CS243741B1 - Způsob přípravy di-(2-ethylhexyl) adipátu - Google Patents

Abstract

Řešení způsobu, přípravy di-(2-ethylhsxyl)adipátu, případně dlesterů kyseliny adlpové ee směsí alkoholů o 6 až 10 atomech uhlíku, určených pro plastikářský průmysl nebo jako komponentů hydraulických kapalin a syntetických mazadel, spočívá v tom, že se k esterifikační násadě přidá 0,001 až 5 ^hmotnostních katalyzátoru sestaveného z AlgCSO^J-j . 18 HgO a NaOH v hmotnostním poměru s výhodou 2:1, přičemž alkohol je v esterifikační násadě obsažen v přebytku 8 až 80 % molárních. Esterlfikaee se provede při teplotě do 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. Přebytečný alkohol se oddestiluje, jeho zbytky se odstraní destilací s vodní parou o teplotě 110 až 240 °C za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, ester ss za tlaku 0,001 až 0,1 MPa vysuší a odstraní se z něj katalyzátor.

Description

(54)

Způsob přípravy di-(2-ethylhexyl) adipátu

Řešení způsobu, přípravy di-(2-ethylhsxyl)adipátu, případně dlesterů kyseliny adlpové ee směsí alkoholů o 6 až 10 atomech uhlíku, určených pro plastikářský průmysl nebo jako komponentů hydraulických kapalin a syntetických mazadel, spočívá v tom, že se k esterifikační násadě přidá 0,001 až ^hmotnostních katalyzátoru sestaveného z AlgCSO^J-j . 18 HgO a NaOH v hmotnostním poměru s výhodou 2:1, přičemž alkohol je v esterifikační násadě obsažen v přebytku až 80 % molárních. Esterlfikaee se provede při teplotě do 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. Přebytečný alkohol se oddestiluje, jeho zbytky se odstraní destilací s vodní parou o teplotě 110 až 240 °C za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, ester ss za tlaku 0,001 až 0,1 MPa vysuší a odstraní se z něj katalyzátor.

243 741

243 741

Vynález řeší způsob přípravy di-C2-etýlhexyl)adipátu, případně diesterů kyseliny adipové se směsí alkoholů o 6 až 10 atomech uhlíku katalytickou esterifikaci·

Rozvoj plastikářských výrobků a technologií přináší nová požadavky na sortiment a vlastnosti používaných změkčovadel, Rovněž vývoj některých oblastí letectví a kosmonautiky klade velké nároky na kvalitu hydraulických kapalin a syntetických mazacích olejů, u nichž se požaduje zejména vynikající oxidačně-korozívní stálost, výborné reologické vlastnosti za nízkých teplot a velmi dobrý viskozitní index. Z těchto hledisek se osvědčuje, al již samostatně či ve směsích, použití diesterů kyseliny adipové, zejména di«(2-etVlhexyl) adipótu. Dosud se diestery kyseliny adipové připravují nejčastěji esterifikaci s použitím klasických kyselých katalyzátorů, jako je kyselina sírová nebo kyselina ptoluensulfonovó. Tyto postupy se sice vyznačují velmi rychlým průběhem esterifikační reakce, na druhé straně však přinášejí značné nevýhody v podobě vysokých nákladů na výrobní zařízení a jejich udržování, i v podobě značných nákladů na surovinu, na separaci výrobku a na likvidaci odpadů. Použití kyselých katalyzátorů totiž vede k řadě vedlejších reakcí, jako je dehydratace použitého alkoholu a podobně, čímž se snižuje výtěžnost, zvyšuje se objem odpadů a dosažení špičkové kvality esteru je těžko řešitelným, hlavně však značně nákladným problémem. Značným přínosem je využití katalyzátorů na bázi sloučenin titanu a zirko₇ nia, které jsou chráněny US patentem č. 3 326 965 či patentem č. 7 305 690. NSR patent č, 2 732 853 dopracoval použití těchto katalyzátorů při kontinuální výrobě esterů kyseliny adipové. Velkou výhodou esterů vyrobených pomoci katalyzátorů na bázi titanu či zirkonia jsou nižší výrobní náklady, protože nevznikají vedlejší reakce, zvyšuje se výtěžnost a klesá množ- 2 243 741 ství odpadů, vyrobený ester je však vhodný zejména pro plastikářský průmysl· Bylo totiž zjištěno, že část katalyzátorů vycházejících ze sloučenin titanu či zirkonia zůstává, i po alkalickém praní rozpuštěna ve vyrobeném esteru. Pro hydraulické kapaliny či syntetické mazací oleje je potom takový ester nevhodný, protože uvedená skutečnost snižuje do té míry jeho korozívně-oxidačnl stálost, že se jeho použití projevuje dokonce sklonem k důlkové korozi. Tento poznatek přivodil v poslední době dokonce návrat k technologii používající k esterifikací kyselých katalyzátorů i se všemi jejími nevýhodami, protože výroba esteru touto cestou je sice velmi nákladná, nicméně však možná.

