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Lexikon der Chemie: Paraffinoxidation

Paraffinoxidation, ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäuren durch Oxidation von Alkanen (Paraffine) des Kettenlängenbereiches C20 bis C30. Die Oxidation wird in Gegenwart von Mangansalzen als Katalysator bei einer Temperatur von 100 bis 120 °C in säurebeständigen Reaktoren durchgeführt. Nach etwa 20 Stunden Reaktionszeit und einem Paraffinumsatz von 30 bis 50 % wird die Oxidation beendet und das Reaktionsprodukt aufgearbeitet.

Das Reaktionsprodukt enthält neben nicht umgesetzten Alkanen Fettsäuren verschiedener Kettenlänge, Lactone, Keto- und Hydroxysäuren, Ester u. a. Zur Isolierung der Fettsäuren wird das Reaktionsgemisch mit Natronlauge neutralisiert, und die nicht umgesetzten Alkane werden in den Oxidationsreaktor zurückgeführt. Zur Entfernung der Nebenprodukte und noch vorhandener Restparafine wird die Rohseifenlösung bei 2,5 MPa zunächst auf 180 °C, dann auf 330 bis 370 °C erhitzt. Die Rohfettsäurelösung wird mit Mineralsäuren (Salzsäure oder Schwefelsäure) zersetzt; die sich absetzenden Rohfettsäuren werden zur Entfernung der kurzkettigen Säuren mit Wasser gewaschen und durch Vakuumdestillation in Vorlauf-, Seifen- oder Hauptlauffettsäuren und Nachlauffettsäuren zerlegt.

Die Vorlauffettsäuren werden als solche oder als Ester zu Alkoholen hydriert, die mit Phthalsäure oder Adipinsäure verestert Weichmacher ergeben. Die Seifenfettsäuren verarbeitet man zu Schmierseife, Seifenpulver und Waschseifen, unter Zusatz von natürlichen Fetten auch zu Toilettenseifen. Ein großer Teil wird durch Hydrierung in Fettalkohole übergeführt, die z. B. zu Alkylsulfaten verarbeitet werden. Nachlauffettsäuren kehren teilweise in den Prozeß zurück, Vorlauf- und Nachlauffettsäuren gemeinsam können zur Herstellung von Schmierfetten verwandt werden. Der Destillationsrückstand, ein festes schwarzes Produkt, kann als Isoliermasse oder als Anstrichmittel verwendet werden.

Um Alkane des Bereiches C10 bis C20 ohne Kettenspaltung zu sekundären Alkoholen zu oxidieren, arbeitet man bei höheren Temperaturen als bei der normalen P. unter Zusatz von Borsäure. Die Borsäure bewirkt, daß die zunächst gebildeten sec-Alkylhydroperoxide zu sec-Alkoholen zerfallen. Außerdem werden die gebildeten sec-Alkohole durch Borsäure verestert und so vor der Weiteroxidation geschützt. Das erhaltene Gemisch von sec-Alkylborsäureestern läßt sich mit Wasser leicht in Borsäure und sec-Alkohole verseifen. Letztere werden zu sec-Alkylsulfaten oder mit Ethylenoxid oder Propylenoxid zu nichtionogenen Tensiden umgesetzt.

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