CS243217B1

CS243217B1 - Zpíisab výroby diesteru kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem

Info

Publication number: CS243217B1
Application number: CS845266A
Authority: CS
Inventors: Milos Malik; Zbynek Prusa
Original assignee: Milos Malik; Zbynek Prusa
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS526684A1

Abstract

Řešení způsobu výroby diesteru kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem, případně jejich diesteru se směsí alkoholů o 6 až 10 atomech uhlíku katalytickou esterifikací, spočívá v tom, že se esterifikace kyseliny sebakové provádí s přebytkem alkoholu v množství 10 až 100 % molánních za přítomností katalyzátoru, složeného ze 2 dílů hmotnostních oktadekahydrátu síranu hlinitého a z 1 dílu hmot. hydro idu sodného, v množství 0,001 až 5 % hmotnostních, vztaženo na esterifikační násadu. Esterifikace se provede při teplotách 140 až 250 C3 a za tlaku 0,01 až 0,11 MPa do hodnoty čísla kyselosti 0,04 až 0,3 mg KOII/g surového esteru. Přebytečný alkohol se oddestiluje, jeho zbytky se odstraní stripováním vodní párou o teplotě 110 až 240 °C a za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, přičemž s výhodou lze provést stripování za současného přídavku 40% vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu v množství do 0,15 % hmotnostních, vztaženo na množství surového^ esteru, následně se ester za tlaku 0,001 až 0,1 MPa vysuší a katalyzátor se od něho oddělí. Uvedené estery jsou použitelné jako změkčovadla a zejména jako součásti syntetických mazacích olejů a hydraulických kapalin.

Description

(54) Zpíisab výroby diesteru kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem

Řešení způsobu výroby diesteru kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem, případně jejich diesteru se směsí alkoholů o 6 až 10 atomech uhlíku katalytickou esterifikací, spočívá v tom, že se esterifikace kyseliny sebakové provádí s přebytkem alkoholu v množství 10 až 100 % molánních za přítomností katalyzátoru, složeného ze 2 dílů hmotnostních oktadekahydrátu síranu hlinitého a z 1 dílu hmot. hydro idu sodného, v množství 0,001 až 5 % hmotnostních, vztaženo na esterifikační násadu. Esterifikace se provede při teplotách 140 až 250 C³ a za tlaku 0,01 až 0,11 MPa do hodnoty čísla kyselosti 0,04 až 0,3 mg KOII/g surového esteru. Přebytečný alkohol se oddestiluje, jeho zbytky se odstraní stripováním vodní párou o teplotě 110 až 240 °C a za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, přičemž s výhodou lze provést stripování za současného přídavku 40% vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu v množství do 0,15 % hmotnostních, vztaženo na množství surového^ esteru, následně se ester za tlaku 0,001 až 0,1 MPa vysuší a katalyzátor se od něho oddělí.

Uvedené estery jsou použitelné jako změkčovadla a zejména jako součásti syntetických mazacích olejů a hydraulických kapalin.

Vynález řeší způsob výroby diesteru kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem, případně se směsí alkoholů o- 6 až 10 atomech uhlíku katalytickou esterifikací.

