DE1941119C3 - Process for the hydrogenation of unsaturated polymeric fatty acids - Google Patents

Process for the hydrogenation of unsaturated polymeric fatty acids

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DE1941119C3 DE19691941119 DE1941119A DE1941119C3 DE 1941119 C3 DE1941119 C3 DE 1941119C3 DE 19691941119 DE19691941119 DE 19691941119 DE 1941119 A DE1941119 A DE 1941119A DE 1941119 C3 DE1941119 C3 DE 1941119C3
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Madhukar Vasudeo; Scheribel Russell LyIe; Kankakee 111. Kulkarni (V.St.A.)
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Description

Polymere Fettsäuren sind bekannte, im Handel erhältliche Produkte. Diese Säuren wurden bereits früher hydriert (US-PS 32 56 304). In allgemein angewendeten Verfahren wurden Nickelkatalysatoren, wie Raney-Nickel und Nickel mit inerten Stoffen wie Kieselgur oder Tonen, die oft als Träger benutzt werden, benutzt. Während solche Nickelkatalysatoren eine verbesserte Farbe lieferten, setzten solche Katalysatoren nur unwesentlich die Jodzahl der polymeren Fettsäuren herab, besonders unter den üblichen Hydrierbedingungen. Versuche, die Jodzahl mit Hilfe solcher Katalysatoren unter Anwendung drastischer oder heftiger Reaktionsbedingungen bezüglich Druck und Temperatur weiter herabzusetzen, führen, während die Jodzahl noch etwas herabgesetzt wird, zu einem Abbau des Produktes. In der US-PS 32 71 410 wird ein zweistufiger Hydrierungsprozeß beschrieben, bei welchem in erster Stufe bis zu einer Jodzahl um 10 oder darunter und in zweiter Stufe bis zu einer Jodzahl unter 1 nachhydriert wird. Dieser Prozeß bezieht sich jedoch ausschließlich auf die Hydrierung von natürlichen ungesättigten monomeren Fettsäuren.Polymeric fatty acids are well known, commercially available products. These acids were already previously hydrogenated (US Pat. No. 3,256,304). In commonly used processes, nickel catalysts, like Raney nickel and nickel with inert substances like kieselguhr or clays, which are often used as carriers are being used. While such nickel catalysts provided improved color, such catalysts set the iodine number of the polymeric fatty acids is only slightly reduced, especially below the usual ones Hydrogenation conditions. Attempts to reduce the iodine number with the help of such catalysts using more drastic or violent reaction conditions with regard to pressure and temperature, lead while the iodine number is reduced somewhat, leading to a breakdown of the product. In US-PS 32 71 410 a two-stage hydrogenation process is described in which in the first stage up to an iodine number of around 10 or below and in the second stage is post-hydrogenated to an iodine number below 1. This process relates however, exclusively on the hydrogenation of natural unsaturated monomeric fatty acids.

Palladium- und Dlatinkatalysatoren sind ebenfalls bereits früher benutzt worden. In der US-PS 32 56 304 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem polymerisierte Fettsäure mittels eines Edelmetallkatalysators in einer Hydrierungsstufe auf eine Jodzahl von etwa 10 und darunter hydriert und anschließend durch fraktionierte ^0 Destillation gereinigt wird. Während solche Katalysatoren die Farbe wirksam verbessern und zu relativ niedrigen Jodzahlen fuhren, sind sie aber teuer in der Anwendung, besonders wenn man sie in Mengen anwendet, die zu optimalen Ergebnissen Fuhren. Weiter werden solche Katalysatoren während des Prozesses verunreinigt oder »vergiftet«, was weitere wirtschaftliche Nachteile zur Folge hat.Palladium and D latin catalysts have also been used earlier. In US-PS 32 56 304, a method is described, wherein the polymerized fatty acid means a noble metal catalyst in a hydrogenation step to an iodine value of about 10, and including hydrogenated and then purified by fractional distillation ^ 0. While such catalysts are effective in improving color and producing relatively low iodine numbers, they are expensive to use, especially when used in amounts that produce optimal results. Such catalysts are also contaminated or “poisoned” during the process, which has further economic disadvantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dies Nachteile zu vermeiden und de Verfahren zur Hy drierung von polymeren Fettsäuren zu verbessernThe invention is based on the object To avoid disadvantages and to improve the process for the hydrogenation of polymeric fatty acids

Gegenstand dieser Erfindung ist ein verbesserte Verfahren zur Hydrierung ungesättigter Fettsäure! durch Vorhydrierung in Anwesenheit eines Nickel katalysator und anschließende Hydrierung in Gegen wart eines Palladiumkatalysators, das dadurch ge kennzeichnet ist, daß es sich bei den zu hydrierende) Fettsäuren um polymere Fettsäuren handelt um daß zuerst die polymeren Fettsäuren in Gegenwar von etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf dii polymeren Fettsäuren, des Nickelkatalysators be Temperaturen von etwa 150 bis 225 C und Wasser stofTdrücken von über 0,35 atü vorhydriert werden wobei die Jodzahl nur unwesentlich herabgesetz wird, und anschließend das Reaktionsprodukt dei Vorhydrierung in Gegenwart von etwa 0,05 bis 1 Ge wichtsprozent, bezogen auf das vorhydrierte Produkt des Palladiumkatalysators bei Temperaturen im Bereich von 175 bis 275 C und einem Wasserstoffdruck von über 7 atü nachhydriert wirdThis invention relates to an improved process for the hydrogenation of unsaturated fatty acids! by prehydrogenation in the presence of a nickel catalyst and subsequent hydrogenation in the opposite waiting a palladium catalyst, which is characterized ge that it is in is to be hydrogenated) fatty acids to polymeric fatty acids to that first the polymeric fatty acids in Gegenwar of about 0.1 to 5 Percentage by weight, based on di polymeric fatty acids, of the nickel catalyst at temperatures of about 150 to 225 C and hydrogen pressures of over 0.35 atmospheres, the iodine number is only slightly reduced, and then the reaction product of the prehydrogenation in the presence of about 0.05 up to 1 Ge weight percent, based on the prehydrogenated product of the palladium catalyst, is post-hydrogenated at temperatures in the range from 175 to 275 C and a hydrogen pressure of over 7 atmospheres

Eine besondere Ausführungsform des ejfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt der ersten Hydrierung vor der Nachhydrierung mit dem Palladiumkatalysator mit einem säureaktivierten Montmorillonit-Ton und Phosphorsäure behandelt wird.A particular embodiment of ejfindungsgemäßen method is characterized in that the product of the first hydrogenation before de r post-hydrogenation with palladium catalyst with an acid-activated montmorillonite clay and phosphoric acid is treated.

