CC BY
86
УДК 661.732.8.000.93
К ИСТОРИИ РАЗРАБОТКИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА СОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ТАМБОВЕ
И.Е. Капитонов, Е.Н. Капитонов
Кафедра “Конструирование машин и аппаратов ”, ТГТУ
Ключевые слова и фразы: история химической технологии; консерванты; сорбиновая кислота.
Аннотация: Рассмотрена история производства сорбиновой кислоты в Тамбове на ПО «Пигмент» от начала разработки этого производства до его консервации в 1992 г.
Сорбиновую кислоту впервые получил немецкий химик Август Вильгельм Гофман в 1859 г., выделив ее из сока рябины. Он назвал ее сорбиновой от латинского названия рябины (8огЬш Лисирапа). Эта кислота обладает высокой реакционной способностью и может использоваться во многих процессах органического синтеза. Однако получение сорбиновой кислоты из сока рябины в промышленных масштабах не может быть использовано, поскольку выход продукта при этом составляет всего около 0,2 % [1].
Синтетическую сорбиновую кислоту впервые получил Дебнер в 1900 г. взаимодействием кротонового альдегида с малоновой кислотой на пиридине в качестве катализатора [2].
В 20-х годах появились работы по изучению действия сорбиновой кислоты на некоторые плесневые грибы. В 1939 г. было открыто ее бактерицидное действие, и кислоту начали активно исследовать как перспективный консервант. Это стимулировало разработку новых методов получения сорбиновой кислоты. Обзор патентов на эти методы содержится в работах [2 - 4].
К 60-м годам ХХ в. сложились следующие варианты синтеза сорбиновой кислоты, считавшиеся наиболее перспективными:
1) конденсация кротонового альдегида с малоновой кислотой;
2) конденсация кротонового альдегида с монобромуксусным эфиром в присутствии цинка;
3) конденсация кротонового альдегида с калиевой солью моноэтилового эфира малоновой кислоты;
4) конденсация кротонового альдегида с кетеном [1].
Кроме того, известен еще целый ряд методов.
В СССР до 60-х годов ХХ в. промышленного производства сорбиновой кислоты не было и потребность в ней удовлетворялась за счет импорта. В 1961 г. Госхимкомитетом СССР было принято решение о разработке технологии и организации отечественного производства сорбиновой кислоты [5].
За основу был принят метод получения кислоты конденсацией кротонового альдегида с кетеном в присутствии кислот Бренстеда или Льюиса, запатентованный Безе в 1949 г. [6]. Метод Безе завоевал большую популярность в мире и послужил толчком для появления многих модификаций этого процесса. Например, в
последующие годы появился ряд японских патентов на получение сорбиновой кислоты взаимодействием кротонового альдегида и кетена [7 - 9]. Выбор метода Безе был основан на том, что кротоновый альдегид производился отечественной промышленностью в больших количествах, а кетен получали пиролизом ацетона непосредственно на Тамбовском химическом комбинате, где намечалось организовать опытное производство [5].
Непосредственным продуктом взаимодействия исходных веществ является полиэфир 3-оксигексеновой кислоты, представляющей собой изомер сорбиновой кислоты. Существует ряд способов изомеризации полиэфира в сорбиновую кислоту [4]. С учетом этого перед исследователями стояли следующие задачи. Во-первых, в результате экспериментального изучения процесса получения полиэфира следовало выбрать наиболее эффективный катализатор и режим проведения реакции. Во-вторых, следовало выбрать оптимальный способ изомеризации полиэфира в сорбиновую кислоту. В-третьих, нужно было найти способ очистки получаемой технической сорбиновой кислоты. С учетом выполнения перечисленных задач нужно было провести работы по проектированию и монтажу опытной установки для синтеза сорбиновой кислоты, а в дальнейшем организовать промышленное производство.
Летом 1962 г. работа по организации производства сорбиновой кислоты на Тамбовском химическом комбинате (ныне ПО «Пигмент») была включена в план ТХК. В соответствии с ним большую работу провели специалисты комбината: начальник девятого цеха Н.Я. Молчанов, механик этого цеха А.Т. Леньшин, начальник опытной установки Е.А. Виноградов, главный инженер комбината Л.И. Кудряшов [5].
Первая промышленная установка для производства сорбиновой кислоты была пущена на комбинате в 1964 г. [10]. К научно-исследовательской части работы был привлечен доцент Тамбовского государственного педагогического института, к.х.н. Н.Г. Полянский. В последующем (1967 - 1976 г.) Н.Г. Полянский - профессор Тамбовского института химического машиностроения (ныне ТГТУ), признанный специалист в ряде отраслей химической промышленности, в том числе в производстве сорбиновой кислоты, ионообменном катализе и др. Его перу принадлежат основополагающие публикации, посвященные сорбиновой кислоте, в том числе в энциклопедических изданиях [12 - 13]. В 1964 - 1967 гг. Н.Г. Полянский - заведующий лабораторией катализа научно-исследовательского института химикатов для полимерных материалов (НИИхимполимер).