Diestery kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem, nebo s dalšími 'alkoholy o šesti až deseti atomech uhlíku či se směsmi těchto alkoholů mají použití v plastikářském průmyslu. Estery s vysokou čistotou a speciální kvalitou, zejména di-(2-ethylhexyl)sebakát, jsou velmi žádané jako složka hydraulických kapalin či syntetických mazacích olejů. Dosud se diestery kyseliny sebakové připravují nejčastěji s použitím kyseliny sírové nebo kyseliny p-toluensulfonové jako katalyzátorů. Tyto katalyzátory zajišťují velmi rychlý průběh esterifikační reakce, na druhé straně se vzhledem k používaným agresivním médiím značně zvyšují náklady na výrobní zařízení a na jeho udržování, další prava takto vyrobeného' esteru, tj. neutralizace, praní, rafiniace a sušení je značně náročné, a dosažení speciální kvality je velice obtížné vzhledem k řadě vedlejších reakcí, ke kterým použití kyselých katalyzátorů vede, jako je například dehydratace použitého' alkoholu. Výrazným přínosem pro přípravu těchto esterů je použití katalyzátorů na bázi sloučenin titanu nebo zirkonia. Například US patent č. 3 326 965 uvádí použití katalyzátorů skupiny MX_n, kde M je titan nebo zirkonium, X je halogen a n = 3 nebo 4. Nizozemský patent číslo 7 305 690 používá k esterifikaci alkoxidy titanu, kysličník titaničitý, polymerní sloučeniny titanu případně solí titanu či zirkonia. Pokrok spočívá navíc v tom, že se při teplotách nad 100 °C provádí navíc neutralizace esteru hydroxidy nebo karbonáty alkalických kovů, což vede k účinnějšímu vysrážení zbytkového obsahu katalyzátoru z reakční směsí Patent NSR č. 2 732 853 uvádí dále kontinuální postup výroby diesterů v koloně, kde postupuje v jednom směru esterifikační směs a v protitahu páry vznikající vody a alkoholu. Jako· destilát se odvádí směs vody a, alkoholu, zatímco ze spodní části kolony se odvádí surové estery, jako katalyzátoru je navrženo použití organiotitanátů nebo sloučenin cínu. Ve srovnání s katalýzou' při použití kyseliny sírové či kyseliny p-toluensulfonové mají katalyzátory na bázi sloučenin titanu, zirkonia či cínu sice nevýhodu v podobě delší esterifikační doby, velikou předností je však skutečnost, že nevznikají vedlejší produkty a nároky na výrobní zařízení i n.a koncovou úpravu jsou podstatně nižší, vzniká rovněž podstatně menší množství odpadních vod a dalších odpadů. Získané vody vyhovují pro použití v plastikářském, průmyslu, a toi přesto, že se později zjistilo', že část katalyzátoru zůstává i po' alkalickém praní nadále rozpuštěna ve vyrobeném esteru. Pro použití do hydraulických kapalin či syntetických olejů je ester se zbytkovým obsahem' katalyzátoru nevhodný, protože se nepřípustným způsobem zhoršuje jeho korozivně oxidační stálost. Estery, vyráběné esterifikací s katalyzátorem na bázi titanu či zirkonia, mají horší výsledky korozivně oxidační stálosti a projevuje se dokonce sklon k důlkové korozi konstrukčních materiálů, než je tomu u esterů vyráběných esterifikací za přítomnosti kyseliny sírové nebo kyseliny p-toluensulfonové. Tento- poznatek vede k tomu, že při výrobě esterů pro hydraulické kapaliny či syntetické mazací oleje se znovu používá kyselých katalyzátorů přes všechny nevýhody spojené s tímto výrobním postupem.

