Получение жирных аминов

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Ташкентский химико-технологический институт

Информатика, автоматизация и управления

Получение жирных аминов

Курбонов З.Ч., ст. преподаватель

Аннотация

Растворенные жирные кислоты были превращены в первичный алифатический амин путем 98% гидрирования водородным водородом под их давлением синтеза нитрила.

Ключевые слова: амин; амид; жирные кислоты; нитрил; аммиак

Abstract

Dissolved fatty acids have been converted to primary aliphatic amine by 98% hydrogenation with hydrogen hydrogen under their nitrile synthesis pressure.

Keywords: amine; amide; fatty acids; nitrile; ammonia

Введение

Амины применяются в качестве селективных растворителей для извлечения урана из сернокислых растворов, для флотации щелочных металлов - хлористого калия из сильвинита, в качестве органических оснований и для реакции аминирования. Кроме этого ароматические амины применяются в больших количествах в производстве красителей, ускорителей вулканизации, антиоксидантов, для синтеза лекарственных препаратов, в производстве искусственных смол и др.

Актуальность

Многие из перечисленных продуктов, в основном импортируются для нужд нашей республики из других стран за валюту, хотя имеется достаточная возможность в отношении сырья для налаживания их производства в стране. Например, в отраслях масло-жировой промышленности имеются стеариновая кислота, стеарит кальция и магния, эфиры стеариновой кислоты, олеиновая и линолевая кислоты, моно- и диглицериды, а также жирные спирты [1]. Кроме этого крупнотоннажно выпускаются карбамид, аммиак (на заводах АО Узкимёсаноат).

Цель данной статьи: синтез жирных аминов на основе местного сырья.

Основная часть

Имеются различные способы получения аминов. Синтез из спиртов в присутствии катализаторов ThO2, AI2O3; действием аммиака на галогенпроизводные; из амидов кислот расщеплением гипобромидом или гипохлоридом; восстановлением водородом из нитросоединения в присутствии катализаторов Pt, Pd и Ni.

Амиды кислот получают из карбоновых кислот. В настоящее время основным источником получения карбоновых кислот остаётся углеводородное сырьё - нефть, природный газ, газоконденсат, уголь и др. Надо отметить, что в перечисленных источниках, содержание высших углеводородов мало. Для получения из них кислот применяются различные окислители. Однако в недрах наблюдается снижение запаса нефти и др. Это требует у химиков изыскания других видов сырья для получения карбоновых кислот.

В этом отношении в нашей республике перспективу имеют дистиллированные жирные кислоты (ДЖК), получаемые из соопстока - отхода масложировой промышленности. Выделение их на отдельные компоненты является актуальной задачей.

Образцы жирных кислот анализировали хроматографически на современном приборе. Для этого сначала смеси жирных кислот обрабатывали диазометаном, и превратили их на метиловые эфиры. Синтезированные метиловые эфиры жирных кислот очистили тонкослойной хроматографией на силикогеле в системе растворителей гексан:диэтиловый эфир 4:1. Образующийся слой силикогеля с метиловым эфиром жирных кислот проявили парами йода. Происходит десорбция хлороформа из силикогеля, содержащего метиловый эфир. После освобождения метиловых эфиров от хлороформа образцы поместили в трубке и через адсорбент пропустили растворитель гексан.

После этого провели анализ на приборе Agilent Technologies 6890N, снабженный пламенно-ионизационным детектором при температуре от 50^оС до 270^оС в капилляре длиной 30 м, заполненного неполярной фазой НР-5. Газоносителем служил гелий. Скорость газоносителя - 30 мл/мин.

Определили состав жирных кислот, % (таблица 1).

Из таблицы видно, что в образцах, исследованных жирных кислот, в основном содержатся пальмитиновая (С15Н31СООН-30,3%), олеиновая (С17Н33СООН- 22,7%) и линолевая (С17Н31СООН- 42,3%) кислоты. В ходе исследования на образцах Каттакурганского масложирового комбината Самаркандской области определили содержание десять различных жирных кислот. А именно, семь насыщенных жирных кислот (в сумме жирных кислот - 34,4%) С9Н19СООН, С13Н27СООН, С15Н31СООН, С16Н33СООН, С17Н35СООН, С19Н39СООН и три ненасыщенных жирных кислот (в сумме жирных кислот - 65,7%) С16Н31СООН, С17Н33СООН и С17Н31СООН.

