PL207000B1 - Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych - Google Patents

Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych

Info

Publication number
PL207000B1
PL207000B1 PL376787A PL37678705A PL207000B1 PL 207000 B1 PL207000 B1 PL 207000B1 PL 376787 A PL376787 A PL 376787A PL 37678705 A PL37678705 A PL 37678705A PL 207000 B1 PL207000 B1 PL 207000B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
fatty acids
isobutene
acid
reaction
esters
Prior art date
Application number
PL376787A
Other languages
English (en)
Other versions
PL376787A1 (pl
Inventor
Jacek Kijeński
Małgorzata Jamróz
Witold Tęcza
Małgorzata Jarosz
Wiesława Walisiewicz-Niedbalska
Antoni Migdał
Original Assignee
Inst Chemii Przemys & Lstrok O
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Chemii Przemys & Lstrok O filed Critical Inst Chemii Przemys & Lstrok O
Priority to PL376787A priority Critical patent/PL207000B1/pl
Publication of PL376787A1 publication Critical patent/PL376787A1/pl
Publication of PL207000B1 publication Critical patent/PL207000B1/pl

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych.
Estry alkilowe kwasów tłuszczowych jak kwas palmitynowy, stearynowy, oleinowy i linolowy, stosowane są jako półprodukty do syntezy preparatów kosmetycznych oraz jako oleje smarowe i plastyfikatory w przemyśle tworzyw sztucznych. Ostatnio estry alkilowe wyższych kwasów tłuszczowych znalazły zastosowanie jako komponenty paliw motorowych dla pojazdów napędzanych silnikami Diesla.
Klasyczne sposoby wytwarzania estrów alkilowych C1-C4 kwasów tłuszczowych, polegają na reakcji tych kwasów z alkoholami jednowodorotlenowymi C1-C4 w podwyższonej temperaturze 80 - 120°C i w obecności kwaśnych katalizatorów jak kwas solny, kwas siarkowy lub kwas p-toluenosulfonowy. Reakcja estryfikacji kwasów tłuszczowych alkoholami, prowadzona jest w fazie ciekłej przy stosunku molowym alkoholu do kwasu 2 - 4:1. Z mieszaniny reakcyjnej najpierw oddestylowuje się azeotropowo powstałą w reakcji wodę, następnie nadmiar nieprzereagowanego alkoholu, a na koń cu pod obniż onym ciś nieniem destylacyjnie wydziela się czysty ester (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth-Edition vol. 5, A.Wiley-Interscience Publication, New York 1993 str. 160).
Przedstawiona powyżej metoda wytwarzania estrów alkilowych C1-C4 kwasów tłuszczowych, charakteryzuje się wysokimi wydajnościami i dobrą selektywnością. Jednakże przy stosowaniu tej metody problemem staje się utylizacja powstających w procesie kwaśnych ścieków, niekorzystnych dla środowiska naturalnego.
Nowsze sposoby wytwarzania estrów alkilowych alifatycznych kwasów monokarboksylowych, polegają na reakcji kwasów z węglowodorami olefinowymi w obecności kwaśnych katalizatorów. W opisie patentowym USA 3 014 066 przedstawiono sposób otrzymywania estrów alkilowych C4-C18 kwasów monokarboksylowych C1-C20, polegający na reakcji tych kwasów z węglowodorami olefinowymi C4-C18 zawierającymi w cząsteczce Ill-rzędowy atom węgla. Reakcja estryfikacji prowadzona jest w fazie ciekłej, pod ciśnieniem 0,18-2,2 MPa w temperaturze 40-150°C i w obecności stałego katalizatora zawierającego pięciotlenek wanadu. W reakcji kwasu octowego z izobutenem w temperaturze 93°C prowadzonej w czasie 25 godzin, uzyskiwano konwersję izobutenu do estru tert-butylowego kwasu octowego 17%, przy stopniu przereagowania kwasu do estru 31%.
Sposób wytwarzania estrów alkilowych C2-C4 alifatycznych kwasów monokarboksylowych C1-C4 przez reakcję kwasów z węglowodorami olefinowymi C2-C4 w obecności katalizatora składającego się z heteropolikwasów, przedstawiono w amerykań skim opisie patentowym nr 6 624 325. W reakcji etylenu z kwasem octowym, w temperaturze 165°C, w obecności pary wodnej, azotu i katalizatora w postaci fosforowo-wolframowego heteropolikwasu, otrzymywano octan etylu z selektywnoś cią okoł o 96% oraz eter dietylowy i etanol jako produkty uboczne.