In dem ersten Schritt, bei dem ein Nickelkatalysator benutzt wird, wird die Farbe deutlich verbessert. Die Anwendung des Nickelkatalysators allein führt jedoch nicht zu einer deutlichen Herabsetzung der Jodzahl. Eine weitere Verbesserung der Farbe und eine deutliche Herabsetzung der iodzahl wird in der zweiteen Reaktionsstufe erreicht, in der der Palladiumkatalysator benutzt wird. Es wurde gefunden, daß durch die Anwendung der Stufe mit dem Nickelkatalysaior vor der Hydrierung mit Palladium die Menge an Palladium, die erforderlich ist, um die Farbe und die niedrige Jodzahl zu erreichen, wesentlich geringer ist als die Menge an Palladium, die man benötigt, um dieselben Resultate ohne Vorhydrierung mit Nickel zu erhalten. Es wurde weiter gefunden, daß die Verunreinigung oder Vergiftung des Palladiumkatalysators, wt.in nicht ganz beseitigt, so doch auf ein Minimum herabgesetzt wird, wenn die Vorbehandlung mit einem Nickelkatalysator durchgeführt wird. Aus diesem Grund kann der Palladiumkatalysator wiederverwendet werden, was weitere bedeutsame wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Weiter gestatten geringere Mengen an Katalysator ein leichtes Filtrieren. Es wurde weiter gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren zu einer wesentlichen Verbesserung des gewünschten oder verbesserten Ergebnisses von geringer Farbe und Jodzahl führt unter Anwendung milderer Reaktionsbedingungen, so daß der Abbau des Produktes, der durch die harten Hydrierbedingungen hervorgerufen wurde, auf ein Minimum herabgesetzt wird.In the first step where a nickel catalyst is used, the color is significantly improved. The application of the nickel catalyst alone leads but not a significant reduction in the iodine number. Another improvement in color and a significant reduction in the iodine number is achieved in the second reaction stage, in which the palladium catalyst is used. It has been found that by using the step with the nickel catalyst prior to hydrogenation with palladium the amount of palladium that is required to produce the color and to achieve the low iodine number is much less than the amount of palladium you can get needed to get the same results without pre-hydrogenation with nickel. It was further found that the contamination or poisoning of the palladium catalyst, wt.in not completely eliminated, so it does is minimized when the pretreatment is carried out with a nickel catalyst will. For this reason, the palladium catalyst can be reused, which is further significant brings economic benefits. Furthermore, smaller amounts of catalyst allow a light one Filter. It was also found that the inventive method to an essential Improvement of the desired or improved result of low color and iodine number leads using milder reaction conditions, so that the degradation of the product caused by the hard Hydrogenation conditions was brought about, is reduced to a minimum.

Wie oben erwähnt, bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf die Hydrierung von polymeren Fettsäuren. Polymere Fettsäuren sind wohlbekannt und im Handel erhältlich. Der Ausdruck »polymere Fettsäure«, so wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf eine polymerisierte Fettsäure entweder in dimerer oder trimerer Form odet in höher polymeren Formen. Gewöhnlich erhältliche Produkte enthalten normalerweise als Hauptbestandteil dimere Säuren, eerineeAs mentioned above, the process of the invention relates to the hydrogenation of polymers Fatty acids. Polymeric fatty acids are well known and are commercially available. The term »polymer Fatty acid, as used here, refers to a polymerized fatty acid either in dimeric form or trimeric form or in higher polymeric forms. Commonly available products usually contain as the main ingredient dimeric acids, eerinee

Mengen an trimerer Form und an hoher polymeren Formen und einige restliche Monomere. Der Ausdruck, »trimer«, so wie er hier gebraucht wird, soll auch die höher polymeren Formen einschließen. Der Ausdruck »Fettsäure«, wie hier benutzt bezieht sich auf die natürlich vorkommenden und synthetischen monobasischen aliphatischen Säuren mit Kohlenwasserst oflketten, die 8 bis 14 Kohlenstoffatome enthalten. Amounts of trimeric form and of high polymer Forms and some remaining monomers. The term, "trimer," as it is used here, is intended also include the higher polymer forms. The term "fatty acid" as used here relates to to the naturally occurring and synthetic monobasic aliphatic acids with hydrocarbons ofl chains that contain 8 to 14 carbon atoms.

Quellen für die natürlich vorkommenden Fettsäuren sind z. B. Fette und öle, wie die trocknenden oder halbtrocknenden öle. Die polymeren Fettsäuren entstehen so durch die Polymerisation von trocknenden oder halbtrocknenden ölen oder dereu freien Fettsäuren oder den Estern solcher Säuren mit einfachen aliphatischen Alkoholen, wie ζ. Β den Methyl- oder anderen Alkylestern, in denen die Alkylgruppe 1 bis 8 Kohlenstoffatome besitzt. Geeignete trocknende oder halbtrocknende öle schließen ein: SojabohnenöL Leinöl, Tungöl. Pcrillaöl, Oiticica-61, Baumwollsamenöl, Maisöl, Sonnenblumenöl, Safloröl, entwässertes Rizinusöl und ähnliche. Geeignete Fettsäuren können auch aus Tallöl, Seifenrohmaterial und anderen ähnlichen Produkten erhalten werden. In dem Polymerisationsprozeß verbinden sich die Fettsäuren miteinander unter Bildung einer Mischune von dimeren und höher polymeren Formen, die im allgemeinen als dimer, trimer usw. bezeichnet werden. Eine Methode zur Polymerisation der ungesättigten Fettsäuren mit Hilfe eines Katalysators "aus Ton ist in der US-PS 31 57 681 angegeben.Sources for the naturally occurring fatty acids are e.g. B. Fats and oils, such as the drying ones or semi-drying oils. The polymeric fatty acids result from the polymerisation of drying or semi-drying oils or their free fatty acids or the esters of such acids with simple aliphatic alcohols like ζ. Β the methyl or other alkyl esters in which the Alkyl group has 1 to 8 carbon atoms. Include suitable drying or semi-drying oils a: soybean oil linseed oil, tung oil. Pcrilla oil, Oiticica-61, cottonseed oil, corn oil, sunflower oil, safflower oil, dehydrated castor oil and the like. Suitable fatty acids can also be obtained from tall oil, soap raw material and other similar products. In the polymerization process they combine Fatty acids with each other to form a mixture of dimeric and higher polymeric forms, which in the generally referred to as dimer, trimer, etc. A method of polymerizing the unsaturated Fatty acids with the aid of a clay catalyst "is given in US Pat. No. 3,157,681.

Bei der Untersuchung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Farben werden Farben mit einer Farbzahl nach G a r d η e r von unter 1 erhalten, welches die unterste oder geringste Farbzahl nach dem Gardner-Standard ist. Da es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, Farben mit Farbzahlen nach Gardner von unter 1 zu erhalten, muß ein anderes Verfahren zur Bestimmung der Farbe angewendet werden, um die relativen Farbzahlen unterhalb dieses Punktes darzustellen. Photometrische Methoden zur Farbmessung sind ein Weg, der eingeschlagen werden kann.When examining the colors obtained by the method according to the invention, colors become with a color number according to G a r d η e r of less than 1, which is the lowest or lowest color number according to the Gardner standard. Since it is possible according to the method according to the invention, colors with Gardner color numbers of less than 1, another method of determination must be used of color can be applied to represent the relative color numbers below that point. Photometric methods of measuring color are one route that can be taken.

Eine solche Methode besteht in der Benutzung eines Coleman Jr. Model 6 A Spektrometers, das gegen eine Standard-Nickelsulfat-Lösung geeicht ist und die folgenden Ablesewerte gibt:One such method is to use a Coleman Jr. Model 6 A spectrometer, which is opposed to a standard nickel sulfate solution is calibrated and gives the following readings:

25 und 30 C auffüllt Der Nickelgehalt der Lösum sollte zwischen 4,40 und 4,46 g Nickel pro 100 m betragen. Nach der Eichung wird die Durchlässigkci einer 25-ml-Probe in einer Küvette bei 10 bis 20 ( bei 5 Wellenlängen zwischen 400 und 500 mu ab gelesen, wobei man eine 25-ml-Küvette mit destillier tem Wasser benutzt, um dis Durchlässigkeit bei jede Wellenlänge auf 100% einzustellen. Der Mittelwer aus diesen fünf Werten ist die photometrische Farbe25 and 30 C fills up. The nickel content of the solution should be between 4.40 and 4.46 g nickel per 100 m be. After calibration, the permeability of a 25 ml sample in a cuvette is measured at 10 to 20 ( read at 5 wavelengths between 400 and 500 mu, using a 25 ml cuvette with distillation Temp water is used to set the transmittance to 100% at each wavelength. The middle man out of these five values is the photometric color

Photometrische FarbePhotometric paint

D400 + D425 D 400 + D 425 + + D450 D 450 + Z)475 + Z) 475 •ς• ς

worin D die Durchlässigkeit in Prozent ist.where D is the percent permeability.

