ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство высших жирных (синтетических) спиртов и кислот из "Химическая технология. Т.2" Высшие жирные кислоты (ВЖК) — техническое название смесей карбоновых кислот алифатического ряда природного или синтетического происхождения с числом углеродных атомов в молекуле от 6 до 24. [c.282] Природные ВЖК содержатся в маслах и жирах в виде их глицеридов в восках в виде эфиров высокомолекулярных спиртов. Они имеют нормальное строение и четное число атомов углерода в цепи. [c.282] Синтетические ВЖК — это смеси насыщенных монокарбоно-вых кислот нормального и изостроения с четным и нечетным числом углеродных атомов в цепи. В дальнейшем под термином ВЖК понимаются исключительно синтетические кислота (СЖК). Технический продукт под таким названием выпускается в виде фракций различного состава в зависимости от назначения. Свойства фракций, в том числе температуры их плавления, зависят от молярной массы входящих в них кислот. Так, фракции С-5—Сб, С7—Сэ, Сд—Сю и Сю—С13 представляют маслянистые жидкости с температурами кипения от 200 до 284°С фракции Сю—Схб и С13—Схб — мазеподобные продукты с температурами кипения от 270 С до 215°С (при 2 кПа), фракция С17—С20 — твердое вещество с температурой размягчения 60—75°С. Все ВЖК имеют цвет от белого до светло-желтого, они легче воды (плотность 0,86—0,92 т/м ) и не растворяются в ней. Растворяются в щелочах с образованием соответствующих солей (мыла), которые разлагаются минеральными кислотами и легко гидролизуются. ВЖК умеренно токсичны, оказывают раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки. ПДК паров суммы кислот (в пересчете на уксусную кислоту) равна 5 мг/м . [c.282] Высшие жирные спирты (ВЖС) — техническое название смесей одноатомных насыщенных спиртов алифатического ряда с числом углеродных атомов в молекуле от 6 до 20. ВЖС получают методами органического синтеза, почему называются также синтетическими жирными спиртами (СЖС). В дальнейшем, как и в случае кислот, под термином ВЖС понимаются СЖС. Физические свойства ВЖС зависят от их молярной массы, ВЖС с числом атомов углерода в цепи от 6 до 11 представляют жидкости с температурами кипения 157—286°С, с большим числом углеродных атомов — твердые легкоплавкие вещества светло-желтого цвета с температурами плавления от -5 до 65°С. Все ВЖС легче воды (плотность 0,6—0,7 т/м ). Растворимы в этаноле и диэтиловом эфире. Растворимость в воде падает с увеличением молярной массы и спирты, начиная с g в воде практически нерастворимы. ВЖС огнеопасны. Взрывоопасность паров ВЖС в смеси с воздухом увеличивается с уменьшением молярной массы. ПДК для ВЖС равна 10 мг/м . [c.283] Возникновение и интенсивное развитие производства ВЖК и ВЖС было связано с необходимостью замены пищевого сырья, идущего на технические цели (растительные масла и животные жиры), непищевым сырьем. Достаточно сказать, что еще в 1970 году расход растительного масла на технические цели в нашей стране составлял более 27% к его общей выработке. [c.283] В настоящее время области применения ВЖК и ВЖС весьма многообразны. ВЖК используют в производстве пластичных смазок, синтетических масел и пластификаторов, синтетических спиртов, латексных изделий и лакокрасочных материалов, мыла и синтетических моющих средств, эмульгаторов полимеризации, в качестве присадок к дизельному топливу, флотореа-гентов в производстве минеральных удобрений. [c.283] Особое значение ВЖК и ВЖС приобрели в связи с внедрением в технику и народное хозяйство поверхностно-активных веществ. [c.284] Поверхностно-активными веществами (ПАВ) называются вещества, концентрирующиеся на поверхности раздела фаз гетерогенной системы и снижающие поверхностное (межфазное) натяжение. Молекулы ПАВ содержат гидрофильные атомные группы, обеспечивающие растворимость ПАВ в воде, и гидрофобные, чаще всего углеводородные атомные группы, которые при достаточно большой молярной массе способствуют растворению ПАВ в неполярных