PL206132B1

PL206132B1 - Sposób katalitycznego oksyetylenowania

Info

Publication number: PL206132B1
Application number: PL368216A
Authority: PL
Inventors: Wiesław Hreczuch; Władysław Domarecki
Original assignee: Hreczuch Wiesław Mexeohreczuch Wiesław Mexeo
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2010-07-30
Also published as: WO2005115964A2; WO2005115964A3; EP1789378A2; PL368216A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób katalitycznego oksyetylenowania związków organicznych zawierających wiązania estrowe, przeznaczony szczególnie do wytworzenia niejonowych środków powierzchniowo czynnych.

Znany z publikacji M. J. Shick - „Nonionic Surfactants, Surfactant Science Series, Marcel Dekker Inc., New York, 1967, 8-43, jest sposób katalitycznego oksyetylenowania, który polega na tym, że katalizator wprowadza się do całości substratu, a następnie do tak przygotowanego środowiska reakcji wprowadza się stopniowo tlenek etylenu.

Znany jest sposób katalitycznego oksyetylenowania, w którym do reaktora wprowadza się ester metylowy kwasów z oleju rzepakowego w całości i dodaje katalizator wapniowy stanowiący mieszaninę octanu wapnia, kwasu siarkowego i izopropanolu w stosunku wagowym 4:1:5. Po wysuszeniu wsadu reaktora i podgrzaniu go do osiągnięcia temperatury 185°C, dozuje się tlenek etylenu w ciągu około 250 minut. Produktem oksyetylowania jest polidyspersyjna mieszanina homologów.

W znanych sposobach katalitycznego oksyetylenowania stężenie katalizatora w przeliczeniu na substrat jest stałe w czasie reakcji, ale przy zbyt niskim stężeniu katalizatora, czas inicjacji reakcji wydłuża się nadmiernie i znacznie obniża szybkość przereagowania tlenku etylenu, zwłaszcza w początkowej fazie reakcji, czyli do uzyskania średniego stopnia poliaddycji o wartości około 3 moli tlenku etylenu na mol estru, 20 - 30 minutowy czas inicjacji reakcji, nie tylko wydłuża czas syntezy, ale też zwiększa zagrożenie wybuchem nie przereagowanego tlenku etylenu.

Istota sposobu katalitycznego oksyetylenowania według wynalazku polega na tym, że katalizator dodaje się do części założonej ilości substratu, a po zainicjowaniu reakcji dodaje się pozostałą część założonej ilości substratu jednorazowo lub dozuje jednocześnie lub naprzemiennie z dozowaniem tlenku etylenu. Korzystnie jest, gdy stosunek ilościowy części substratu wprowadzonej do reakcji na początku procesu syntezy do całości założonej ilości substratu, jest jak najniższy.

Sposób według wynalazku pozwala na prowadzenie reakcji oksyetylenowania przy kontrolowanym stężeniu katalizatora w przeliczeniu na substrat, malejącym w miarę przebiegu reakcji wskutek uzupełniania założonej ilości substratu w trakcie syntezy, co powoduje, że relatywne stężenie katalizatora w przeliczeniu na ilość wsadu substratu w początkowym stadium inicjacji syntezy jest wyższe, a następnie jest obniżane dopiero w szybszej fazie zainicjowanej propagacji reakcji. Przy odpowiednio wysokim stężeniu katalizatora w przeliczeniu na substrat zainicjowanie reakcji następuje, niemal natychmiast po wprowadzeniu tlenku etylenu do środowiska. W porównaniu do znanych sposobów oksyetylenowania, w których całość założonej ilości katalizatora dodaje się do całości założonej ilości substratu, sposób według wynalazku, przy identycznej całkowitej ilości katalizatora dodanego jedynie do części substratu w początkowej fazie syntezy, umożliwia przejściowe relatywne zwiększenie jego stężenia w przeliczeniu na substrat i w efekcie szybszą aktywację katalizatora, prowadząc do skrócenia czasu inicjacji reakcji oraz jej znacznego przyspieszenia w początkowej fazie, a przy tym wpływa bardzo korzystnie na średnią szybkość przereagowania całości założonego wsadu reagentów i minimalizuje zagrożenie przypadkowego wybuchu nie przereagowanego tlenku etylenu. Sposób według wynalazku pozwala wytworzyć produkt o mniejszej zawartości katalizatora niż produkt wytworzony znanym sposobem.

P r z y k ł a d

Do reaktora wykonanego ze stali kwasoodpornej o pojemności 3 litrów wprowadza się 300 g estru metylowego kwasów z oleju rzepakowego zawierającego co najmniej 90% frakcji C18 i 5 g katalizatora wapniowego stanowiącego mieszaninę octanu wapnia, kwasu siarkowego i izopropanolu w stosunku wagowym 4:1:5. Tak załadowany reaktor zamyka się, podgrzewa do temperatury 130°C i suszy jego wsad przedmuchując go azotem przez 30 minut. Następnie wsad reaktora podgrzewa się do temperatury 185°C i dozuje 130 g tlenku etylenu w ciągu około 50 minut, a potem dodaje się 700 g estru metylowego kwasów z oleju rzepakowego. W ciągu kolejnych 60 minut dodaje się 870 g tlenku etylenu, po czym zawartość reaktora utrzymuje się w temperaturze reakcji 185°C przez 60 minut. Po zakończeniu reakcji zawartość reaktora schładza się do temperatury 50°C i przedmuchuje azotem. Polidyspersyjna mieszanina homologów jako produkt oksyetylenowania wytworzony po 110 minutowym dozowania tlenku etylenu zawiera 50% ugrupowań polioksyetylenowych, co odpowiada równowadze hydrofilowo-lipofilowej produktu równej 10, a temperatura zmętnienia 10% roztworu surfaktanta w 25% roztworze butylodiglikolu wynosi 58°C.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób katalitycznego oksyetylenowania polegający na tym, że katalizator w całości dodaje się do substratu i suszy w podwyższonej temperaturze przedmuchując azotem lub pod próżnią, po czym w założonej temperaturze reakcji, dodaje się tlenek etylenu, znamienny tym, że katalizator dodaje się do części założonej ilości substratu, a po zainicjowaniu reakcji dodaje się pozostałą część założonej ilości substratu jednorazowo lub dozuje jednocześnie lub naprzemiennie z dozowaniem tlenku etylenu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek ilościowy części substratu wprowadzonej do reakcji na początku procesu syntezy do całości założonej ilości substratu, jest jak najniższy.