CS233166B1 - ) Způsob výroby esterů kyseliny ftalové - Google Patents

Abstract

Vynález řeší způsob výroby esterů kyseliny ftalové s alkoholy o šesti až deseti atomech uhlíku, katalyzovaný titanátovým katalyzátorem typu TiOg . HgO, při němž se esterifikace provádí do určité hodnoty čísla kyselosti esterifikační směsi a přebytečná esterifikační složka se odstraňuje vakuovou destilaci s následným stripováním vodní parou a izolací esteru od katalyzátoru. Jeho podstatou je, že se při použití katalyzátoru na bázi TiOg . x HgO vede vlastní esterifikační proces pouze do čísla kyselosti 1,5 mg KOH/g esterifikační směsi. Uvedené estery kyseliny ftalové jsou jako změkčovadla významnou složkou ve výrobě plastických hmot.

Description

Vynález řeší způsob výroby esterů kyseliny ftalové s alkoholy o šesti až deseti atomech uhlíku, katalyzovaný titanátovým katalyzátorem typu TiOg. ^{x Η}2θ* ⁿěmž se esterifikace provádí do určité hodnoty čísla kyselosti esterifikační směsi a přebytečná esterifikační složka se odstraňuje vakuovou destilací s následným stripováním vodní parou a izolací esteru od katalyzátoru.

Estery kyseliny ftalové s alkoholy o šesti až deseti atomech uhlíku jsou jako změkčovadia významnou složkou v oboru výroby plastických hmot. Jedná se o málo těkavé kapalné látky, které poskytují organickým polymerům ohebnost, tvárnost a zvětšují jejich termoplastičnost tím, že snižují viskozitu taveniny, teplotu zaskelnění a elastický modul produktu. Jako katalyzátoru se při výrobě esterů kyseliny ftalové často používají organické sloučeniny titanu, jejich halogenderiváty či produkty jejich hydrolýzy. Jedním z nejrozšířenějších typů titanátového katalyzátoru je Ti/OR/^, kde R představuje bučí alkylový zbytek nebo zbytky sloučenin vanadu /US patent č. 3 209 021/. Mezi nejužívanější katalyzátory tohoto typu patří tetra/2-etylhexyl/titanát a tetra/n-butyl/titanát. Technologie zpracování surového esteru těmito katalyzátory je založena na dokonalém odstranění zbytků katalyzátoru několikanásobným vypíráním, aby se zabránilo následnému zakalování výrobku a zhoršování jeho elektrických vlastností. Řešení tohoto postupu je předmětem DE patentu č. 2 612 365 a jeho principem je vytvoření emulze s vodným roztokem NaOH po zchlazení surového esteru pod 100 °C. Odstranění operace neutralizace a praní umožňuje použití hlinitanového katalyzátoru na bázi AI2/SO4/3+ + NaOH, ovšem za cenu prodloužení esterifikační doby a příslušného zvýšení energetických nároků. Výhodnější je postup výroby organických esterů za použití katalyzátoru na bázi TiOg. x HgO, při kterém se esterifikace provede do čísla kyselosti nejvýše

233 166

0,30 mg KOH/g esterifikační směsi, načež se vakuově redestiluje přebytečný alkohol, jehož zbytky se ještě vystripují vodní parou, a filtrací se od esteru oddělí katalyzátor k použití v následujících výrobních cylkech. Přes uvedená zlepšení je i tento výrobní postup poměrně zdlouhavý a energeticky náročný.

Další zlepšení přináší využití způsobu výroby esterů kyseliny ftalové podle vynálezu. Jeho podstatou je, že se při použití katalyzátoru na bázi TiOg · ^{x vede} vlastní esterifikační proces pouze do čísla kyselosti 1,5 mg KOH/g esterifikační směsi.

Na základě poznatků o mechanizmu esterifikace a vlivech na reakční rychlost v konečné fázi esterifikace bylo laboratorně i provozně dokázáno, že podmínky při odstraňování přebytečné esterifikační složky destilací jsou i po odstavení příkonu tepla takové /absolutní tlak kolem 0,01 MPa, teplota nad 200 °C/, že dokončení reakce spojené s poklesem čísla kyselosti na žádanou hodnotu, t.j. nejméně 0,10 mg KOH/g esteru, proběhne již samovolně a rychleji vzhledem k intenzivnějšímu a dokonalejšímu odstraňování reakční vody. Přínosem způsobu výroby esterů kyseliny ftalpvé podle vynálezu je proto zkrácení výrobního cyklu, projevující se ve snížení energetické náročnosti výroby esterů a ve zvýšení kapacity výrobního zařízení.