Sofern nichts anderes gesagt ist, wurde die photo metrische Farbe nach der oben beschriebenen Me thode ermittelt. Zum Zweck des Vergleichs und al; Richtlinie wird im folgenden ein Vergleich von Färb zahlen nach Gardner mit den oben beschriebener photometrischen Farben bei einigen Proben gegebenUnless otherwise stated, the photometric color was determined in accordance with the Me method determined. For the purpose of comparison and al; Guideline below is a comparison of color Gardner numbers with the photometric colors described above are given for some samples

Farbzahl nachColor number according to Photometnsche FaroePhotometric Faroe GardnerGardner (%)(%) 7 bis 87 to 8 18,618.6 6 bis 76 to 7 24,224.2 5 bis 65 to 6 32,832.8 4-4- 47,447.4 1 bis 21 to 2 63,463.4 1 bis 21 to 2 65,865.8 1 +1 + 68,568.5 1 +1 + 69,869.8 1 +1 + 71,371.3 78,378.3 80.580.5

Millimikron (πΐμ)Millimicron (πΐμ) DurchlässigkeitPermeability 400400 unter 4,0below 4.0 460460 26,2 ± 2.026.2 ± 2.0 510510 73,9 ± 1,073.9 ± 1.0 550550 54,8 ± 1,054.8 ± 1.0 620620 5,2 ± 0,55.2 ± 0.5 670670 1,1 ± 0,51.1 ± 0.5 700700 unter 2,0below 2.0

Das Instrument wird mit einer Standard-Nickelsulfat-Lösung geeicht, die in einer 25 ml Küvette käuflich erhältlich ist. Diese Standard-Lösung kann auch hergestellt werden, indem man 200 g NiSO4-OH2O p.a. auflöst und auf genau 1000ml in einem Meßkolben bei einer Temperatur zwischenThe instrument is calibrated with a standard nickel sulfate solution, which is commercially available in a 25 ml cuvette. This standard solution can also be prepared by dissolving 200 g NiSO 4 -OH 2 O pa and exactly 1000 ml in a volumetric flask at a temperature between

Beim Betrachten der angegebenen Beziehung is) daran zu erinnern, daß die Farbzahl nach G a r d η e ι ein visueller Vergleich der Farbprobe mit einem Standard und daher kein genauer Meßwert ist Dieses trifft besonders dann zu, wenn die Farbzahl nach Gardner im Bereich von 1 liegt. So entspricht eine Farbzahl nach G a r d η e r von 1 ungefähr einei photometrischen Farbe von etwa 74 bis 79%.When considering the given relationship it is) to remember that the color number according to G a r d η e ι is a visual comparison of the color sample with a standard and is therefore not an accurate reading This is particularly true when the Gardner color number is in the range of 1. So corresponds a color number according to G a r d η e r of 1 approximately a photometric color of about 74 to 79%.

Bei der Besprechnung der polymeren Fettsäurer wird Bezug genommen auf den Gehalt an Mono meren (M), Dimeren (D) und Trimeren (T). Die. Mengen daran werden in Gewichtsprozent durcr Gasfiüssigkeitschromatographie der entsprechender Methylester bestimmt. Bei einer solchen Fraktioniermethode wird zwischen den Monomeren und der Dimeren eine Zwischenfraktion gefunden, die hiei entsprechend als Zwischenprodukt (Z) bezeichne wird.When discussing the polymeric fatty acids, reference is made to the content of mono mers (M), dimers (D) and trimers (T). The. Amounts thereof are measured in percent by weight Gas-liquid chromatography determined the corresponding methyl ester. With such a fractionation method an intermediate fraction is found between the monomers and the dimers, which is is designated accordingly as intermediate (Z).

Die Jodzahl wird angegeben in Vielfachen von 10 "2^ Jod, die von I g der Probe absorbiert werden. Si« wird nach der Schnellmethode von Wi j s bestimmt die darin besteht, daß man als Lösungsmittel für di< Probe an Stelle von Tetrachlorkohlenstoff Chloroform und Probemengen von 0,250 g oder weniger benutzt In jedem der Hydrierungsschritte variieren die Reaktionsbedingungen bezüglich Zeit, TemperatuiThe iodine number is given in multiples of 10 " 2 ^ iodine which are absorbed by 1 g of the sample. Si" is determined according to the rapid method of Wi js, which consists in using chloroform and carbon tetrachloride as the solvent for the sample instead of carbon tetrachloride Sample quantities of 0.250 g or less used. In each of the hydrogenation steps, the reaction conditions vary with respect to time and temperature

und Druck über einen weiten Bereich, obwohl es vorzuziehen ist, unter milderen Reaktionsbedingungen zu arbeiten. Die Hydrierung wird normalerweise bei Drücken von über 7 atii durchgeführt, es wurden so hohe Drücke wie 211 atü oder höher angewendet. Da jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die wesentliche Reduzierung der Jodzahl auf der Hydnerungsstufe mit dem Palladiumkatalysator erfolgt, kann die vorangehende Behandlung mit den: Nickelkatalysator schon bei sehr geringen Drücken. z. B. von über 0,35 atü, vorzugsweise über 0,70 atü. erfolgen. Bei der Hydrierungsstufe mit dem Palladiumkatalysator werden jedoch Drücke von über 7,0 bis 84 atü bevorzugt, während Drücke von vorzugsweise 7.0 bis 35 atü bei der Hydrierung mit Nickel bei der chargenweisen Prozeßdurchführung angewendet werdfcn. Die Hydrierung wird normalerweise in einem weiten Temperaturbereich durchgeführt. Bei der vorliegenden Erfindung beträgt die Temperatur bei einer chargenweisen Prozeßdurchführung etwa 150 bis 225 C für die Hydrierung mit Nickel und etwa 175 bis 275 C für <lie Hydrierung mit Palladium, wobei Temperaturen von etwa 180 oder 225 C am meisten bevorzugt werden. Für ein diskontinuierliches Verfahren werden etwa 1 bis 10 Stunden benötigt, im Normalfall dauert die Umsetzung 3 bis 5 Stunden. Die genauen Temperatur-. Druck- und insbesondere Zeitbedingungen sind nicht kritisch, jedoch müssen sie alle zusammen zur H>drierung ausreichend sein. In einem kontinuierlichen Prozeß werden z. B. so geringe Zeiten wie 5 bis 30 Minuten benötigt. Weiterhin können bei einem kontinuierlichen Verfahren gewünschtenfalls höhere Temperaturen und Drücke angewendet werden mit Rücksicht auf die kürzere Dauer der Reaktion, die sonst zu einer bedeutenden Zersetzung des Produktes führt Die kürzere Reaktionszeit führt trotz schärferer Druck- und Temperaturbedingungen zu einer geringeren Zersetzung.and pressure over a wide range, although it is preferable, under milder reaction conditions to work. The hydrogenation is usually carried out at pressures above 7 atii, it has been so high pressures such as 211 atm or higher were applied. However, since in the process according to the invention the substantial reduction in the iodine number in the hydrogenation stage is carried out with the palladium catalyst, the previous treatment with the: Nickel catalyst even at very low pressures. z. B. of over 0.35 atmospheres, preferably over 0.70 atmospheres. respectively. In the hydrogenation stage with the palladium catalyst, however, pressures of over 7.0 to 84 atmospheres are preferred, while pressures of 7.0 to 35 atmospheres are preferred in the case of hydrogenation with nickel be used when carrying out the process in batches. The hydrogenation will normally carried out over a wide temperature range. In the present invention, the temperature is when the process is carried out batchwise about 150 to 225 C for hydrogenation with nickel and about 175 to 275 C for hydrogenation with Palladium, with temperatures of about 180 or 225 ° C being most preferred. For a discontinuous Procedures take about 1 to 10 hours, and the implementation normally takes time 3 to 5 hours. The exact temperature. Pressure and especially time conditions are not critical, however, they must all together be sufficient for hydrogenation. In a continuous process are z. B. takes as little time as 5 to 30 minutes. Furthermore, in a continuous If desired, higher temperatures and pressures can be used with regard to the process shorter duration of the reaction, which would otherwise lead to significant decomposition of the product. The shorter The reaction time leads to a shorter one, despite the stricter pressure and temperature conditions Decomposition.