Popsané nevýhody podstatnou měrou odstraňuje způsob přípravy diesterů kyseliny adipové podle vynálezu. Jeho podstatou je, že se k esterifikační násadě přidá 0,001 až 5 % hmotnostních katalyzátoru sestaveného ze směsi oktadekahydrátu síranu hlinitého a hydroxidu hlinitého v hmotnostním poměru 0,1:1 až 5:1, s výhodou 2:1, přičemž alkohol je v esterifikační násadě obsažen v přebytku 8 až 80 % molárních. Esterifikace se provádí při teplotě 140 až 230 °C, s výhodou při teplotě 210 až 223 °C,a za tlaku 0,01 až 0,1lMPa 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 parou 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 esterifikační násadě je možno rovněž přidat 3 až 13 % 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, promytim vodou, vyhřátím za tlaku 0,001 až 0,1 MPa na teplotu 113 až 123 °C, profoukáním suchým vzduchem nebo dusíkem a filtrací.

- 3 Λ 243 741

Použití způsobu přípravy di(2-etylhexyl)adipátu, případně dalších diesterů kyseliny adipové, podle vynálezu, umožňuje nejenom přípravu žádaného změkěovadla pro plastikářská výrobky, především však kvalitní komponenty hydraulických kapalin a syntetických mazacích olejů, vyhovující všem požadavkům, zejména s výtečnou korozívně-oxidační stálostí, potřebným viskozitním indexem a žádanými reologickými vlastnostmi při nízkých teplotách· Průběh esterifikační reakce je stejně rychlý jako u katalyzátorů na bázi titanu či zirkonia, rafinační operace jsou však jednodušší a méně nákladné, katalyzátor je dostupnější s nižšími náklady, jeho separace z vyrobeného esteru je snadná a dokonalá, velmi výhodná je rovněž možnost recyklace katalyzátoru.

Možnost praktického uplatnění způsobu přípravy di?2-ettylhe~ xyl)adipátu, případně dalších diesterů kyseliny adipové podle vynálezu ukazují následující příklady.

Příklad 1

Do esterifikační baňky bylo nasazeno 370 g kyseliny adipové a 970 g směsného alkoholu Cg až Ο^θ, 2,67 g AlgCSO^)^. 18 1^0,

1,34 g NaOH a 75 g benzenu. Za stálého míchání a vynášení esterifikační vody byla esterifikace prováděna 4 h, konečná teplota dosáhla 220 °C, číslo kyselosti produktu po ukončení esterifikace činilo 0,1 mg KOH/g surového esteru. Následovalo oddestilování přebytečného alkoholu a benzenu, zbytky byly odstraněny destilací s vodní parou o teplotě 110 až 240 °C za tlaku 0,001 až 0,1 MPa. Po vysušení esteru za tlaku 0,001 až 0,1 MPa a odfiltrování katalyzátoru bylo získáno 751,7 g diesterů, tj. cca 80 % teorie s hodnotou čísla kyselosti 0,075 mg KOH/g esteru.