Wymienione powyżej sposoby estryfikacji kwasów organicznych z użyciem węglowodorów olefinowych charakteryzują się długim czasem reakcji, co związane jest z niską intensywnością przebiegu reakcji w obecności stosowanych katalizatorów, a poza tym cechują się stosunkowo niskim stopniem przereagowania reagentów. Pomimo tych niedogodności, sposoby te są przykładem nowych i ekonomicznie korzystniejszych sposobów wytwarzania estrów, w których zastosowano węglowodory olefinowe jako czynnik estryfikujący kwasy karboksylowe zamiast droższych alkoholi.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania estrów izobutylowych kwasów tłuszczowych C12-C18, pozbawionego wyżej wymienionych wad, które mogą być stosowane jako wysokowrzące rozpuszczalniki i plastyfikatory w przemyśle farb i lakierów oraz tworzyw sztucznych, a także jako komponenty biopaliwa dla pojazdów napędzanych silnikami Diesla. Stwierdzono, że można osiągnąć wyższy stopień przereagowania kwasów przy otrzymywaniu estrów tert-butylowych kwasów tłuszczowych C12-C18, z zastosowaniem jako czynnika estryfikującego izobutenu lub surowca zawierającego izobuten, jeżeli proces ich wytwarzania prowadzi się według sposobu będącego przedmiotem wynalazku.
Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych, przez reakcję kwasów tłuszczowych posiadających w cząsteczce 12-18 atomów węgla z izobutenem lub surowcem zawierającym izobuten, w temperaturze 60-120°C, przy stosunku molowym izobutenu do kwasów tłuszczowych odpowiednio od 1:1 do 10:1, w obecności kwaśnego katalizatora, według wynalazku charakteryzuje się tym, że reakcji z izobutenem poddaje się kwasy tłuszczowe lub mieszaninę oleju pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego i kwasów tłuszczowych, przy czym jako kwaśny katalizator
PL 207 000 B1 reakcji stosuje się katalizator stały w postaci syntetycznej żywicy jonowymiennej, zwłaszcza sulfonowanej żywicy polistyrenowej sieciowanej diwinylobenzenem lub sulfonowanego polimeru fluorowęglowego naniesionego na mezoporowatą krzemionkę.
Korzystnie stosuje się mieszaninę kwasu tłuszczowego zawierającą od 90 do 95% oleju zwierzęcego lub roślinnego, zwłaszcza oleju rzepakowego, sojowego, palmowego, kokosowego.
W sposobie wedł ug wynalazku korzystnie stosuje się sulfonowany polimer fluorowę glowy naniesiony metodą impregnacyjną na mezoporowatą krzemionkę o średniej powierzchni właściwej około 200 m2/g.
Znaczenie techniczne procesu, w którym jako surowiec stosuje się mieszaninę kwasu tłuszczowego i oleju pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego polega na otrzymywaniu użytecznego estru tert-butylowego kwasów tłuszczowych i jednoczesnym usuwaniu wolnych kwasów tłuszczowych z oleju naturalnego.
W reakcji z kwasami tłuszczowymi, lub mieszaniną tych kwasów z olejami roś linnymi, jako surowiec zawierający izobuten można stosować frakcję izobutenową będącą produktem przerobu surowców petrochemicznych, zawierającą około 50-70% wagowych izobutenu, a ponadto izobutan i buten-1.
Reakcje kwasów tłuszczowych C12-C18 lub mieszaniny kwasów i olejów roślinnych z izobutenem lub surowcem zawierającym izobuten sposobem według wynalazku prowadzi się, jak w znanych sposobach, w fazie ciekłej, przy stosunku molowym izobutenu do kwasów tłuszczowych odpowiednio od 1:1 do 10:1, stosując zakres temperatur 60-120°C. W tych warunkach uzyskuje się wysoką konwersję kwasów tłuszczowych do estrów w czasie 1-15 godzin.
Po ochłodzeniu mieszaniny reakcyjnej do temperatury pokojowej i redukcji nadciśnienia w reaktorze, produkty reakcji po oddzieleniu katalizatora poddaje się rozdestylowaniu pod obniżonym ciśnieniem na pożądane frakcje.
Zaletą procesu estryfikacji kwasów tłuszczowych z użyciem izobutenu według wynalazku jest to, że w porównaniu ze znanymi sposobami, przedstawionymi w przytoczonych wyżej opisach patentowych, osiąga się wyższe stopnie przereagowania kwasów w niższej temperaturze i w krótszym czasie prowadzenia procesu.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady a uzyskane wyniki zestawiono w tabeli.
