BR102019009687A2

BR102019009687A2 - Método de produção dimérica de dois ácidos graxos

Info

Publication number: BR102019009687A2
Application number: BR102019009687-0A
Authority: BR
Inventors: Rodrigo João Gabriel
Original assignee: Rodrigo João Gabriel
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2020-12-01

Abstract

"método de produção dimérica de dois ácidos graxos" trata-se de um método de produção de dois ácidos graxos insaturados, pertencente ao campo de aplicação dos processos de transformação das substâncias quimicamente elaboradas, visando a dimerização de ácidos graxos insaturados em sistema de baixa pressão com alta purificação do ácido monomérico, e em formulações que privilegiam o ácido oleico e seus isômeros, reduzindo as ciclizações excessivas através da ação dos catalizadores a base de alumínossilicatos de sódio e magnésio e sais metálicos para coordenar esta eliminação, sendo que os ácidos graxos brutos partem da produção de óleos vegetais ricos em ácido oleico e isentos de ácido linolênico.

Description

MÉTODO DE PRODUÇÃO DIMÉRICA DE DOIS ÁCIDOS GRAXOS

[001] Refere-se o presente pedido de patente de invenção a um método de produção de dois ácidos graxos insaturados, pertencente ao campo de aplicação dos processos de transformação das substâncias quimicamente elaboradas, o qual foi idealizado e desenvolvido visando a dimerização de ácidos graxos insaturados em sistema de baixa pressão com alta purificação do ácido monomérico.

[002] Dito método tem como finalidade principal a introdução do conceito de baixa pressão no processo de dimerização, considerando-se, para tal situação, pressões que oscilem entre 10 a 40 atm, mais precisamente no intervalo de 10 a 20 atm, trabalhando em formulações que privilegiam o ácido oleico e seus isômeros.

[003] Dessa forma, é reduzida a presença de acentuadas ciclizações excessivas através da ação dos catalizadores a base de alumínossilicatos de sódio e magnésio e sais metálicos para coordenar esta eliminação, sendo que os ácidos graxos brutos partem da produção de óleos vegetais ricos em ácido oleico e isentos de ácido linolênico.

[004] Como é do conhecimento principalmente por parte dos habilitados na técnica, a utilização da dimerização em dois estágios, bem como, a purificação dos ácidos monoméricos vem ao longo de décadas sendo empregadas, de modo que o objetivo desta invenção parte da eliminação das ciclizações e a separação dos isômeros atingir em uma etapa ou até duas etapas rendimentos de dimerização superiores aos padrões pertencentes ao estado da técnica, através do conceito da purificação do óleo vegetal e a devida concentração de ácido oleico sob o sistema em questão.

[005] Sabe-se que as polimerizações em dois estágios sempre se utilizaram de ácidos graxos brutos com altos índices de isômeros e posterior ciclizações sem o total controle deste excesso, atingindo desta forma níveis inferiores a 75% de rendimento e em muitos casos eliminando os isômeros produzidos como ácido monomérico, tendo sido constatada também a ação nociva das ciclizações em função da acentuada presença de ácidos palmitoleico e linolênico, agindo sobre o ácido miristico culminado com o baixo rendimento da reação e impedindo, em muitos casos, o avanço completo da dimerização, criando reações secundárias.

[006] Nesse mesmo aspecto e em relação ao estado da técnica, levantamentos efetuados em torno da matéria em questão revelaram a existência dos seguintes documentos:

