PL199436B1

PL199436B1 - Sposób wytwarzania olejów estrowych

Info

Publication number: PL199436B1
Application number: PL331133A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Gryglewicz
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2008-09-30
Also published as: PL331133A1

Abstract

Sposób wytwarzania olejów estrowych polega na tym, że poddaje się reakcji alkohol wybrany z grupy obejmującej pentaerytrytol, trimetylolopropan, glikol neopentylowy, 2-etyloheksanol ze stechiometryczną ilością adypinianu dimetylowego, w temperaturze od 373-423 K, po czym do mieszaniny reakcyjnej dodaje się 2,2,4-trimetylopentan w ilości od 10 do 70 % masowych i wydziela się metanol, przy czym jako katalizator stosuje się tlenek wapnia, wodorotlenek baru, metanolan magnezu lub metaliczny glin aktywowany chlorkiem rtęci lub jodem

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania olejów estrowych przeznaczonych do stosowania jako oleje smarowe, dodatki polepszające właściwości innych środków smarowych, hydrauliczne ciecze robocze.

Znane sposoby otrzymywania olejów estrowych oparte na bezpośredniej syntezie z alkoholi i kwasów karboksylowych dają produkty zanieczyszczone nie przereagowanymi kwasami karboksylowymi, o korodujących właściwościach i z pozostałościami katalizatorów. Nie są znane sposoby otrzymywania wysokiej jakości olejów estrowych o dużej lepkości, zawierających w swej strukturze kwasy dwukarboksylowe tzw. estrów kompleksowych z uwagi na trudną neutralizację produktów i niemożliwość poddania ich destylacji.

Znane są również sposoby wytwarzania olejów estrowych polegające na procesie transestryfikacji estrów metylowych, które prowadzi się w obecności takich katalizatorów jak bezwodny chlorowodór, alkoholany sodu, wodorotlenek sodu, alkilochlorki tytanu, sole cyny. Stosowanie tych katalizatorów ma liczne wady. Chlorowodór jest gazem o silnie żrących i korozyjnych właściwościach. Alkoholany i wodorotlenek sodu tworzą z estrami o dużej lepkości trwałe i trudne do rozdzielenia emulsje. Z kolei alkilochlorki tytanu wymagają silnie odwodnionego ś rodowiska, a zwią zki cyny są sł abo reaktywne i trzeba stosować w procesie transestryfikacji temperaturę przekraczającą 473 K.

Znany jest z literatury Cvengros J., Povazaniec F.: „Production and treatment of rapeseed oil methyl esters as alternative fuels for diesel engines”, Bioresource Technology 55, 145-146, 1996, proces MERO polegający na transestryfikacji trójglicerydów do estrów metylenowych kwasów tłuszczowych z użyciem wodorotlenku sodu jako katalizatora. Proces ten nie da się zastosować do otrzymywania olejów estrowych z uwagi na ich z reguły wysoką lepkość, utrudniającą neutralizację wodorotlenku sodu wodnymi roztworami kwasów i oddzielenie zasadniczego produktu od innych zanieczyszczeń powstających w procesie neutralizacji.

Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania olejów estrowych.

Istota wynalazku polega na tym, że alkohol wybrany z grupy obejmującej pentaerytrytol, trimetylolopropan, glikol neopentylowy, 2-etyloheksanol, poddaje się reakcji ze stechiometryczną ilością adypinianu dimetylowego, w temperaturze od 373 - 423 K, po czym do mieszaniny reakcyjnej dodaje się 2,2,4-trimetylopentan w ilości od 10 do 70% masowych i wydziela się metanol, przy czym jako katalizator stosuje się tlenek wapnia, wodorotlenek baru, matanolan magnezu lub metaliczny glin aktywowany chlorkiem rtęci lub jodem.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się estry, w tym estry kompleksowe, nadające się do zastosowania jako syntetyczne oleje estrowe.

Zaletą wynalazku jest możliwość otrzymywania olejów estrowych o szerokim zakresie lepkości, z powszechnie dostę pnych surowców, w procesie prowadzonym w ł agodnych warunkach, katalizowanym prostymi zawiązkami berylowców i glinem.