P r z y k ł a d y I-IV. Do reaktora ciśnieniowego o pojemności 0.3 l wprowadzono 20 g kwasu tłuszczowego (wymienionego w tabeli), 30 g frakcji izobutenowej pochodzącej z procesu krakingu katalitycznego (zawierającej 60% wag. izobutenu, 12% wag. izobutanu oraz 28% wag. butenu-1) i 2 g katalizatora - sulfonowanej żywicy polistyrenowej sieciowanej diwinylobenzenem o nazwie handlowej Amberlyst 35 (Haas&Rhom). Cał o ść intensywnie mieszano (500 obr/min) i ogrzewano do 90°C. Reakcję prowadzono w czasie 5 godzin. Po zakoń czeniu reakcji autoklaw schłodzono do temperatury pokojowej i rozładowano. Z produktu desorbowano pod próżnią, nieprzereagowaną frakcję C4 oraz oddestylowywano tworzące się w procesie niewielkie ilości oligomerów izobutenu. Stopień przereagowania kwasu oznaczano z pomiaru liczby kwasowej produktu po oddestylowaniu oligomerów.
P r z y k ł a d V. Do reaktora wprowadzono 20 g mieszaniny oleju rzepakowego zawierają cej 5% kwasu oleinowego, o liczbie kwasowej 13,4, 30 g frakcji izobutenowej, zawierającej 55% wag. izobutenu, 14% wag. izobutanu oraz 31 %wag. butenu-1 oraz 2 g katalizatora Amberlyst 35. Reakcję prowadzono mieszając w temperaturze 90°C przez 5 godzin. Po ochłodzeniu i rozładowaniu reaktora z produktu zdesorbowano nadmiar frakcji C4 i oddestylowano pod próżnią oligomery izobutenu. Stopień przereagowania kwasu oznaczano z pomiaru liczby kwasowej produktu po oddestylowaniu oligomerów.
P r z y k ł a d VI. Do reaktora ciśnieniowego o pojemności 0.3 I wprowadzono 20 g kwasu oleinowego, 30 g frakcji izobutenowej o składzie jak w przykładach I-IV i 2 g katalizatora, przygotowanego poprzez naniesienie sulfonowanego polimeru fluorowęglowego w postaci roztworu o nazwie handlowej Nafion (E.I. DuPont Co.) na mezoporowatą krzemionkę, o zdolności jonowymiennej 0,16 meq/g i średniej powierzchni właściwej 200 m2/g. Całość intensywnie mieszano (500 obr/min) i ogrzewano do 90°C. Reakcję prowadzono w czasie 5 godzin. Po zakończeniu reakcji autoklaw schłodzono do temperatury pokojowej i rozładowano. Z produktu desorbowano pod próżnią, nieprzereagowaną frakcję C4 oraz oddestylowywano tworzące się oligomery izobutenu. Stopień przereagowania kwasu oznaczony z pomiaru liczby kwasowej produktu po oddestylowaniu oligomerów wynosił 50,5% wag.
PL 207 000 B1
P r z y k ł a d VII. Do reaktora wyprowadzono 20 g mieszaniny oleju rzepakowego zawierającej 5% kwasu oleinowego, o liczbie kwasowej 13,1, 30 g frakcji izobutenowej o składzie jak w przykładzie V oraz 2 g katalizatora przygotowanego jak w przykładzie VI. Reakcję prowadzono mieszając w temperaturze 90°C przez 5 godzin. Po ochłodzeniu i rozładowaniu reaktora z produktu zdesorbowano nadmiar frakcji C4 i oddestylowano pod próżnią oligomery izobutenu. Stopień przereagowania kwasu oznaczony z pomiaru liczby kwasowej produktu po oddestylowaniu oligomerów wynosił 46,6% wag.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych, przez reakcję kwasów tłuszczowych posiadających w cząsteczce 12-18 atomów węgla z izobutenem lub surowcem zawierającym izobuten, w temperaturze 60-120°C, przy stosunku molowym izobutenu do kwasów tłuszczowych odpowiednio od 1:1 do 10:1, w obecności kwaśnego katalizatora, znamienny tym, że reakcji z izobutenem poddaje się kwasy tłuszczowe lub mieszaninę oleju pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego i kwasów tłuszczowych, przy czym jako kwaśny katalizator reakcji stosuje się katalizator stały w postaci syntetycznej żywicy jonowymiennej, zwłaszcza sulfonowanej żywicy polistyrenowej sieciowanej diwinylobenzenem lub sulfonowanego polimeru fluorowęglowego naniesionego na mezoporowatą krzemionkę.
  2. 2. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę zawierającą od 90 do 95% oleju pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego, zwłaszcza oleju rzepakowego, sojowego, palmowego, kokosowego.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator reakcji stosuje się sulfonowany polimer fluorowęglowy naniesiony metodą impregnacyjną na mezoporowatą krzemionkę o średniej powierzchni właściwej około 200 m2/g.
PL376787A 2005-08-26 2005-08-26 Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych PL207000B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL376787A PL207000B1 (pl) 2005-08-26 2005-08-26 Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL376787A PL207000B1 (pl) 2005-08-26 2005-08-26 Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL376787A1 PL376787A1 (pl) 2007-03-05
PL207000B1 true PL207000B1 (pl) 2010-10-29