- US6187903, relativo a um método de preparação de ácidos gordurosos diméricos e/ou seus ésteres contendo baixo teor residual e os ácidos gordurosos diméricos resultantes e/ou ésteres gordurosos diméricos, cujo método dimeriza ácidos gordurosos insaturados monoméricos e/ou ésteres destes para proporcionar uma primeira mistura contendo ácidos gorduross diméricos e/ou ésteres destes, ácidos gordurosos monoméricos não reagidos e/ou rearranjados e/ou seus ésteres e agentes interesteres, separando-os para proporcionar uma segunda mistura e submetendo-a hidrólise de pelo menos uma porção dos seus respectivos agentes em ácidos gordurosos monoméricos e álcoois, proporcionando assim uma terceira mistura reacional contendo ácidos gordurosos (monocarboxílicos e/ou policarboxílicos tendo pelo menos uma ligação dupla) diméricos e/ou seus ésteres, ácidos gordurosos monoméricos e álcoois;
- US3632822, apresentando um processo de polimerização de ácidos graxos não saturados contendo ácido oleico e ácido linoleico não conjugado na presença de umidade e de um novo catalisador de argila mineral ativada por ácido, produzindo rendimentos de ácidos poliméricos com pouca ou nenhuma ação prejudicial modificadora ou rearranjante na estrutura molecular dos restantes dos ácidos monômeros não polimerizados, proporcionando ainda um processo de polimerização em todas as fases em que a soma total de ácidos polimerizados resultantes das duas fases é substancialmente maior do que pode ser obtida com as mesmas misturas iniciais em processos de polimerização de fase única, utilizando catalisadores de argila ativada;
- GB825535, apresentando um processo de dimerização de ácidos graxos monoinsaturados como o ácido oleico e seus isômeros, ácido erúcico e seus isômeros, ácido undecilênico e outros ácidos graxos monoinsaturados com 11 a 22 átomos de carbono, tanto de origem animal, vegetal, marinha ou sintética, resultando em um ácido dicarboxílico dimérico de 36 átomos de carbono, proporcionado pelo aquecimento de um caldo de alimentação de ácido saturado do qual pelo menos 50% em peso compreende ácido oleico, com substancialmente 2-6 partes em peso de argila cristalina mineral tendo um pH de 2-7 na presença de substancialmente 2 a 4 partes em peso a 100 partes em peso da referida pasta de alimentação, a uma temperatura de substancialmente 215-2400C, por um período de substancialmente 24 horas, mas suficientemente longo para reduzir o equivalente de neutralização do componente do polímero a 320 ou menos, agitando o estoque de alimentação, mineral de argila cristalina e água juntos durante o período de aquecimento, removendo a água e depois a argila cristalina mineral a partir dos ácidos após o término do tratamento de aquecimento, e destilação do resíduo sob pressão reduzida, para remover os ácidos monoméricos dos mesmos;
- DE19939566, que trata, basicamente, de componentes de óleo cosmético e, mais particularmente, de óleos de ésteres substancialmente insaturados que através da presença de ramificações na cadeia de hidrocarbonetos, são distinguidos de homólogos lineares por propriedades significativamente melhoradas, abrangendo também um processo para a sua produção e utilização de composições de superfície ativa.

[007] No caso da matéria revelada objeto do pedido de patente em questão, após a realização de vários estudos e experimentações partindo da eliminação das ciclizações e a separação dos isômeros, foi possível alcançar, em uma ou duas etapas, rendimentos de dimerização superiores àqueles citados e pertencentes ao estado da técnica, através do conceito da purificação do óleo vegetal e a devida concentração de ácido oleico, e onde se chegou a conclusão de que o total domínio das fontes vegetais em conjunto com as fontes minerais e animais possibilita a correta dimerização sem reações laterais, aumentando a capacidade do ácido dimérico ao reagir futuramente para a formação de poliamidas estruturais predominantes no grau de flexibilidade do polímero.

[008] Portanto, o processo ora apresentado inova no campo do conhecimento cromatográfico das composições graxas, na melhoria da polimerização, destilação e hidrogenação, na obteção do alto rendimento na dimerização e na purificação dos isômeros, além do domínio da efetividade dos polienos, sendo que a formação dos trímeros está diretamente associada à composição proposta de ácidos graxos, ao tempo de reação, ao controle da pressão e a devida purificação da matéria-prima para a dimerização, que no caso em questão compreende o processo em que foram submetidas as cadeias de ácidos graxos ao método de polimerização por adição, tendo a eficiência dos catalizadores, no caso argilas a base de aluminosilicatos, tratadas ou não, para a correção de acidez, doadores metálicos para aumento da eficiência da dimerização e separação dos isômeros e a água sob a ação de temperatura superior a 180° C, em condições de pressão controlada.

