191217. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyékony szénhidrogének hidegtulajdonságait javító észterkompozíció előállítására
191 Z17 T A találmány tárgya eljárás szénhidrogének hidegtulajdonságait javító észterkompozíció előállítására egyértékíí zsírsavak elegyeinek és hatértékű cukoralkoholoknak a felhasználásával. A folyékony szénhidrogének hidegtulajdonságainak, így a viszkozitásnak és a dermedéspontnak, előnyös befolyásolására már eddig is alkalmaztak oldószeres közegben gyártott észtereket, illetve észterkompozíciókat (3 679 582 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalom). Ezeknek a termékeknek adalékkénti felhasználására azonban csak többlépcsős tisztítási művelet után kerülhetett sor. Megkísérelték az észtereket olvadékfázisban is előállítani, de az ilyen megoldással nyert termékek nem bizonyultak alkalmasnak a folyékony szénhidrogének hidegtulajdonságainak javítására. Az említett eljárásoknak vagy az volt a hátrányuk, hogy balesetveszélyesek és energiaigényesek voltak az oldószer felhasználás miatt, vagy ha olvadékfázisban játszatták le a reakciót, úgy a termék igen bonyolult tisztítási műveleteket igényelt ahhoz, hogy a kívánt tisztaságot és ennek függvényében a hatást biztosítani lehessen. Célul tűztük ki olyan eljárás kidolgozását, melynek segítségével oldószer felhasználása nélkül, egyszerűen nyerhető olyan zsírsavészter kompozíció, mely a folyékony szénhidrogének hidegtulajdonságait, így a 0 °C alatt mért dermedéspont értéket és a 4 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten meghatározott hideg szűrhetőséget — mely a viszkozitás függvénye — javítja. Munkánk során azt találtuk, hogy ha 12—24 szénatomos normál telített zsírsavakat és 6 értékű cukoralkoholokat 140—180 °C-on aktivált káldum-bentonit és nátrium-alkil-szulfonát jelenlétében reagáltatunk, úgy egy lépésben sikerül olyan észterkeveréket nyerni, mely tisztítás és elválasztás nélkül alkalmas a folyékony szénhidrogének hidegen (4 °C alatt) mért viszkozitásának, valamint dermedéspontjának csökkentésére. A találmány szerinti eljárásnál alkalmazott katalizátor jelenléte biztosítja, hogy az észterezési reakció alacsony hőmérsékleten olvadékfázisban végbemenjen, ennek következtében a nem kívánatos mellékreakdók — így a polimerizálódás és a gyantásodás — csökkenjenek és a termék fajlagos hozama elérje a 90—95%-ot. Az eljárással előállított termékek világosbarna, viaszszerű, vízben nem, szénhidrogénekben, aromás oldószerekben jól oldódnak. 50—200 ppm mennyiségben folyékony szénhidrogénekhez adalékolva azok hidegtulajdonságait (dermedéspont, viszkozitás) jelentős mértékben javítják. Az eljárás során olyan 12—24 szénatomszámú normál, telített, egyértékű zsírsavak elegyét használjuk fel, melynek legalább 60%-a 16-nál nagyobb szénatomszámú zsírsav. Észterező szerként kipróbáltunk 2—6 értékű alkoholokat és ezek közül a 6 szénatomos cukoralkoholok feleltek meg a legjobban. A reakdót aktivált kaldumbentonit és előnyösen 600-as molekulasúlyú nátriumalkil-szulfonát katalizátor jelenlétében játszatjuk le. A zsírsavelegy 150 °C-ra melegített olvadékához adagoljuk először az aktivált kaldum-bentonitot és a Na-alkil-szulfonátot, majd ezt követően 160—180 °C-on célszerűen 5 — 10 részletben a zsírsavelegy átlagos molekulatömegére számított mennyiségnél több cukoralkoholt. A reakció során keletkezett vizet desztillációval eltávolítjuk és adott esetben a lepárlást nitrogénárami mai gyorsítjuk és tesszük tökéletessé. Telített normál zsírsavakként növényi és állati eredetű. adott esetben hidrogénezett olajokból és zsírokból savas vagy nyomás alatt végzett bontással előállított 5 zsírsavelegyeket használtunk fel. Legmegfelelőbbnek a repceolajzsírsav (MSz 3734—50) hidrogénezett (keményített) származéka és a technikai sztearinsav (MSz 3733—50) bizonyult. Katalizátorként aktivált (nátronlúggal kezelt) kaiig cium-béntonit (MSz 05 36.5034—77) és 600-as átlagos molekulatömegű nátrium-alkil-szulfonát 5:1 tömegarányú keverékét alkalmaztuk 5—7 tömeg/? mennyiségben. A cukoralkoholok közül leggyakrabban szorbitot (MSz 14166—85) és mannitot (op.: 165—166 °C) hasz- 15 náltunkfel. A találmány szerinti egylépcsős eljárás olyan észterkompozíciót eredményez, amely további tisztítási műveletek nélkül előnyösen felhasználható folyékony szénhidrogének hidegtulajdonságainak javítására. 20 A találmány szerinti eljárást az alábbi példák szemléltetik. 25 30 35 40 45 1. példa 85 tömegrész technikai sztearinsavat (MSz 3733—50) 150 °C-ra melegítettünk, hozzáadtunk állandó keverés közben 5 tömegrész aktivált kaldum-bentonitot (MSz 05 36.5034—77) és 1 tömegrész 600-as átlag molekulatömegű nátrium-alkil-szulfonátot. Az elegy habzásának megszűnése után a hőmérsékletet 160 °C-ra emeltük és beadagoltunk 3 rész szorbitot (MSz 14166—85), ez utóbbi műveletet két óránként még négyszer megismételtük. A keverést addig folytattuk, míg a reakdóelegyből kivett minta savszáma 30 mg KOH/g értékre csökkent és az észterszáma min. 150 mg KOH/g lett. Ezt követően a folyamat során keletkezett vizet ledesztilláltuk és 80 °C-ra történt lehűtés után megszűrtük. A fentiek szerint előállított termék dermedéspont és viszkozitás csökkentő hatását is vizsgáltuk, összehasonlítva az erre a célra használatos termék adataival. Az eredményeket az alábbi táblázatban közöljük. A viszkozitást Höppler-Rheo viszkoziméterrel végeztük. A felhasznált olajok: I. középdesztillátum szovjet kőolajból II. fűtőolaj szovjet kőolajból. Dermedés pont Viszkozitás Viszkozitás (—5 °C-on) (—15 °C-on) I. olaj -6 °C 17,8 303 50 11. olaj +28 °C-A találmány szerint előállított adalék és a referenciaanyag hatása a dermedéspont és viszkozítási érték alakúlására. 55 I. olaj II. olaj Adalék Dermedés-Dermedéspont (°C) pont (°C) 60 1. példa szerinti termék 0,01 tömeg%-14 +25 0,02 tómeg7?-20 +15 0,03 tömeg'/?-23 + 10 65 0,05 tömeg'/?-27 + 6