Family

ID=43013981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL376787A PL207000B1 (pl) 2005-08-26 2005-08-26 Sposób wytwarzania estrów tert-butylowych wyższych kwasów tłuszczowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL207000B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL376787A1 (pl) 2007-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6424242B2 (ja) 天然油メタセシス組成物及びその方法
KR100966395B1 (ko) 올레핀의 올리고머화
KR102006515B1 (ko) 교차 복분해를 포함하는 에스톨라이드 기유 및 올리고머성 화합물의 제조 방법
US9388098B2 (en) Methods of making high-weight esters, acids, and derivatives thereof
EP0781265B1 (en) Process for preparing a synthetic ester from a vegetable oil
CN1071298C (zh) 具有改进低温特性的不饱和脂肪物质
US9969668B2 (en) Methods and industrial processes for the production of free fatty acids and derivatives thereof from soap stocks
CN1105094C (zh) 具有改进低温特性的不饱和脂肪物质
KR20140144691A (ko) 생물-윤활제 및 생물-폴리머용 생물-폴리올 및 그의 제조 방법
CN104334519A (zh) 含水甲醛使用脱水再循环料流氢羧基化以降低水浓度
EP2906664B1 (en) Methods of making high-weight esters and derivatives thereof
EP2274262B1 (en) A process for the preparation of primary alkyl glycerol ethers useful as biofuel additive from glycerol
TW201500343A (zh) 由2-乙基己醇製造包含三級異壬酸混合物之製法及其衍生物之製備
US20150368180A1 (en) Acid catalyzed oligomerization of alkyl esters and carboxylic acids
JP3825668B2 (ja) 室温で固体である、多価アルコールのヒドロキシ脂肪酸エステルを、酵素的に調製する方法
CN113200851A (zh) 一种由松节油合成中长链脂肪酸葑酯、龙脑酯以及制备环保塑化剂的方法
CA2621007A1 (en) Process for production of esters from olefin-containing hydrocarbon streams and vegetable or animal oils
JP2014210800A (ja) バイオ燃料添加剤として有用な第1級アルキルグリセロールエーテルのグリセロールからの調製方法
US8742148B1 (en) Oligomerization of jojoba oil in super-critical CO2 for different applications
RU2664645C1 (ru) Способ получения простых эфиров
US20190084903A1 (en) Catalytic ethenolysis of optionally-functionalized internal unsaturated olefins
US9862907B2 (en) Ether lubricants from fatty acids
US8523960B2 (en) Stable alkoxylated fatty acid alkyl esters from transesterification-alkoxylation of vegetable oils
CZ2000655A3 (cs) Způsob přípravy vinylesterů z butenoligomerů

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20120826