Uvedené nedostatky odstraňuje použití způsobu výroby diesterů kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem., případně dalších jejich diesterů podle vynálezu. Jeho podstatou je to, že se esterifikace kyseliny sebakové provádí s přebytkem alkoholu v množství 10 až 100 % molárních za přítomnosti katalyzátoru, složeného ze 0,1 až 5 dílů, s výhodou ze 2 dílů hmotnostních oktadekahydrátu síranu hlinitého a 1 dílu hmotnostního hydroxidu sodného, v množství 0,001 až 5 % hmotnostních, vztaženo na. esterifikační násadu. Esterifikace se provádí při teplotě 140 až 250 °C, s výhodou při teplotě 215 až 220 °C, a za tlaku 0,01 až 0,11 MPa do hodnoty čísla kyselosti 0,04 až 0,3 mg KOH/ /g surového esteru. Přebytečný alkohol se oddestiluje, jeho zbytky se odstraní destilací s vodní párou o teplotě 110 až 240 °C za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, ester se za tlaku 0,001 až 0,1 MPa vysuší a oddělí se katalyzátor. Vhodný je přídavek 0,2 až 2 % hmotnostních křemeliny a aktivního' uhlí, vztaženo' na esterifikační násadu a rovněž přídavek 40% vodného roztoku hydroxidu sodného v množství do 0,1 % hmotnostních, vztaženo na množství surového esteru, v průběhu destilace surového esteru s vodní parou. K esterifikaiční násadě je možno rovněž přidat 5 až 15 % hmotnostních těkavé organické látky, tvořící s vodou azeotropickou směs, jako je například benzen, toluen nebo xylen. Zpracování na ester s vysokou kvalitou se provede neutralizací přídavkem 0,1 až 5 % hmotnostních 1 až 45% vodného roztoku hydroxidu sodného, promytím vodou, vyhřátím za tlaku 0,001 až 0,1 MPa na teplotu 115 až 125 °C, profukováním suchým vzduchem nebo dusíkem a filtrací.

Způsob výroby esterů kyseliny sebakové podle vynálezu zachovává výhody popsané při použití katalyzátorů na bázi sloučenin titanu či zirkonia, současně však jednak významně zlepšuje korozivně oxidační stálost vyrobeného esteru, jednak zlepšuje ekonoímiku vlastního výrobního procesu použitím levnějšího katalyzátoru s možností recyklace a jednoduchostí separace katalyzátoru po esterifikaci. Esterifikační reakce probíhá stejně rychle jako při použití sloučenin titanu či zirkonia, konečné číslo ky243217 tor se vysráží pouze oddestilováním a vystripováním přebytečného alkoholu. Provede-li se dodatečná neutralizace esteru, jeho promytí vodou a vysušení podle vynálezu, vyhovuje výsledný ester i těm nejpřísnějším kritériím stanoveným pro· hydraulické kapaliny a syntetické mazací oleje.

Praktické provedení způsobu výroby diselosti je velmi nízké a použitý katalyzáesteru kyseliny seba,kove podle vynálezu ukazují následující příklady.

Příklad 1

Pro esterifikací bylo použito 370 g kyseliny sebakové, 715 g 2-ethylhexanoilu, 2,67 g A1₂(SO₄)₃.18H₂O, 1,34 g NaOH, 2,5 g křemeliny a 2,5 g karborafinu. Esterifikace byla prováděna při atmosférickém tlaku a s konečnou teplotou 220 °C po dobu 3,5 hodiny do čísla kyselosti 0,1 mg KOH/g surového esteru. Při 160 °C se následně oddestiloval přebytečný alkohol, jeho zbytky se vystripovaly vodní párou o teplotě 110 až 240 °C a za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, ester se vysušil za tlaku 0,001 až 0,1 MPa a katalyzátor se odfiltroval. Následovalo zneutralizování získaného esteru roztokem 80 mg NaOH se 100 ml vody. Po rozsazení a oddělení vodní vrstvy se přidalo 100 ml vody a ester se vypíral po dobu 10 minut a při teplotě 95 °C. Voda se oddělila, ester se pro-fukoval 1 hodinu suchým dusíkem, a zfi,linoval. Výsledný ester byl získán ve výtěžku 730,5 gramů (73 % teorie) a měl následující vlastnosti:

číslo kyselosti teplota tuhnutí teplota vzplanutí viskozita při 100 °C visko,žita při —40 °C

