PL177465B1 - Sposób izomeryzacji położeniowej estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób izomeryzacji polozeniowej estrów nienasyconych kwasów tluszczowych z zastosowaniem katalizatora zawierajacego nikiel na nosniku, znamienny tym, ze izome- ryzacje prowadzi sie w temperaturze 473-503K, w czasie 5 godzin, w obecnosci 2-6% wa- gowych niklu osadzonego na nosniku, skladajacym sie z tlenku glinu i wegla aktywnego, korzystnie w stosunku 1:1 do 1:5, a nastepnie katalizator oddziela sie w znany sposób. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób izomeryzacji położeniowej estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych z zastosowaniem katalizatora niklowego.

Proces izomeryzacji położeniowej polega na przesunięciu izolowanych wiązań podwójnych do pozycji sprzężonej. Przesunięcie wiązań podwójnych poprawia lakiernicze własności olejów roślinnych.

Znane są procesy izomeryzacji położeniowej olejów roślinnych prowadzone przy użyciu katalizatorów heterogennych na nośniku lub bez nośnika, zawierających metale szlachetne lub nikiel z dodatkiem innych metali. Proces izomeryzacji z zastosowaniem katalizatorów niklowych znane są z opisu patentowego b. ZSRR nr 386 658 oraz japońskiego nr 563 931. Do izomeryzacji oleju słonecznikowego opisanej w patencie b. ZSRR nr 386 658, stosowano katalizator zawierający 94% niklu, około 5% żelaza oraz german i cyrkon lub tytan i cynę. Katalizator ten stosowano w ilości 4% w stosunku do oleju, prowadząc proces izomeryzacji w temperaturze 473K w ciągu kilku godzin. W wyniku procesu otrzymywano olej słonecznikowy zawierający 27-29% układów sprzężonych wiązań podwójnych. Sposób izomeryzacji oleju sojowego przedstawiony w japońskim opisie patentowym nr 563 931 polega na prowadzeniu procesu izomeryzacji w temperaturze 473K, w obecności katalizatora zawierającego około 16% niklu i około 7% manganu osadzonych na węglu aktywnym. Katalizator ten stosowano w ilości 1% w stosunku do izomeryzowanego oleju. Sposoby powyższe znajdują zastosowanie wyłącznie do olejów o znacznej zawartości układów dwu- i wielonienasyconych i wymagają prowadzenia procesu w podwyższonych temperaturach przez dłuższy okres czasu sięgający do 7 godzin, co sprzyja zachodzącym równolegle reakcjom ubocznym, głównie polimeryzacji i izomeryzacji przestrzennej, które niekorzystnie podwyższają lepkość produktu.

Z polskiego opisu patentowego nr 145 340 znany jest sposób izomeryzacji położeniowej kwasów tłuszczowych lub ich estrów, z zastosowaniem 1-4% wagowych katalizatora, składającego się z niklu i miedzi, osadzonych na tlenku glinu i węglu aktywnym w stosunku, odpowiednio, 0,5-1 : 0,01-0,1, stosowanego w postaci zawiesiny w kwasach tłuszczowych lub estrach. Izomeryzację prowadzi się w temperaturze 473-513K w czasie do 4 godzin. Sposobem tym otrzymano izomeryzowany olej rzepakowy niskoerukowy o zawartości układów sprzężonych około 15% oraz izomeryzowany olej lniany o zawartości układów sprzężonych około 25%.

Celem wynalazku jest sposób efektywnej izomeryzacji położeniowej estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych z zastosowaniem katalizatora niklowego zawierającego kilka razy mniej niklu w stosunku do ilości izomeryzowanego oleju w porównaniu z zawartością niklu w dotychczas stosowanych katalizatorach.

Sposób izomeryzacji według wynalazku polega na tym, że do izomeryzowanego oleju wprowadza się 2-6% wagowych katalizatora, korzystnie w postaci zawiesiny w tłuszczu ciekłym, zwłaszcza oleju lnianym, zawierającego 4-6% wagowych niklu osadzonego na nośniku,

177 465 składającym się z tlenku glinu i węgla aktywnego, korzystnie w stosunku odpowiednio 1:1 do 1:5, a następnie mieszaninę reakcyjną ogrzewa się przy jednoczesnym mieszaniu, w czasie do 5 godzin, w temperaturze 473-503K, po czym schładza się ją do temperatury 373-393K i oddziela katalizator w znany sposób.

W oleju izomeryzowanym oznacza się zawartość układów sprzężonych metodą spektrometrii UV.

Katalizator stosowany w procesie izomeryzacji według wynalazku otrzymuje się przez wymieszanie stałego mrówczanu niklawego z uwodnionym tlenkiem glinu, węglem aktywnym i wodą, ujednolicenie mieszaniny do postaci pasty, a następnie po wysuszeniu i rozdrobnieniu, redukcję wodorem w podwyższonej temperaturze. Katalizator stosuje się w postaci korzystnie 40% zawiesiny w oleju lnianym rafinowanym.

Własności olejów izomeryzowanych sposobem według wynalazku w porównaniu z własnościami olejów izomeryzowanych sposobem według polskiego patentu nr 145 340 podano w tabelach 1 i 2.