Для того, чтобы выделить на отдельные компоненты жирные кислоты, анализировали их литературные данные по температуре перегонки. Справочные данные показали, что температура перегонки при вакууме 15 мм рт.ст. пальмитиновой кислоты - 230,7^оС, олеиновой - 232^оС и линолевой кислоты - 230-233^оС.

Таблица 1

Состав жирных кислот, %

Из этих данных видно, что температуры перегонки в вакууме всех трех жирных кислот имеют практически близкие значения. Поэтому, разделение на отдельные компоненты по способу перегонки жирных кислот из смеси ДЖК в лаборатории, посчитали нецелесообразным. Температура плавления пальмитиновой кислоты - 62,5-64,0^оС, олеиновой - 13,4-16,8^оС и линолевой кислот 5-5,2^оС. Как видно, температура плавления жирных кислот сильно отличается друг от друга. Это дало нам возможность выделить в техническом виде жирные кислоты в виде компонентов с малым количеством примесей других жирных кислот [2].

Исходя из вышеизложенного, мы свои исследования направили на получение нитрилов жирных кислот с содержанием в цепочке углерода 16-18.

Жирные нитрилы получены в жидкой фазе, путем взаимодействия жирных кислот с газообразным аммиаком с соответствующим аммиачным мылом и последующей термической дегидратацией мыла до жирных амидов, и наконец, до жирных нитрилов.

Реакционная схема может быть записана следующими уравнениями:

алифатический амин масложировой отход

RCOOH + NH3 > RCOONH4

RCOONH4 > RCONH2 + H2O

RCONH2 > RCN + H2O

Для третьей стадии образование жирного нитрила, катализатор дегидратации Al2O3, и температура реакции 270-295°C.

Для завершения реакции необходимо контролировать равновесие на последней стадии. На эту реакцию влияет принудительная циркуляция аммиака через многоступенчатую систему конденсации, в которой удаляется вода. Обсуждается влияние скорости циркуляции аммиака, температуры конденсации, реакционного давления и температуры реакции на скорость реакции, выход, качество продукции, потребность в энергии и проблемы с отходами [3].

Реакция получения кислот амидов и нитрилов является эндотермической реакцией и имеет высокий спрос на энергию. Изменяя условия процесса, можно найти компромисс между стоимостью и качеством конечного продукта. В таблице 2 приведены выводы влияния изменения технологических параметров на выход, качества и себестоимость конечного продукта.

Таблица 2

Технологические параметры на выход

В качестве катализатора процесса использовали никель на носителе окиси алюминия [4]. Технологические параметры процесса приведены в таблице 3.

Таблица 3

Технологические параметры

Добавление аммиака в процесс гидрирования приводит к увеличению выхода первичного амина. В процессе гидрирования, образовавшийся первичный амин реагирует с нитрилом и образуется вторичный амин с выделением аммиака. При добавлении аммиака в процесс, мы ингибируем образование аммиака, этим же останавливая образование вторичных и третичных аминов, и увеличиваем, соответственно, выход первичных аминов [5].

Заключение

Таким образом, на опытно-промышленной установке получено аминов алифатических жирных кислот с чистотой 98% гидрированием нитрилов в присутствии катализатора никеля. Процесс проходил в следующих условиях: температура 170^оС-180^оС, давление аммиака - 16 атм., давление водорода - 40 атм. общее давление - 56 атм., время процесса - 2-2,5 часа, чистота продукта - 98%, катализатор никеля на носителе - окись алюминия.

Библиографический список

1. Proceedings “World conference on oleo-chemicals Into the 21st Century”. Edited by Thomas H. Applewhite. American Oil Chemists' Society Champaign, Illinois. 1991 y., 325 p.

2. Жирные амины и их производные. Журнал компании “CORSICANA TECHNOLOGIES INC” Санкт-Петербург; 2009. С.12

3. О. Кодиров, Л. Еттибаева, А. Икрамов. Метод разделения жирных кислот на отдельные компоненты из ДЖК // Мат. VЙЙЙ Межд. НТК г. Навои, 2015 19-21 ноября. С.444.

4. R.F. Duveen., Nitrilation and amination: Control of Equilibria., Buss AG Basel, 4133 Pratteln, Switzerland. 172-180 pages.

Размещено на allbest.ru