,53 1,59 1,77 1,58 1,54 1,53 1,59 1,58 1,54 0,72 0,73 0,80 0,81 0,75 0,72 0,72 0,75 0,76 0,73 0,72 0,75 0,83 0,74 0,72 0,72 0,75 0,74 0,72 50,0 56,9 70,0 72,1 57,5 50,8 50,0 57,5 60,5 51,0 50,0 57,5 75,1 56,9 50,8 50,0 57,5 56,9 50,845,0 0,66 1,41 235 Известный 57,8 66,9 0,81 0,83 1,72 1,77 230 Предлагаемый слегка желтоватым оттенком То же76,2 83,3 88,7 1,81 1,88 1,92 0,85 0,88 0,90 Таблица 3 Составитель Н. КуликоваТехред М.Моргентал Корректор С, Шевкун Редактор Н. Яцола Заказ 2974 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Светло-коричневый То жеБелый со Производительность процесса, г ч/г катализа- тора Выход технической стеариновойкислоты, г гидрогенизата на 1 г катал изато э