Tabela 1

Porównanie własności olejów izomeryzowanych sposobem według wynalazku i sposobem według polskiego patentu nr 125 340

Oznaczenie	Olej rzepakowy niskoerukowy
	Izomeryzowany sposobem wg pat. nr 145 340	Izomeryzowany sposobem wg wynalazku
Zawartość układów sprzężonych, %wag.	około 15	15-18
Zawartość polimerów, %wag.	10-15	do 10
Zawartość izomerów trans izolowanych, %wag.	10-15	do 10
Liczba jodowa wg Woburna	95-100	105-115
Lepkość w 20°C, mPas	110-150	85-95
Współczynnik refrakcji w 20°C	14730-1,4780	1,4740-1,4000

Tabela 2

Oznaczenie	Olej lniany
	Izomeryzowany sposobem wg pat. nr 145 340	Izomeryzowany sposobem wg wynalazku
Zawartość układów sprzężonych, %wag.	około 25	25-30
Zawartość polimerów, %wag.	20-25	do 20
Zawartość izomerów trans izolowanych, %wag.	15-20	10-16
Liczba jodowa wg Woburna	150-170	150-170
Lepkość w 20°C, mPas	200-260	140-200
Współczynnik refrakcji w 20°C	1,4850-1,4910	1,4880-1,4000

Sposób według wynalazku umożliwia efektywniejszą izomeryzację zarówno olejów o niskiej zawartości wiązań dwu- i więcej nienasyconych, np. oleju rzepakowego, jak i olejów o wysokiej zawartości wiązań dwu- i więcej nienasyconych, np. oleju lnianego, przy użyciu katalizatora zawierającego dwa i pół raza mniej niklu w stosunku do ilości izomeryzowanego oleju w porównaniu z katalizatorem używanym w procesie izomeryzacji według polskiego patentu nr 145 236.

Przykład 1. Do mieszalnika wprowadza się 80 g stałego mrówczanu niklawego, 80 g uwodnionego tlenku glinowego, 320 g węgla aktywnego i 560 cm wody odmineralizowanej.

177 465

Składniki miesza się i ujednolica w ciągu dwóch godzin. Masę suszy się w suszarce tacowej w temperaturze 393K do zawartości wilgoci poniżej 1,0% wagowego. Wysuszony katalizator rozdrabnia się na kształtki o bokach około 2,5 cm i umieszcza się w reaktorze rurowym. Reaktor przedmuchuje się gazem obojętnym i wprowadza się wodór w ilości około 1dcm³/lg katalizatora/godzina. Redukcję prowadzi się do zaniku wody w gazach odlotowych. Po ochłodzeniu i przedmuchaniu zawartości reaktora azotem, katalizator w ilości 400 g wsypuje się do pojemnika z 600 g oleju lnianego rafinowanego, uzyskując 40% zawiesinę katalizatora w oleju, zawierającego 6% wagowych niklu w przeliczeniu na suchą masę katalizatora. Katalizator z olejem rozdrabnia się do postaci pasty i przechowuje w zamkniętym pojemniku.

W reaktorze umieszcza się 1000 g oleju lnianego rafinowanego, doprowadza się gaz obojętny do przestrzeni nad olejem i mieszając ogrzewa się do temperatury 463K, dodaje się 100 g uprzednio otrzymanej zawiesiny katalizatora, ogrzewa do temperatury 483K i utrzymuje w tej temperaturze z jednoczesnym mieszaniem przez 4 godziny. Pod koniec okresu ogrzewania kontroluje się zawartość układów sprzężonych w oleju metodą spektrometrii w nadfiolecie. Olej schładza się do temperatury 373-393K, oddziela katalizator przez filtrację w atmosferze gazu obojętnego do zawartości 30 ppm niklu. Zawartość układów sprzężonych w oleju izomeryzowanym wynosi około 25% wagowych, podczas gdy przed procesem izomeryzacji wynosiła ona 1,0% wagowy. Pozostałe własności odpowiadają danym znajdującym się w tabeli 2.

Przykład II. W reaktorze umieszcza się 1000 g oleju lnianego rafinowanego, doprowadza się gaz obojętny do przestrzeni nad olejem i mieszając ogrzewa się do temperatury 463K, dodaje się 150 g zawiesiny katalizatora niklowego otrzymanej tak jak opisano w przykładzie I, a następnie proces prowadzi się tak jak opisano w przykładzie I. Zawartość układów sprzężonych w oleju wynosi około 28% wagowych, a pozostałe własności odpowiadają danym przedstawionym w tabeli 2.

Przykład III. W reaktorze umieszcza się 1000 g rafinowanego oleju rzepakowego niskoerukowego, doprowadza się gaz obojętny do przestrzeni nad olejem i mieszając ogrzewa się do temperatury 463K, dodaje 100 g zawiesiny katalizatora otrzymanej tak jak opisano w przykładzie I, ogrzewa do temperatury 493K i utrzymuje w tej temperaturze z jednoczesnym mieszaniem przez 4 godziny. Następnie proces prowadzi się tak jak opisano w przykładzie I. Zawartość układów sprzężonych w izomeryzowanym oleju rzepakowym niskoerukowym wynosi około 15% wagowych, podczas gdy przed procesem izomeryzacji wynosiła poniżej 0,5% wagowego. Pozostałe własności oleju odpowiadają danym przedstawionym w tabeli 1.

Otrzymane oleje izomeryzowane stosowano do syntezy żywicy alkidowej, schnącej na powietrzu, zastępując nimi częściowo dotychczas stosowany olej tungowy.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób izomeryzacji położeniowej estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych z zastosowaniem katalizatora zawierającego nikiel na nośniku, znamienny tym, że izomeryzację prowadzi się w temperaturze 473-503K, w czasie 5 godzin, w obecności 2-6% wagowych niklu osadzonego na nośniku, składającym się z tlenku glinu i węgla aktywnego, korzystnie w stosunku 1:1 do 1:5, a następnie katalizator oddziela się w znany sposób.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizator stosuje się w postaci 40% zawiesiny katalizatora w oleju lnianym rafinowanym.