Ein typisches Verfahren für die Hydrierung in zwei Schritten ist aus dem folgenden ersichtlich, in dem das in den Beispielen, die zur Erläuterung der Erfindung folgen, benutzte Verfahren geschildert wirdA typical process for hydrogenation in two steps can be seen from the following, in which the examples used to explain the Invention follow, methods used is described

Die polymeren Fettsäuren und der Katalysator werden in ein 19-1-Rührgefäß aus rostfreiem Stahl gefüllt. Das Gefäß wird verschlossen, evakuiert und unter Druck Wasserstoff eingefüllt. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wird dann unter Wasserstoffdruck erhitzt. Der überdruck wird anschließend abgelassen und das Gefäß auf 150 C abgekühlt. Unter Stickstoffdruck wird danach der Katalysator durch Filtrieren entfernt.The polymeric fatty acids and catalyst are placed in a 19-1 stirred stainless steel vessel filled. The vessel is closed, evacuated and hydrogen filled under pressure. The content of the The reaction vessel is then heated under hydrogen pressure. The excess pressure is then released and the vessel is cooled to 150.degree. The catalyst is then filtered off under nitrogen pressure removed.

Bei dem ersten Schritt, in dem ein Nickelkatalysator verwendet wird, kann jeder beliebige, ungesättigte Bindungen reduzierende Nickelkatalysator verwendet werden, einschließlich der im Handel erhältlichen Katalysatoren, wie Raney-Nickel oder Nickel auf oder in Kombination mit inerten Trägern, wie Kieselgur. Aluminiumoxid oder Tonen. Jeder inerte Träger kann für den Nickelkatalysatoi verwendet werden. Der gemäß dieser Erfindung bevorzugt angewendete Katalysator ist Nickel auf Kieselgur und enthält etwa 50 bis 55% Nickel. Die benutzte Katalysatormenge variiert in Abhängigkeit vom spezifischen Katalysator und den angewendeten Reaktionsbedingen. Von den bevorzugten Katalysatoren werden Mengen von 0,1 bis 1,0, insbesondere 0,25 bis 0.75%. benutzt. Normalerweise ist bei höheren Drücken und Temperaturen, d.h. 70atü und 2Ü0 C, ein:: Menge von O.25°o eeeignet. während bei Bedingungen von 28 atü und 180 C eine Menge von etwa 0.5% und mehr wünschenswert ist.At the first step in which a nickel catalyst is used, any unsaturated bond reducing nickel catalyst can be used including commercially available catalysts such as Raney nickel or nickel or in combination with inert carriers such as kieselguhr. Alumina or clays. Any inert carrier can be used for the nickel catalyst. The one preferably used according to this invention The catalyst is nickel on kieselguhr and contains about 50 to 55% nickel. The amount of catalyst used varies depending on the specific catalyst and the reaction conditions used. The preferred catalysts are amounts of 0.1 to 1.0, in particular 0.25 to 0.75%. used. Normally at higher pressures and temperatures, i.e. 70atü and 2Ü0 C, an :: amount from O.25 ° o e suitable. while at conditions of 28 atü and 180 C an amount of about 0.5% and more is desirable.

Für den zweiten Hydrierungsschritt wird ein Palladiumkatalysator benutzt, der normalerweise auf einem inerten Träger, wie Kohle oder ähnlichem, aufgetragen ist. Jeder beliebige inerte Träger kann verwendet werden: die Verwendung von Kohle als ίο Trägermaterial wird jedoch bevorzugt. Für die Durchrührung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beispielsweise ein Katalysator verwendet, der aus 5% (Gewichtsprozent) Palladium auf Kohle besteht. Es gibt weitere Katalysatoren mit Kohle als Träger. die 1 oder 2% Palladium enthalten. Wie bei der Hydrierung mit Nickel hängt die Menge an benutztem Katalysator von der Art des Katalysators und den angegewendeten Reaktionsbedingungen ab. Eine bevorzugte Katalysatormenge ist 0.1 bis 0,5%. In diskontinuierlichen Prozessen mit dem bevorzugten Katalysator. 5% Palladium auf Kohle, wird bei höheren Temperaturen und Drücken, d. h. 70 atü und 250 C. ungefähr 0,1 % (berechnet auf Trockenbasis) bevorzugt, während bei 28 atü und 180 C ungefähr 0.25%" bevorzugt wird.For the second hydrogenation step, a palladium catalyst is used, which is normally on an inert carrier such as charcoal or the like is applied. Any inert carrier can can be used: the use of charcoal as a carrier material is preferred, however. For the execution of the process according to the invention, a catalyst is used, for example, which consists of 5% (Weight percent) consists of palladium on carbon. There are other catalysts that use carbon as a carrier. containing 1 or 2% palladium. As with the hydrogenation with nickel, the amount of used depends Catalyst on the type of catalyst and the reaction conditions used. A preferred one The amount of catalyst is 0.1 to 0.5%. In discontinuous processes with the preferred Catalyst. 5% palladium on carbon, is used at higher temperatures and pressures, i. H. 70 atm and 250 C. approximately 0.1% (calculated on a dry basis) preferred, while at 28 atm and 180 ° C. about 0.25% "is preferred.

Gewünschtenfalls kann ein zusätzlicher Reaktionsschritt eingefügt werden. Dieser Schritt wird gegebenenfalls nach der" Hydrierung mit Nickel und vor der Hydrierung mit Palladium eingefügt. Der Schritt besteht in einer Säurebehandlung des mit Hilfe des Nickelkatalysators hydrierten Produktes. Es wurde gefunden, daß diese Behandlung eine weitere Verbesserung der Farbe und Farbstabilität ergibt und ebenso jegliche Nickelsalze, die von der Hydrierung mit Hilfe von Nickel herrühren, eliminiert bzw entfernt. Obwohl diese Behandlung wünschenswert ist. um optimale Ergebnisse zu erhalten, kann auf sie verzichtet werden. Wenn Nickelsalze zugegen sind und nicht während des folgenden Reaktionßschrittes oder in dem Endprodukt aus Gründen der Farbe. Farbstabilität oder der Jodzahl tolerierbar sind, ist diese Behandlung äußerst wünschenswert. Gegebenenfalls können auch andere Methoden zur Entfernung von Nickelsalzen oder zur Verhütung von deren Bildung angewendet werden.If desired, an additional reaction step can be inserted. This step is optional inserted after hydrogenation with nickel and before hydrogenation with palladium. The step consists in an acid treatment of the product hydrogenated with the aid of the nickel catalyst. It was found this treatment to be a further improvement the color and color stability as well as any nickel salts that result from the hydrogenation originate with the help of nickel, eliminated or removed. Although this treatment is desirable is. they can be dispensed with in order to obtain optimal results. When nickel salts are present and not during the subsequent reaction step or in the final product for reasons of color. Color stability or the iodine number are tolerable is this treatment is extremely desirable. If necessary, other methods of removal can also be used of nickel salts or to prevent their formation.