[009] A composição do ácido graxo para dimerização de forma a obtenção de ácido monomérico e ácido dimérico em grau compatível ao rendimento esperado foi possibilitado pela utilização de parâmetros como índice de iodo na composição, índice de acidez e índice de saponificação, todos parametrizados, sendo que em função da pressão e ao nível de água utilizada para auxiliar a reação, chegou-se também em uma faixa inferior de temperatura de polimerização, no caso, temperaturas inferiores a 240°C e pressões inferiores a 15atm com tempo de polimerização inferiores às 4h, em função do acerto linoleico / oleico e as eliminações de isômeros indesejáveis através da composição, destilação e purificação.

[010] Diante de tudo quanto foi até aqui exposto, o presente pedido de patente de invenção se refere a um método de produção de dois ácidos graxos insaturados, isentos de palmitoleico e linolênico e com acentuada presença de ácido oleico e linoleico em condições de catálise controlada através da inclusão de sais metálicos e aluminosilicatos, com temperaturas de polimerização superiores a 180° C, podendo atingir até 260° C e pressões variando de 10 até 40 atm, e cujo método consiste das seguintes etapas:

- polimerização em intervalos de 70 a 85%, repetida caso se atinja níveis inferiores a 70% em função da composição dos ácidos graxos;
- correção e purificação dos ácidos graxos;
- ao ser atingido um grau de ácido isoestearíco, a produção de ácido monomérico é controlada;
- destilação em colunas recheadas até o grau de pureza superior a 90%;
- com pressões oscilando entre 10 a 30 atm e temperaturas entre 180 a 240° C hidrogeniza-se em sistema de baixa pressão.

[011] O controle e manuseio das reações de polimerização passam a ser também demasiadamente facilitados em razão da purificação e da inclusão dos sais metálicos atingirem produtos com faixa de cor clara e principalmente viscosidade inferior aos diméricos obtidos.

[012] Ressalte-se que enquanto o pedido de patente em questão foi descrito com referência à modalidade pretendida, será aparente aos versados na técnica que outras modificações poderão ser aqui realizadas, passível, portanto, de sofrer alterações em suas características e capacidades técnicas, inclusive em função da possibilidade de atualização de versões, mantendo ou até melhorando o desempenho alcançado, encontrando-se, tais características, devidamente abrangidas no presente objeto, sem que se distancie do espírito e escopo do quanto ora explanado, reunindo, por todo o exposto, os requisitos necessários à proteção como patente de invenção, ora pleiteada.

Claims

"MÉTODO DE PRODUÇÃO DIMÉRICA DE DOIS ÁCIDOS GRAXOS", caracterizado por compreender a dimerização de ácidos graxos insaturados em sistema de baixa pressão com alta purificação do ácido monomérico, com pressões que oscilam entre 10 a 40 atm, mais precisamente no intervalo de 10 a 20 atm, em formulações predominantes do ácido oleico e seus isômeros, reduzindoa presença de ciclizações excessivas através da ação dos catalizadores a base de alumínossilicatos de sódio e magnésio e sais metálicos para coordenar esta eliminação, sendo que os ácidos graxos brutos partem da produção de óleos vegetais ricos em ácido oleico isentos de palmitoleico e linolênico e com presença de ácido oleico e linoleico em condições de catálise controlada através da inclusão de sais metálicos e aluminosilicatos, com temperaturas de polimerização superiores a 180° C, podendo atingir até 260° C.
"MÉTODO DE PRODUÇÃO DIMÉRICA DE DOIS ÁCIDOS GRAXOS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por dito método compreender as etapas de polimerização em intervalos de 70 a 85%, repetida caso se atinja níveis inferiores a 70% em função da composição dos ácidos graxos; correção e purificação dos ácidos graxos; controle da produção de ácido monomérico ao ser atingido um grau de ácido isoestearíco, destilação em colunas recheadas até o grau de pureza superior a 90%; hidrogenização em sistema de baixa pressão entre 10 a 40 atm e temperaturas entre 180 a 260° C.