растворителях. С помощью ПАВ можно влиять на энергетическое состояние и структуру межфазной поверхности системы и этим регулировать свойства гетерогенных и микрогетерогенных систем. [c.284] Подобные свойства ПАВ обусловили широкое использование их в качестве синтетических моющих веществ, флотореагентов, диспергаторов, пеногасящих материалов, в строительном и дорожном деле (пенобетоны, смачивающие гравий композиции), в нефтедобыче и сельском хозяйстве (фиксация пестицидов в почве). Особое значение ПАВ приобрели в качестве действующей основы синтетических моющих средств. [c.284] Синтетическими моющими средствами (СМС) называют композиции из синтетических моющих веществ (СМВ) и разнообразных добавок, изменяющих pH среды, улучшающих коллоидную структуру раствора, вызывающих эффект отбеливания. СМВ представляют ПАВ различной природы. Их делят на ионогенные, в которых содержатся атомные группы, диссоциирующие в водных растворах и неионогенные, в которых подобных групп нет. Ионогенные СМВ подразделяются на анионоактивные и катионоактивные. [c.284] К анионоактивным СМВ относятся наиболее распространенные промышленные моющие вещества, в том числе мыла, полученные на основе синтетических ВЖК. [c.284] В подобных СМВ гидрофильные свойства обеспечены за счет присутствия в молекуле оксиэтильной цепи. [c.285] В табл. 12.6 представлена структура потребления ВЖК. [c.285] Наибольшее значение имеет последний метод, по которому промышленное производство ВЖК было впервые организовано в Германии в 1937 г. на базе парафина из установок Фишера—Тропша и выделенного из продуктов нефтепереработки. В нашей стране производство ВЖК было начато в 1953 г. В период с 1959 по 1961 г. были введены в строй несколько промышленных установок, что позволило увеличить выработку их с 23 тыс. т в 1958 г. до 230 тыс. т. в 1966 г. В настоящее время мировое производство ВЖК превышает 2,5 млн. т. [c.286] На рис. 12.10 представлена взаимосвязь важнейших методов производства ВЖК и ВЖС. [c.286] Из схемы следует, что окисление алканов является общим методом получения как ВЖК, так и ВЖС, опирающимся на одну сырьевую базу. Ниже рассматривается промышленное производство ВЖК и ВЖС этим методом. [c.287] Молекулярный кислород присоединяется к молекуле углеводорода с образованием гидропероксида, который вступает затем во вторичные превращения. При окислении алканов изостроения кислород присоединяется к третичному углеродному атому, у алканов нормального строения — к метиленовой группе. Присоединения кислорода к метильной группе практически не происходит. Механизм радикального окисления алканов может быть представлен в следующем виде. [c.287] Направление вторичного процесса распада гидропероксида зависит от условий окисления концентрации кислорода в окислительном газе, скорости газового потока (времени пребывания продуктов в зоне окисления), наличия или отсутствия катализатора. В зависимости от этого, процесс окисления алканов идет или без разрыва углеродной цепи в сторону образования ВЖС, или с разрывом цепи в сторону образования ВЖК. [c.288] В табл. 12.7 представлен режим окисления алканов для получения высших жирных кислот и высших жирных спиртов. [c.288] Высшие жирные кислоты получают окислением парафина состава is—С44 в жидкой фазе в присутствии катализатора на основе соединений марганца. В качестве окисляюш его газа используется воздух, обогащенный кислородом до содержания более 21% об. Катализатор в виде водного раствора перманганата калия вводится непосредственно в нагретый парафин. После испарения воды катализатор восстанавливается до Мп02 2Н20, который распределяется в объеме парафина. Подобное дисперсное состояние катализатора позволяет обеспечить высокую скорость процесса окисления при температуре 110—120°С и атмосферном давлении. Чтобы избежать развития реакций глубокого окисления процесс продолжают не более 15—20 часов и прекращают при достижении глубины окисления парафина 30—35%. [c.288] Вернуться к основной статье