В этот период разработка и осуществление отечественного производства сорбиновой кислоты становится важной частью работы лаборатории катализа, осуществляемой под руководством Н.Г. Полянского [11]. Процесс получения полиэфира осуществлялся в 9 цехе комбината. В качестве катализатора процесса был выбран бутират цинка [4]. Конечный продукт выпускался в 14 цехе.
Результаты первых опытов по эксплуатации опытной установки показали, что основные потери сорбиновой кислоты происходят на стадии изомеризации полиэфира. Поэтому после пуска опытной установки вносимые в технологию изменения касались практически только стадии изомеризации [4]. В частности, принятая в схеме соляно-кислая изомеризация была позднее заменена термическим способом, который разработали Н.Г. Полянский и А.Г. Черников.
Успешное освоение новой технологии позволило начать строительство цеха по производству сорбиновой кислоты с проектной мощностью 160 тонн в год.
Цех вошел в эксплуатацию в 1981 г. Проектная мощность была достигнута в 1983 г. Строительством, пуском и эксплуатацией руководил Н.Г. Нечаев. Пуск указанного цеха в Тамбове и организация аналогичного производства в Тольятти позволили не только полностью удовлетворить потребность страны в сорбиновой кислоте, но и начать поставку ее на экспорт.
В СССР основными потребителями сорбиновой кислоты были предприятия пищевой промышленности. Применялась она также в фармацевтической промышленности и в медицине при хранении донорской крови. Так, крупным потребителем сорбиновой кислоты, производившейся на Тамбовском химическом комбинате, был подмосковный завод «Акрихин». Сорбиновую кислоту применяют также в синтезе пластификаторов, смазочных масел и алкидных смол, ее используют в качестве стандарта в реакциях гидрирования в аналитической химии [13].
Работа тамбовских химиков получила высокую оценку. Коллектив разработчиков процесса получения сорбиновой кислоты был удостоен Государственной премии СССР.
Развал СССР и кризис, потрясший экономику страны в 90-х годах, тяжело ударил по отечественной химической промышленности. В связи с остановкой производства на Северодонецком и Новгородском химических комбинатах эти предприятия прекратили поставку в Тамбов кротонового альдегида. Поэтому в 1992 г. производство сорбиновой кислоты на Тамбовском химическом комбинате было прекращено, цех законсервирован.
Список литературы
1. Овчарова Т. П. Применение сорбиновой кислоты в пищевой промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - 112 с.
2. Полянский Н.Г. Химия сорбиновой кислоты // Химическая промышленность, 1963, № 1. - С. 20-25.
3. Полянский Н.Г., Молчанов Н.Я., Овчарова Т.П. и др. Синтез сорбиновой кислоты и ее применение // 1Х Менделеевский съезд. Рефераты. - М.: Наука, 1965. Вып. 6.
4. Полянская Н.Л., Стрельников А.В., Полянский Н.Г., Молчанов Н.Я. Синтез сорбиновой кислоты из кетена и кротонового альдегида // Химическая промышленность. - 1966. - № 8. - С. 21-24.
5. Реброва А. От рябиновой ветки к синтезу // Тамбовская правда, 1964, 9 июля.
6. Патент США 2484067 (1949).
7. Япон. патент 48-37014 (1970).
8. Япон. патент 48-37015 (1970).
9. Япон. патент 49-3975 (1970).
10. Полянский Н. Г. Заинтересуйтесь сорбиновой кислотой // Тамбовская правда, 1964, 9 ноября.
11. Бурмистров Е.Ф. Итоги, задачи, перспективы // Тамбовская правда, 1965, 14 января.
12. Сорбиновая кислота. Краткая химическая энциклопедия, т. 4, 1965, с. 981.
13. Сорбиновая кислота. Химическая энциклопедия, т. 4, 1995, с. 768.
To the History of Development and Organization of Sorbic Acid Production in Tambov
I.E. Kapitonov, E.N. Kapitonov
Department “Design of Machines and Apparatuses ", TSTU Key words and phrases: history of chemical technology; preservatives; sorbic
acid.
Abstract: The history of sorbic acid production in Tambov on the plant “Pigment” beginning with the development of this production up to its laying-up in 1992 is shown.
Zur Geschichte der Erarbeitung und der Organisation der Herstellung der Sorbinensaure in Tambow
Zusammenfassung: Es ist die Geschichte der Herstellung der Sorbinensaure in Tambow auf Produktionsvereinigung " Pigment " vom Anfang der Erarbeitung dieser Produktion bis zu seiner Konservierung in 1992 untersucht.
Sur l’histoire de l’elaboration et de l’organisation de la production de l’acide de sorbite a Tambov
Resume: Est examinee l’histoire de la production de l’acide de sorbite dans l’entreprise “Pigment” de Tambov a partir du commencement de l’elaboration jusqu’a sa conservation en 1992.