Nieoczekiwanie okazało się, że otrzymywane tym sposobem estry pozbawione są zanieczyszczeń o charakterze kwaśnym, nie wymagają stosowania uciążliwych operacji rafinacyjnych, mają doskonałe właściwości fizykochemiczne odpowiednie do ich zastosowań jako olejów estrowych. Ponadto odpowiednio dobierając surowce i ich proporcje otrzymujemy oleje estrowe o szerokim zakresie lepkości.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

W kolbie reakcyjnej zaopatrzonej w nasadkę Deana-Starka umieszcza się 23,5 g adypinianu dimetylowego, 35,1 g 2-etyloheksanolu, 50 ml 2,2,4-trimetylopentanu, 1 g glinu o uziarnieniu poniżej 0,01 mm i 5 mg chlorku rtęci (II). Mieszaninę podgrzewa się do wrzenia i utrzymuje w tych warunkach 4 godziny aż do czasu ustania wydzielania się metanolu. Po zakończeniu reakcji produkty chłodzi się do temperatury pokojowej i odfiltrowuje katalizator. Następnie oddziela się 2,2,4-trimetylopentan i nie przereagowane substraty na drodze destylacji (443 K, 5 mm Hg). Uzyskuje się z 95% wydajnością ester o następujących właściwościach: temperatura płynięcia - 197 K, lepkość w temp. 313 K - 8,43 cSt, lepkość w temp. 373 K - 2,35 cSt, liczba kwasowa poniżej 0,1 mg KOH/g.

P r z y k ł a d II

W kolbie reakcyjnej zaopatrzonej w nasadkę Deana-Starka umieszcza się 57,3 g adypinianu dimetylowego, 17,3 g glikolu neopentylowego, 50 ml 2,2,4-trimetylopentanu i 1 g tlenku wapnia o uziarnieniu poniż ej 0,1 mm. Mieszaninę podgrzewa się do wrzenia i utrzymuje w tych warunkach około 4 godziny aż do czasu ustania wydzielania się metanolu. Po zakończeniu reakcji produkty schładza

PL 199 436 B1 się do temperatury pokojowej i odfiltrowuje katalizator. Następnie oddziela się 2,2,4-trimetylopentan i nie przereagowane substraty na drodze destylacji (443 K, 5 mm Hg). Uzyskuje się z 70% wydajnością ester o następujących właściwościach: temperatura płynięcia - 215 K, lepkość w temp. 313 K - 44,8 cSt, lepkość w temp. 373 K - 7,2 cSt, liczba kwasowa poniżej 0,5 mg KOH/g.

P r z y k ł a d III

W kolbie reakcyjnej zaopatrzonej w nasadkę Deana-Starka umieszcza się 114,6 g adypinianu dimetylowego, 17,3 g glikolu neopentylowego, 100 ml 2,2,4-trimetylopentanu i 2 g bezwodnego wodorotlenku baru o uziarnieniu poniżej 0,1 mm. Mieszaninę podgrzewa się do wrzenia i utrzymuje w tych warunkach około 4 godzin aż do czasu ustania wydzielania się metanolu. Po zakończeniu reakcji produkty schładza się do temperatury pokojowej i odfiltrowuje katalizator. Następnie oddziela się 2,2,4-trimetylopentan i nie przereagowane substraty na drodze destylacji (443 K, 5 mm Hg). Uzyskuje się z 76% wydajnoś cią ester o następują cych wł aś ciwoś ciach: temperatura pł ynię cia - 211 K, lepkość w temp. 313 K - 25,3 cSt, lepkość w temp. 373 K - 4,8 cSt, liczba kwasowa poniż ej 0,5 mg KOH/g.

P r z y k ł a d IV

W kolbie reakcyjnej zaopatrzonej w nasadkę Deana-Starka umieszcza się 95,2 g adypinianu dimetylowego, 13,4 g trimetylolopropanu, 50 ml 2,2,4-trimetylopentanu i 0,3 g metanolanu magnezu o uziarnieniu poniż ej 0,2 mm. Mieszaninę podgrzewa się do wrzenia i utrzymuje w tych warunkach około 4 godziny aż do czasu ustania wydzielania się metanolu. Po zakończeniu reakcji produkty schładza się do temperatury pokojowej i odfiltrowuje katalizator. Następnie oddziela się 2,2,4-trimetylopentan i nie przereagowane substraty na drodze destylacji (443 K, 5 mm Hg). Uzyskuje się z 62% wydajnością ester o następujących właściwościach: temperatura płynięcia - 253 K. lepkość w temp. 313 K - 566,8 cSt, lepkość w temp. 373 K - 33,7 cSt, liczba kwasowa poniżej 0,2 mg KOH/g.

Claims

Sposób wytwarzania olejów estrowych, znamienny tym, że alkohol wybrany z grupy obejmującej pentaerytrytol, trimetylolopropan, glikol neopentylowy, 2-etyloheksanol, poddaje się reakcji ze stechiometryczną ilością adypinianu dimetylowego, w temperaturze od 373 - 423 K, po czym do mieszaniny reakcyjnej dodaje się 2,2,4-trimetylopentan w ilości od 10 do 70% masowych i wydziela się metanol, przy czym jako katalizator stosuje się tlenek wapnia, wodorotlenek baru, matanolan magnezu lub metaliczny glin aktywowany chlorkiem rtęci lub jodem.