Praktické provedení způsobu výroby esterů kyseliny ftalové podle vynálezu i jeho srovnání s dosavadním způsobem přípravy je patrno z následujících příkladů.

Příklad 1

Do esterifikační baňky bylo předloženo 943,3 g 2-etylhexanolu, 370,0 g ftalanhydridu, 21 g suspenze katalyzátoru na bázi TiO₂ · . x H₂0 s 1 g karborafinu a 1 g křemeliny. Esterifikace s konečnou teplotou 220 °C proběhla za 3 hodiny do čísla kyselosti 0,08 mg KOH/g esterifikační směsi. Po odstranění příkonu tepla byl nezreagovaný 2-etylhexanol odstraněn vakuovou destilací při tlaku snižovaném postupně z 0,1 MPa až na 0,02 MPa a následně stripováním vodní parou při teplotě 180 °C. Celková doba vakuové destilace a stripování činila 2,5 hodiny. Po vysušení esteru za

- 3 233 166 vakua při tlaku 0,02 MPa a odfiltrování katalyzátoru měl hotový ester číslo kyselosti o hodnotě 0,06 mg KOH/g esteru. Výtěžek esteru činil 890,1 g.

Příklad 2

Při navážkách podle příkladu 1 byla esterifikace ukončena odstavením příkonu tepla po 2,5 hodinách při čísle kyselosti 1,23 mg KOH/g esterifikační směsi. Odstraňování přebytečného 2-etylhexa• nolu vakuovou destilací při tlaku snižovaném postupně z 0,1 MPa až na 0,02 MPa a následné stripování vodní parou bylo prováděno « po dobu 2,5 hodiny. Po vysušení za vakua při tlaku 0,02 MPa a oddělení katalyzátoru filtrací byl vyroben čistý di/2-etylhexyl/fta lát ve výtěžku 890,5 g a s hodnotou čísla kyselosti 0,08 mg KOH/g esteru.

Příklad 3

Do esterifikační baňky bylo naváženo 910,7 g směsi lineárních alkoholů až C_1Q, 370,0 g ftalanhydridu, 20,9 g suspenze katalyzátoru na bázi Ti0₂ . x H₂0 s 1 g karborafinu a 1 g křemeliny. Esterifikace s konečnou teplotou 220 °C proběhla za 3 hodiny. Cis lo kyselosti surového esteru mělo hodnotu 0,10 mg KOH/g. Nezreago váný přebytek směsi alkoholů byl následně vakuově oddestilován při tlaku snižovaném postupně z 0,1 MPa až na 0,02 MPa a zbytky ·* byly odstraněny stripováním vodní parou při teplotě 180 C po do, bu 2,5 hodiny. Po vysušení za vakua při tlaku 0,02 MPa a odfiltrování katalyzátoru mělo číslo kyselosti hodnotu 0,08 mg KOH/g esteru. Výtěžek esteru činil 927,3 g.

Příklad 4

Do esterifikační baňky předložená směs lineárních alkoholů 0θ až C_lo, ftalanhydridu a katalyzátoru na bázi Ti0₂ . x H₂0 o navážkách podle příkladu 3 a esterifikace byla vedena po dobu 2,5 hodiny do teploty 220 °C_S kdy při čísle kyselosti 1,38 g KOH/g esterifikační směsi byl odstaven příkon tepla. Přebytek alkoholů byl odstraňován vakuovou destilací při tlaku snižovaném postupně z 0,1 MPa až na 0,02 MPa a následně stripováním vodní parou po dobu 2,5 hodiny, načež byl ester za vakua vysušen při tlaku 0,02 MPa a oddělen filtrací od katalyzátoru. Bylo získáno celkem 927,1 g esteru s hodnotou čísla kyselosti 0,09 mg KOH/g.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   233 166

   Způsob výroby esterů kyseliny ftalové s alkoholy o šesti až deseti atomech uhlíku, katalyzovaný titanátovým katalyzátorem typu TiOg . x H₂0, při němž se esterifikace provádí do určité hodnoty čísla kyselosti esterifikační směsi a přebytečná esterifikační složka se odstraňuje vakuovou destilací s následným stropováním vodní parou a izolací esteru od katalyzátoru, vyznačující se tím, že se vlastní esterifikační proces vede do čísla · kyselosti 1,5 mg KOH/g esterifikační směsi.