Bei dieser fakultativen Maßnahme wird das mit Hilfe von Nickel hydrierte Produkt mit einem säureaktivierten Montmorillonit-Ton und Phosphorsäure behandelt.In this optional measure, the product hydrogenated with the help of nickel is activated with an acid Montmorillonite clay and phosphoric acid treated.

Für diese Behandlung wird der Ton in einer Menge von ungefähr 1 bis 10%, vorzugsweise etwa 1 bis 3% (bezogen auf das Gewicht an polymerer Fettsäure), benutzt. Die Phosphorsäure wird vorzugsweise in einer Konzentration von 60 bis 85% und in einer Menge von etwa 0,25 bis 3% (bezogen auf das Gewicht der polymeren Fettsäuren) eingesetzt. Bevorzugt wird eine Menge von etwa 0,5 bis 1,0% Phosphorsäure (70 bis 75%ig).For this treatment, the clay is used in an amount of about 1 to 10%, preferably about 1 to 3% (based on the weight of polymeric fatty acid). The phosphoric acid is preferably used in a concentration of 60 to 85% and in an amount of about 0.25 to 3% (based on the weight of polymeric fatty acids). An amount of about 0.5 to 1.0% phosphoric acid is preferred (70 to 75%).

Vorzugsweise wird das Produkt der Hydrierung mit Hilfe des Nickelkatalysators auf 100 C oder weniger abgekühlt, bevor der Ton und die Säure zugesetzt werden. Die Behandlung wird vorzugsweise in einer Atmosphäre von Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserstoff oder in einer beliebigen Atmosphäre unter Ausschluß von Sauerstoff durchgeführt. Die Mischung wird dann für etwa 15 bis 60, vorzugsweise 30 Minuten unter einem Druck von über 0.35 atü auf etwa 120 bis 130 C erhitzt. Die Drücke werdenPreferably, the product of the hydrogenation with the aid of the nickel catalyst to 100 C or less cooled before the clay and acid are added. Treatment is preferred in an atmosphere of nitrogen, carbon dioxide or hydrogen, or in any atmosphere carried out in the absence of oxygen. The mixture is then used for about 15 to 60, preferably Heated to about 120 to 130 ° C. for 30 minutes under a pressure of over 0.35 atm. The pressures will

2020th

entweder mit Stickstoff oder mit Wasserstoff eingestellt, wobei Wasserstoff bevorzugt wird. Drücke von bis zu etwa 14 atii können angewendet werden, normalerweise werden jedoch Drücke von 7 atü nicht überschritten. Nach der Behandlung wird der Druck in dem Reaktionsgefäß ausgeglichen und Vakuum angelegt, um Wasser vollständig zu entfernen. Die Mischung wird dann bei etwa 100 bis 150 C, vorzugsweise etwa 125 C, filtriert.adjusted either with nitrogen or with hydrogen, hydrogen being preferred. Press up to about 14 atii can be used, but pressures of 7 ati are normally used not exceeded. After the treatment, the pressure in the reaction vessel is equalized and Vacuum applied to completely remove water. The mixture is then at about 100 to 150 C, preferably about 125 C, filtered.

Für die beispielsmäßige Erläuterung der Erfindung wurden im Handel erhältliche polymere Fettsäuren benutzt. Solche polymeren Fettsäuren sind mittels Ton polymerisierte Tallölfettsäuren. Typische Tallölfetlsäuren, die heute polymerisiert werden, sind diejenigen, die im Handel erhältlich sind und die folgenden typischen Analysenwerte zeigen:Commercially available polymeric fatty acids were used to exemplify the invention used. Such polymeric fatty acids are tall oil fatty acids polymerized by means of clay. Typical tall oil fatty acids, that are polymerized today are those that are commercially available and the following typical analysis values show:

Säurezahl (S. Z.) 192,0Acid number (S.Z.) 192.0

Verseifungszahl (V. Z.) 196,7Saponification Number (V.Z.) 196.7

% Unverseifbares 1,5% Unsaponifiable 1.5

Jodzahl (J. Z.) 133,4Iodine number (J.Z.) 133.4

Farbe nach Gardner 4 bis 5Gardner color 4 to 5

Die daraus erhältlichen polymeren Fettsäuren zeigen die folgenden typischen Analysenwerte:The polymeric fatty acids obtainable therefrom show the following typical analytical values:

S 2 etwa 193S 2 about 193

V. Z etwa I98 V. Z about I 98

}'z' etwa 115 } 'z' about 115

Die verschiedenen erhältlichen Qualitäten unterscheiden sich in Farbe und Gehalt an dimerer Fettsäure. Ein typischer Gehalt einer Qualität an dimerer Fettsäure ist etwa 70%, und eine typische Farbzahl nach G a r d η e r ist etwa 5 bis 8. Andere Qualitäten enthalten mehr als 90% dimere Fettsäure und besitzen Farbzahlen nach G a r d η e r von etwa 3 bis 6.The different grades available differ in color and dimer fatty acid content. A typical level of dimeric fatty acid is about 70%, and a typical color number according to G a r d η e r is about 5 to 8. Other qualities contain more than 90% and have dimeric fatty acids Color numbers according to G a r d η e r from about 3 to 6.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.The invention is illustrated by the following examples.

Beispiel 1example 1

Stufe 1step 1

In diesem Beispiel war das Ausgangsmaterial eine mittels Ton polymerisierte Tallölfettsäure mit folgenden Analysenwerten:In this example, the starting material was a clay polymerized tall oil fatty acid with the following Analysis values:

S. Z 192.3See Z 192.3

V. Z 197-3V. Z 197-3

J.Z 114,8J.Z 114.8

Farbe nach Gardner 5+_4 Gardner color 5+ _ 4

% Eisen 1·1° 4 % Iron 1 · 1 ° 4

% Phosphor i610 % Phosphorus i610

% Asche 9·1 % Ash 9 1

% M % M

% Z
%D
%T
% Z
% D
% T

5·5 71,0 5 x 5 71.0

15-5 15 - 5

Nach dem oben angegebenen erfindungsgemaßen Verfahren wurden 158,9 kg dieser polymeren Fettsäuren m Gegenwart von 795 g (Naßgewicht) emes Raney-Nidcd-KatalysatOTS hydriert. Die "5^5™^ werde iö 2 Standen bei 18ÖC rad eaeia Druck von 28 atä dorchgeföhi-t Das erhaltene Produkt (A > featteiiaeiidein Filtrieren bei 70 Ceinephoteinetnscne ifc von 52,6% ma eifie Jodzafcl von 95A After the above process of this invention were hydrogenated 158.9 kg of polymeric fatty acids m the presence of 795 g (wet weight) of Raney emes NIDCD-KatalysatOTS. The "5 ^ 5 ™ ^ will iö 2 Standen at 18ÖC rad eaeia pressure of 28 atä dorchgeföhi-t The product obtained (A> featteiiaeiidein filtering at 70 Ceinephoteinetnscne ifc of 52.6% ma eifie Jodzafcl of 95A

Der Versuch wurde mit denselben Reaktionspartnern in denselben Mengen und unter denselben Bedingungen wiederholt. Das erhaltene Produkt (B) hatte eine photometrische Farbe von 56,3% und eine Jodzahl von 91.2.The experiment was carried out with the same reactants in the same amounts and under the same Conditions repeated. The obtained product (B) had a photometric color of 56.3% and a Iodine number of 91.2.