0,028 mg KOH/g nižší než —54 °C, nekalí se 224 °C

3,17 mim². s^-'¹1146 mm². s¹

Příklad 2

Pro esterifikaci se použito 370 g kyseliny sebakové, 715 g 2-ethylhexa>noilu a katalyzátoru odfiltrovaného ze surového· esteru získaného· podle příkladu 1. Esterifikace postupem podle příkladu 1 do čísla kyselosti 0,1 mg KOH/g surového esteru probíhala 3,5 h, konečná teplota byla 215 °C. Zbytky alkoholu se vydestilovaly a vystripovaly vodní parou o teplotě 110 až 240 °C a za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, přičemž v průběhu stripování se k esteru přidalo 0,5 g 40 procentního roztoku NaOH. Po vysušení esteru za tlaku 0,001 až 0,1 MPa a odfiltrování katalyzátoru bylo získáno celkem 796,8 gramů esteru, tj. cca 80 % teorie, jehož vlastnosti byly následující:

číslo kyselosti teplota tuhnutí teplota vzplanutí viskozita při 100 °C viskozita při —40 °C

Příklad 3

0,038 mg KOH/g nižší než —54 °C, nekalí se 226 °C

3,19 mm². s^_í1138 mm² . sto

Pro esterifikaci se použilo 370 g kyseliny sebakové, 728 g směsného alkoholu C₍; až C_i0, 2,67 g A1₂(SO₄)₃· 18H₂O, 1,34 g NaOH a 80 g xylenu. Esterifikace se prováděla za průběžného odstraňování reakční vody po dobu 4 h do čísla kyselosti 0,09 mg KOH/g surového esteru, konečná teplota esterifikace činila 2,25 °C. Následovalo oddestilování přebytečného alkoholu a xylenu, zbytky byly vypuzeny stopováním vodní parou o teplotě 110 až 240 °C a za tlaku 0,001 až 0,1 MPa. Po vysušení esteru postupem podle příkladu 1 ,a odfiltrování katalyzátoru bylo získáno 772,6 g esteru, tj. 77 % teorie s hodnotou čísla kyselosti 0,08 mg KOH/g esteru.

Claims

PŘEDMĚT

1. Způsoh výroby diesteru kyseliny sebakové s 2-ethylhexanolem, případně se směsí alkoholů o 6 až 10 atomech uhlíku katalytickou esterifikací, vyznačující se tím, že se kyselina sebaková esterifikuje přebytkem uvedeného alkoholu nebo uvedené směsi alkoholu v množství 10 až 100 % molárních za přítomnosti 0,001 až 5 % hmotnostních, vztaženo na esterifikačnl násadu, katalyzátoru, složeného ze 0,1 až 5 dílů hmotnostních oktadekahydrátu síranu hlinitého a 1 dílu hmotnostního hydroxidu sodného, při. teplotách 140 až 250 °C a za tlaku 0,01 až 0,11 MPa do hodnoty čísla kyselosti 0,04 až 0,3 mg KOH/g surového esteru, načež se destilací oddělí přebytečný alkohol, jeho zbytky se odstraní destilací s vodní parou o teplotě 110 až 240 °G za tlaku 0,001 až 0,1

VYNALEZU

MPa, ester se za tlaku 0,001 až 0,1 MPa vysuší a oddělí se katalyzátor, případně se ester dále zneutralizuje přídavkem, 0,1 až 5 °/o hmotnostních 1 až 45 % vodného roztoku hydroxidu sodného, promyje se vodou, vyhřeje se za tlaku 0,001 až 0,1 MPa na teplotu 115 až 125 °C, profouká se suchým vzduchem nebo dusíkem a zfiltruje se.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se k esteríflkační násadě přidá aktivní uhlí a křemelina v množství 0,2 a, 2 % hmotnostních, vztaženo na esterifikační násadu.
3. Způsob podle bodů 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se k esterifikačnl násadě přidá 5 až 15 % hmotnostních, vztaženo· na esterifikační násadu, těkavé organické látky, tvořící s vodou azeotropickou směs.

PREDMET vynalezu
4. Způsob podle bodů 1 nebo 2 a. 3, vyznačující se tím, že se v průběhu destilace surového esteru s vodní parou přidá 40% vodný roztok hydroxidu sodného v množství do 0,1 % hmotnostních, vztaženo na množství surového esteru.