Příklad 2

Do esterifikační baňky se předložilo 370 g kyseliny adipové,

956 g 2-et^lhexanolu, 2,67 g A^CSO^Iy 18 HgO, 1,34 g NaOH,

2.5 g karborafinu a 2,5 g křemeliny. Esterifikace byla prováděna při atmosférickém tlaku a s konečnou teplotou 225 °C po dobu

3.5 h s tím,'.že konečné číslo kyselosti mělo hodnotu 0,095 mg KOH/g surového esteru. Při 160 °C se následně oddestiloval pře- 4243 741 bytečný 2-etýlhexanol a jeho zbytky byly odstraněny destilací s vodní parou o teplotě 110 až 240 °C za tlaku 0,001 až 0,1 MPa, Následně se ester vysušil za tlaku 0,001 až 0,1 MPa a odloučený katalyzátor se odfiltroval. Další rafinace esteru byla provedena roztokem 2 g NaOH ve 100 ml vody. Po odloučení vodní vrstvy následovalo promývání 100 ml vody za teploty 95 °C po dobu 10 min. Voda se poto* oddělila, ester se profukoval 1 h sušeným vzduchem a nakonec se zfiltroval. Výtěžek esteru činil 712,9 g, tj. 76 % teorie, jeho vlastnosti byly následující:

číslo kyselosti teplota tuhnutí teplota vzplanutí viskozita při 100 viskozita při -40

0,032 mg KOH/g nižší než -54 °C, 221 °C 2,3 mm\ s“^ 836,2 mm^, s“\ nekalí se

Příklad 3 ,

Pro esterifikaci se použilo 370 g kyseliny adipové, 956 g 2-etyl hexanolu a katalyzátoru odfiltrovaného ze surového esteru připraveného podle příkladu 2. Esterifikace postupem podle příkladu 2 do Óísla kyselosti 0,1 mg KOH/g surového esteru probíhala

3,5 h, konečná teplota dosáhla 220 °C. Zbytky alkoholu se vydestilovaly a vypudily destilací s vodní parou o teplotě 110 až 240 °C, za tlaku 0,001 až 0,1 MPa. V průběhu poslední operace se přidalo 0,6 g 40% roztoku NaOH. Po vysušení za tlaku 0,001 až 0,1 MPa a odfiltrování katalyzátoru se získalo celkem 771,5 g esteru, tj. cca 82 % teorie, jehož výsledné vlastnosti byly následující:

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   243 741

   1. Způsob přípravy d:W2-et$rlhexyl)adipátu, případně diesterů kyseliny adipové se směsí alkoholů o 6 až 10 atomech uhlíku katalytickou esterifikaci, vyznačující se tím, že se k esterifikaci kyseliny adipové použije přebytku 8 až 80 % molárnlch uvedeného alkoholu nebo uvedené směsi alkoholů a déle 0,001 až 5 % hmotnostních, vztaženo na esterifikační násadu, katalyzátoru, tvořeného směsí oktadekahydrátu síranu hlinitého a hydroxidu sodného v hmotnostním poměru 0,1:1 až 5:1, přičemž se vlastní esterifikace provádí 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 °C za tlaku 0,001 až 0,1 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 % 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. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se k esterifikační násadě přidá aktivní uhlí a křemelina v množství 0,2 až

   2 % hmotnostních, vztaženo na esterifikační násadu·
3. 3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se k esterifikační násadě přidá 5 až 15 % hmotnostních, vztaženo na esterifikační násadu, těkavé organické látky, tvořící s vodou azeotropickou směs·
4. 4· Způsob podle bodu 1 nebo 2 a 3, vyznačující se tím, že se v průběhu destilace surového esteru s vodní parou přidá 4QX vodný roztok hydroxidu sodného v množství do 0,1 % hmotnostních, vztaženo na množství surového esteru.