Stufe 2ALevel 2A

Aus diesem Beispiel ist die nachfolgende Hydrierung mit Hilfe von Falladium ersichtlich. Es wurde das erfindungsgeimäße Hydrierverfahren angewendet. Das Ausgangsmailerial bildeten 52,2 kg Produkt A und 20,4 kg Produkt B der Stufe 1. Der Palladiumkatalysator war 5% Palladium auf Kohle, die etwa 50% Feuchtigkeit enthielt. Hiervon wurden 363 geingesetzt.This example shows the subsequent hydrogenation with the aid of falladium. It became that Hydrogenation process according to the invention applied. The starting mail consisted of 52.2 kg of product A and 20.4 kg of product B of stage 1. The palladium catalyst was 5% palladium on carbon, which is about 50% Contained moisture. Of these, 363 were used.

Die Hydrierung wurde bei 56 atü und 2000C in 4 Stunden durchgeführt.Das erhaltene Produkt zeigte die folgenden Analysen werte:The hydrogenation was carried out at 56 atmospheres and 200 ° C. in 4 hours. The product obtained showed the following analysis values:

S. Z 191See Z 191

V. Z 199,7; 200,7V. Z 199.7; 200.7

J. Z 20,0J. Z 20.0

Photometrische Farbe 78,5%Photometric color 78.5%

Stufe 2 BLevel 2 B

In diesem Beispiel wurden 90,7 kg Produkt A der Stufe 1 als Ausgangsmaterial benutzt. Der Katalysator war 454 g 5% Palladium auf Kohle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50% (0,25% Katalysator bezogen auf Trockengewicht). Die Hydrierung wurde in 4 Stunden bei 200° C und 28 atü durchgeführt. Proben wurden in periodischen Zeilabständen entnommen, die Jodzahlen der verschiedenen Proben und die Eigenschaften des Endproduktes sind aus folgenden Daten ersichtlich:In this example 90.7 kg of Stage 1 product A were used as the starting material. The catalyst was 454 grams of 5% palladium on carbon with a moisture content of 50% (0.25% catalyst based on dry weight). The hydrogenation was carried out in 4 hours at 200 ° C. and 28 atm. Samples were taken at periodic line intervals, the iodine numbers of the various samples and the properties of the end product can be seen from the following data:

Probe J. Z.Sample J. Z.

4040

4545

5555

1 Stunde 511 hour 51

2 Stunden 33,72 hours 33.7

3 Stunden 28,23 hours 28.2

EndproduktEnd product

J.Z 21,6J.Z 21.6

Photometrische Farbe 80,1 %Photometric color 80.1%

S. Z 189,6S. Z 189.6

V. Z 195,4; 194,4V. Z 195.4; 194.4

Asche 0,02;0,04Ash 0.02; 0.04

% Nickel 7· 10"4 % Nickel 7x10 " 4

Beispiel 2
Stufe 1
Example 2
Stage 1

In diesem Beispiel war das Ausgangsrnaterial eine mittels Ton polynierisierte Tall ölfettsä ore, die folgende Analysenwerte besaß:In this example the starting material was a Tall oil fatty acid, polynierized by means of clay, which had the following analytical values:

6060

6565

SZ 191,7: 191.5SZ 191.7: 191.5

V. Z. 196.0; 1963V. Z. 196.0; 1963

J.Z. 95.1:94,1J.Z. 95.1: 94.1

Farbe nach Gardner Gardner color

% M % M

%Z % Z

8 +8 +

6,16.1

8.88.8

% D %T% D % T

msms

15,115.1

609634/103609634/103

136,1 kg hiervon wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels 1,36 eines Nickelkatalysators hydriert, der aus 50 bis 55% Nickel auf Kieselgur bestand. Die Reaktion wurde 4 Stunden bei etwa 180°C und 28 atü durchgeführt. Das erhaltene Produkt hatte nach dem Filtrieren bei 150"C eine Farbzahl nach G a r d η e r von 4.136.1 kg of this were obtained by the process according to the invention using 1.36 of a nickel catalyst hydrogenated, which consisted of 50 to 55% nickel on kieselguhr. The reaction lasted 4 hours at about 180 ° C and 28 atm. The product obtained had a color number after filtering at 150 "C. according to G a r d η e r from 4.

Das erhaltene Produkt wurde dann einer Säurebehandlung, wie oben beschrieben, unter Zusatz von von 3,2 kg eines säureaktivierten Montmorillonit-Tones und 0,6 kg 70%iger Phosphorsäure unterworfen. Die Behandlung wurde 30 Minuten bei 125 C durchgeführt. Das erhaltene Produkt hatte nach Filtration eine Farbzahl nach G a r d η e r von 3- und eine Jodzahl von 84.The product obtained was then an acid treatment, as described above, with the addition of subjected to 3.2 kg of an acid-activated montmorillonite clay and 0.6 kg of 70% phosphoric acid. The treatment was carried out at 125 ° C. for 30 minutes. The product obtained had after Filtration has a G a r d η e r color number of 3 and an iodine number of 84.

Stufe 2Level 2

50,3 kg des nach Stufe 1 nach der Säurebehandlung erhaltenen Produkts wurden dann mit 125 g des Palladiumkatalysators gemäß Beispiel 1, Stufe 2 B (0,25% bezogen auf Naßbasis) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und unter Reaktionsbedingungen von etwa 200 C und 28 atü 4 Stunden hydriert. Das erhaltene Produkt hatte eine photometrische Farbe von 75% und eine Jodzahl von 26,4.50.3 kg of the product obtained in step 1 after the acid treatment were then mixed with 125 g of des Palladium catalyst according to Example 1, Stage 2 B (0.25% based on wet) according to the invention Process and hydrogenated under reaction conditions of about 200 ° C. and 28 atmospheres for 4 hours. The The product obtained had a photometric color of 75% and an iodine number of 26.4.

B e i s ρ i e 1 3B e i s ρ i e 1 3

Stufe 1step 1

In diesem Beispiel wurden 136,1 kg einer mittels Ton polymerisierten Tallölfettsäure eingesetzt, die die folgenden Analysen werte zeigte:In this example, 136.1 kg of a tall oil fatty acid polymerized by means of clay were used, which the the following analyzes showed:

S. V 194.5: 194,4S. V 194.5: 194.4

V. Z 198.5; 198.9V. Z 198.5; 198.9

J. Z 120,1J. Z 120.1

Farbe nach Gardner 5 -Gardner color 5 -

% Eisen 7· 10~4 % Iron 7 x 10 ~ 4

% Phosphor 9 · ΙΟ"4 % Phosphorus 9 · ΙΟ " 4

% Asche 0.00% Ash 0.00

% M 1,1% M 1.1

% Z 3,8% Z 3.8

% D 93.3% D 93.3

%T 1,8% T 1.8

Stufe 2Level 2

Zur Hydrierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden 68Og des Nickelkatalysators auf Kieselgur gemäß Beispiel 2, Stufe 1, benutzt und Reaktionsbedingungen von etwa 180rC und 28 atü für 4 Stunden angewendet. Das Produkt wurde dann analog Beispiel 2, Stufe l»mit Säure und Ton behandelt, wobei 5% desselben säureaktivierten Montmorillonit-Tones und I % Phosphorsäure (70 bis 75%ig) verwendet wurden. Nach dem Entfernen von überschüssigem Wasser und aach Filtrieren bei lOOC zeigte das Produkt folgende Analysen werte;For the hydrogenation by the process according to the invention, 68O g of the nickel catalyst on kieselguhr according to Example 2, stage 1, were used and reaction conditions of about 180 ° C. and 28 atmospheres were applied for 4 hours. The product was then treated with acid and clay in the same way as in Example 2, level 1, with 5% of the same acid-activated montmorillonite clay and 1% phosphoric acid (70 to 75%) being used. After removing excess water and after filtering at 10OC, the product showed the following analyzes;

S.Z. 194.6 SZ 194.6

V. Z. 200,4V. Z. 200.4

S.Z. 100,4 SZ 100.4

%M 1,2% M 1.2

%Z 3.7% Z 3.7

% D 93,8% D 93.8

%T 1.3% T 1.3

6060

63,5 kg des Produktes nach Stufe 1 wurden dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe von 318g des Katalysators gemäß Beispiel 1, Stufe2A, hydriert. Die Hydrierbedingungen waren etwa 200cC und 28 atü für 4 Stunden. Das erhaltene Produkt hatte eine photometrische Farbe von 92%. Nach einer weiteren Filtration besaß das Produkt eine photometrische Farbe von 94,5% und eine Jodzahl von 15,6.63.5 kg of the product from stage 1 were then hydrogenated by the process according to the invention with the aid of 318 g of the catalyst from example 1, stage 2A. The hydrogenation conditions were about 200 ° C. and 28 atm. For 4 hours. The product obtained had a photometric color of 92%. After another filtration, the product had a photometric color of 94.5% and an iodine number of 15.6.

Beispiel 4
Stufe 1
Example 4
step 1

In diesem Beispiel war das Ausgangsmaterial eine mittels Ton polymerisierte Tallölfettsäure mit folgenden Analysenwerten:In this example, the starting material was a clay polymerized tall oil fatty acid with the following Analysis values:

S. Z 194,3; 193,9S. Z 194.3; 193.9

V. Z 196,2: 196.0V. Z 196.2: 196.0

J. Z 109,1; 108,9J. Z 109.1; 108.9

Farbe nach Gardner A- Gardner color A-

% M 0,6; 0,4% M 0.6; 0.4

% Z 4,3; 4,4% Z 4.3; 4.4

% D 92,5; 92,5% D 92.5; 92.5

%T 2,6-2.7% T 2.6-2.7

88,9 kg dieser polymeren Fettsäuren wurden mit Hilfe von 454 g des Nickelkatalysators auf Kieselgur (vgl. Beispiel 2, Stufe 1) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei etwa 180' C und 28 atü 4 Stunden hydriert. Das erhaltene Produkt besaß die Jodzahl 90,6 bzw. 90,2 und eine photometrische Farbe von 84,6 vor der Säurebehandlung. Die Säurebehandlung wurde mit 4,54 kg eines säureaktivierten Montmorillonit-Tones, 907 g Phosphorsäure (85%ig) und 907 g Wasser 1 Stunde"bei 70 bis 753C durchgeführt.88.9 kg of these polymeric fatty acids were hydrogenated with the aid of 454 g of the nickel catalyst on kieselguhr (cf. Example 2, step 1) by the process according to the invention at about 180 ° C. and 28 atmospheres for 4 hours. The product obtained had an iodine number of 90.6 and 90.2, respectively, and a photometric color of 84.6 before the acid treatment. The acid treatment was carried out with 4.54 kg of an acid-activated montmorillonite clay, 907 g of phosphoric acid (85%) and 907 g of water at 70 to 75 ° C. for 1 hour.

Der vorstehende Versuch wurde unter folgenden Reaktionsbedingungen wiederholt: 4 Stunden, etwa 170" C, 66,5 atü. Das Produkt besaß eine Jodzahl von 81,1. Die photometrische Farbe war vor der Säurebehandlung 84.9%, danach 88,7%.The above experiment was repeated under the following reaction conditions: 4 hours, approx 170 "C, 66.5 atmospheres. The product had an iodine number of 81.1. The photometric color before the acid treatment was 84.9%, afterwards 88.7%.

Stufe 2Level 2

Je 45,4 kg der beiden Produkte nach Stufe 1 wurden gemischt, und die erhaltene Mischung wurde anschließend mit 181g des Katalysators (5% Palladium auf Kohle, Feuchtigkeitsgehalt 50%) bei ungefähr 2000C und 66,5 atü 4 Stunden hydriert. Das erhaltene Produkt hatte eine photometrische Farbe von etwa 95% und eine Jodzahl von 18,3 bzw. 18,9.The two products per 45.4 kg according to Step 1 were mixed, and the mixture was subsequently (50% 5% palladium on charcoal, moisture content) is hydrogenated with 181g of the catalyst at about 200 0 C and 66.5 atm for 4 hours. The product obtained had a photometric color of about 95% and an iodine number of 18.3 and 18.9, respectively.

Beispiel 5Example 5

Die als Ausgangsmaterial benutzten, mitteis Ton polymerisierten Fettsäuren zeigten die folgenden B-genschaften: The fatty acids polymerized in medium-sized clay used as the starting material showed the following B properties:

J- z- nm J - z- nm

Farbe nach Gardner 5Gardner color 5

% Eisen .. ff@% Iron .. ff @

% Phosphor ik · H % Phosphorus ik · H

% Asche " * (fl % Ash "* (fl

ft 1 11»ft 1 11 »

%M 8,1% M 8.1

% Z 5.5% Z 5.5

% D 71,0% D 71.0

%T 15,5% T 15.5

136,1 kg dieser Säuren wurden dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels 680 g Katalysator (Nickel auf Kieselgur wie im Beispiel 2) bei etwa 180cC und 28atü 4 Stunden hydriert. Nach der Säurebehandlung mit 2,2% des in den vorausgehenden Beispielen verwendeten Tones und 0,5% Phosphorsäure (75%ig) bei 115°C für 30 Minuten hatte das Produkt eine photometrische Farbe von 65,0%. Das Produkt hatte eine Jodzahl von 92,1 bzw. 91,1.136.1 kg of these acids were then hydrogenated by the process of this invention by means of 680 g of catalyst (nickel on kieselguhr as in Example 2) at about 180 c C and 28atü 4 hours. After the acid treatment with 2.2% of the clay used in the previous examples and 0.5% phosphoric acid (75%) at 115 ° C. for 30 minutes, the product had a photometric color of 65.0%. The product had an iodine number of 92.1 and 91.1, respectively.

Dieser Prozeß wurde wiederholt, wobei ein Produkt mit der photometrischen Farbe 66,7% und der Jodzahl 88,9 bzw. 89,7 entstand.This process was repeated, leaving a product with a photometric color of 66.7% and an iodine number 88.9 and 89.7 emerged.

Die beiden Ansätze der mittels Nickel hydrierten Produkte wurden dann vereinigt, und 72,6 kg davon wurden nach der allgemeinen Vorschrift nachhydriert, wobei als Katalysator 363 g 5% Palladium auf Kohle (Feuchtigkeitsgehalt 5O%,0,25% bezogen auf Trockenbasis) benutzt wurden. Die Reaktionsbedingungen waren 4 Stunden bei 200°C und 66,5 atü. Das Produkt besaß nach dem Abkühlen und nach Druckausgleich eine Jodzahl von 9,5 und eine photmetrische Farbe von 93,5%. Nach der Filtration hatte das Produkt eine photometrische Farbe von 86,6% und nach einer zweiten Filtration von 90%.The two batches of nickel hydrogenated products were then combined, and 72.6 kg of them were re-hydrogenated according to the general procedure, the catalyst being 363 g of 5% palladium on carbon (Moisture content 50%, 0.25% on a dry basis) were used. The reaction conditions were 4 hours at 200 ° C and 66.5 atm. After cooling and after pressure equalization, the product possessed an iodine number of 9.5 and a photometric color of 93.5%. After filtration the product had a photometric color of 86.6% and after a second filtration 90%.

Die vorstehenden Beispiele geben einige spezifische Darstellungen der vorliegenden Erfindung wieder. An Hand dieser Beispiele und zahlreicher weiterer ähnlicher Versuche konnte die bevorzugte Ausführungsform im Hinblick auf die Reaktionsbedingungen und die typischen Ergebnisse bei der Benutzung von Ausgangsmaterialien der Art der Beispiele 1 und 3 wie folgt zusammengefaßt werden, wobei der oben beschriebene Hydrierprozeß angewendet wurde:The foregoing examples provide some specific illustrations of the present invention. On the basis of these examples and numerous other similar experiments, the preferred embodiment with regard to the reaction conditions and the typical results when using Starting materials of the type of Examples 1 and 3 are summarized as follows, the above described hydrogenation process was used:

I. Vorhydrierung mit Nickel
A. Hydrierbedingungen
I. Pre-hydrogenation with nickel
A. Hydrogenation Conditions

Katalysator Nickel auf KieselgurCatalyst nickel on kieselguhr

Katalysatormenge 0,5%Catalyst amount 0.5%

Druck 28 atüPressure 28 atm

Temperatur 180rCTemperature 180 r C

Zeit 4 StundenTime 4 hours

B. Säurebehandlung des mittels Nickels hydrierten DimerenB. Acid treatment of the dimer hydrogenated by means of nickel

Das mittels Nickel hydrierte Diniere und der Katalysator werden auf unter 100° C abgekühlt. In dem Reaktionsgefäß wird der Druck ausgeglichen und eine Stickstoffatmosphäre erzeugt. Dann werden 2% des genannten Tones und 0,5% 75%ige Phosphorsäure zugesetzt. Es wird ein Wasserstoffdruck erzeugt und auf 125°C erhitzt; die Temperatur von 125°C und ein Wasserstoffdruck von 7 atü werden 1I1 Stunde aufrechterhalten. Danach wird der Wasserstoff entfernt und Vakuum angelegt, um Wasser zu entfernen.The nickel hydrogenated alloy and the catalyst are cooled to below 100.degree. The pressure in the reaction vessel is equalized and a nitrogen atmosphere is created. Then 2% of the clay mentioned and 0.5% of 75% phosphoric acid are added. A hydrogen pressure is generated and heated to 125 ° C; the temperature of 125 ° C. and a hydrogen pressure of 7 atmospheres are maintained for 1 liter for 1 hour. The hydrogen is then removed and a vacuum is applied to remove water.

Anschließend wird unter Stickstoffdruck filtriert.It is then filtered under nitrogen pressure.

C. Typische ProduktanalysenC. Typical product analyzes

Beispiel 3Example 3 Beispiel IExample I.

Jodzahl 85 bis 110 85 bis 110Iodine number 85 to 110 85 to 110

Photometrische Farbe 75 bis 90% 50 bis 70% (% Durchlässigkeit)Photometric color 75 to 90% 50 to 70% (% transmittance)

% M, Z, D und T weicht nur unwesentlich% M, Z, D and T deviate only slightly

vom Ausgangsmaterial abfrom the source material

II. Nachhydrierung mit Palladium A. HydrierbedingungenII. Post-hydrogenation with palladium A. Hydrogenation conditions

Beispiel 3Example 3 Beispiel 1example 1

Ausgangsmaterial mit Nickel als KatalysatorStarting material with nickel as a catalyst

vorhydriertes Dimerespre-hydrogenated dimer

Katalysator 5% Palladium auf KohleCatalyst 5% palladium on carbon

Druck 70 atü 28 atüPressure 70 atm. 28 atm

Menge an Katalysator 0,1% 0,25%Amount of catalyst 0.1% 0.25%

(bezogen auf Trockenbasis) (based on dry basis)

Temperatur 2000C 180° CTemperature 200 0 C 180 ° C

Zeittime

4 Stunden4 hours

4 Stunden4 hours

B. Typische ErgebnisseB. Typical results

70atu70atu Beispiel 3Example 3 JodzahlIodine number 10 bis 1510 to 15 Photometriscbe FarbePhotometric color 97 +97+ (% Durchlässigkeit)(% Permeability) S.Z.S.Z. 194194 V. Z.V. Z. 197197 % M, Z, D and T% M, Z, D and T weicht ntdeviates

Beispiel 1example 1

bis 20
bis 90
until 20
to 90

28 atü
Beispiel 3
28 atü
Example 3

Beispiel 1example 1

10 bis 20
95 +
10 to 20
95 +

194194

197197

weicht nor unwesentlich vom Ausgangsmaterial ab.differs slightly from the original material.

20 bis 30 SG bis 8520 to 30 SG to 85

192 196192 196

36893689

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Hydrierung ungesättigter Fettsäuren durch Vorhydrierung in Anwesenheit eines s Nickelkatalysators und anschließende Hydrierung in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den zu hydrierenden Fettsäuren um polymere Fettsäuren handelt und daß zuerst die polymeren ίο Fettsäuren in Gegenwart von etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die polymeren Fettsäuren, des Nickelkatalysators bei Temperaturen von etwa 150 bis 225 C und Wasserstoffdrücken von über 035 atü vorhydriert werden, wobei die Jodzahl nur unwesentlich herabgesetzt wird, und anschließend das Reaktionsprodukt der Vorhydrierung in Gegenwart von etwa 0,05 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das vorhydrierte Produkt, des Palladiumkatalysators bei Temperaturen im Bereich von 175 bis 275 C und einem Wasserstoffdruck von über 7 atü nachhydriert wird.1. Process for the hydrogenation of unsaturated fatty acids by prehydrogenation in the presence of an s Nickel catalyst and subsequent hydrogenation in the presence of a palladium catalyst, thereby characterized in that the fatty acids to be hydrogenated are polymeric fatty acids and that the polymeric ίο first Fatty acids in the presence of about 0.1 to 5 percent by weight, based on the polymeric fatty acids, of the nickel catalyst at temperatures of about 150 to 225 C and hydrogen pressures above 035 atmospheres, the iodine number is only slightly reduced, and then the reaction product of the pre-hydrogenation in the presence of about 0.05 to 1 percent by weight, based on the prehydrogenated product, the palladium catalyst at temperatures in the range from 175 to 275 C and a hydrogen pressure is rehydrated from over 7 atmospheres. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt der ersten Hydrierung vor der Nachhydrierung mit dem Palladiumkatalysator mit einem säureaktivierten Montmorillonit-Ton und Phosphorsäure behandelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the product of the first hydrogenation before re-hydrogenation with the palladium catalyst with an acid-activated montmorillonite clay and phosphoric acid is treated.
DE19691941119 1968-08-12 1969-08-08 Process for the hydrogenation of unsaturated polymeric fatty acids Expired DE1941119C3 (en)

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US75170168A 1968-08-12 1968-08-12
US75170168 1968-08-12

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DE1941119A1 DE1941119A1 (en) 1970-02-19
DE1941119B2 DE1941119B2 (en) 1976-01-02
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