CS256802B1

CS256802B1 - Process for refining hydrogenated fatty acids

Info

Publication number: CS256802B1
Application number: CS714086A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Filip; Jiri Zajic; Milan Bares; Jiri Cmolik
Original assignee: Vladimir Filip; Jiri Zajic; Milan Bares; Jiri Cmolik
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-04-15

Abstract

Způsob rafinace hydro§enovaných mastných kyselin za katalytického působení heterogenního katalyzátoru na bázi niklu nebo niklu ve směsi s jinými kovy, stříbrem a chromém obsahujících sole mastných kyselin s uvedenými kovy, především s niklem, spočívá v tom, že se na hydrogenované mastná kyseliny působí minerálními kyselinami jako chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou o koncentraci 2 až 35 hmot. v množství 0,2 až 4 /í hmot. vztaženo na mastné kyseliny při teplotě 60 až 110 °C s výhodou 80 až 90 oj, načež se produkt propere vodou. Výsledný produkt se podrobí následné adsorpci bělící hlinkou v množství 0,2 až 3 ,j hmot., vztaženo na liraotnost mastných kyselin, po dobu 30 az 50 min a při teplotě 60 až 100 °C.The method of refining hydrogenated fatty acids under the catalytic action of a heterogeneous catalyst based on nickel or nickel in a mixture with other metals, silver and chromium containing salts of fatty acids with the above metals, especially with nickel, consists in treating hydrogenated fatty acids with mineral acids such as hydrochloric, sulfuric, nitric or phosphoric with a concentration of 2 to 35 wt. in an amount of 0.2 to 4 wt. based on fatty acids at a temperature of 60 to 110 °C, preferably 80 to 90 °C, after which the product is washed with water. The resulting product is subjected to subsequent adsorption with bleaching clay in an amount of 0.2 to 3 wt. based on the fatty acid content, for a period of 30 to 50 min and at a temperature of 60 to 100 °C.

Description

Vynález se týká způsobu rafinace hydrogenovaných mastných kyselin, zejména odstranění zbytkového obsahu nikelnatých mýdel vzniklých při jejich ztužování a podstatného zlepšení barvy mastných kyselin.The invention relates to a process for the refining of hydrogenated fatty acids, in particular to the removal of the residual content of nickel soaps resulting from their hardening and to a substantial improvement in the color of the fatty acids.

Výroba mastných kyselin se v posledním období výrazně zvýšila a předpokládá se další dynamika produkce. Hlavní část objemu výroby mastných kyselin je založena na zpracování přírodních surovin a na dokonalém využití odpadních tuků a olejů. Vzhledem ke zvyšující se spotřebě nasycených mastných kyselin, jak samotných, tak i ve formě různých organických a anorganických derivátů, vzrostl i význam hydrogenace volných mastných kyselin.The production of fatty acids has increased significantly in the recent period and further production dynamics are expected. The major part of the production of fatty acids is based on the processing of natural raw materials and the perfect use of waste fats and oils. Due to the increasing consumption of saturated fatty acids, both alone and in the form of various organic and inorganic derivatives, the importance of hydrogenation of free fatty acids has also increased.

Při stávající technologii zpracování méně hodnotných nebo odpadních tukových surovin se nejdříve tuk štěpí, mastné kyseliny se za sníženého tlaku destilují, dále se hýdrogenují a závěrečnou operací je opět destilace. Při této technologii je redestilace nasycených /hydrogenovaných/ mastných kyselin nutná ze dvou základních aspektů. Prvý je dán přítomností vysokoztuženého tuku použitého k pasivaci Ni-katalyzátoru a druhým důvodem velice významným je příměs nikelnatých mýdel, vznikajících reakcí mastných kyselin se systémem Ni-NiO katalyzátoru. Na základě předchozích studií dochází k tvorbě nikelnatých mýdel bez ohledu na způsob pasivace Ni-katalyzátoru a podle technologického režimu hydrogenace obsahuje ztužený produkt 0,5 až 2,5 % hmot. stearanu nikelnatého. Při pasivaci Ni-katalyzátoru podle CS AO č. 230 634 neobsahují hydrogenované mastné kyseliny neutrální tuk, ale hladina nikelnatých mýdel zůstává zachována.With the current technology of processing less valuable or waste fatty raw materials, the fat is first broken down, the fatty acids are distilled under reduced pressure, further hydrogenated and the final operation is distillation. In this technology, the redistillation of saturated / hydrogenated / fatty acids is necessary from two basic aspects. The first is due to the presence of high-strength fat used for passivation of the Ni-catalyst and the second is very important because of the addition of nickel soaps resulting from the reaction of fatty acids with the Ni-NiO catalyst system. Based on previous studies, nickel soaps are formed irrespective of the method of passivation of the Ni-catalyst and, according to the hydrogenation process regime, the solidified product contains 0.5 to 2.5% by weight. nickel stearate. In the passivation of the Ni-catalyst according to CS AO No. 230 634, hydrogenated fatty acids do not contain neutral fat, but the level of nickel soaps remains unchanged.

Za předpokladu, že by bylo možné odstranit nikelnaté soli mast2Assuming that nickel salts of ointment2 could be removed

256 802 ných kyselin spolu s případnými doprovodnými látkami, které vznikly vedlejšími reakcemi při hydrogenaci mastných kyselin; vhodným rafinačním postupem, nebyla by nutné jejich náročné redestilace.256 802 acids, together with any accompanying substances which have been produced by side reactions in the hydrogenation of fatty acids; suitable refining process, their demanding redistillation would not be necessary.

Uvedené problémy odstraňuje způsob rafinace hydrogenovaných mastných kyselin za katalytického působení heterogenního katalyzátoru na bázi niklu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na hydrogenované mastné kyseliny působí minerálními kyselinami jako chlorovodíkovou, sírovou, dusičnou nebo fosforečnou o koncentraci 2 až 35 % hmot. v množství 0,2 až 4 % hmotvztaženo na mastné kyseliny, při teplotě 60 až 110 °C, s výhodou 80 až 90 °G, načež se produkt propere vodou. Výsledný produkt se podrobí následné adsorpci bělící hlinkou v množství 0,2 až 3 % hmot., vztaženo na hmotnost mastných kyselin, po dobu 30 až 50 min a při teplotě 60 až 100 °C.The problem is overcome by the process of refining hydrogenated fatty acids with the catalytic action of a heterogeneous nickel catalyst according to the invention, which comprises treating hydrogenated fatty acids with mineral acids such as hydrochloric, sulfuric, nitric or phosphoric at a concentration of 2 to 35% by weight. in an amount of 0.2 to 4% by weight based on fatty acids at a temperature of 60 to 110 ° C, preferably 80 to 90 ° C, after which the product is washed with water. The resulting product is subjected to subsequent clay bleach adsorption in an amount of 0.2 to 3% by weight, based on the weight of the fatty acids, for 30 to 50 minutes and at a temperature of 60 to 100 ° C.

Působením zředěných roztoků minerálních kyselin se rozloží 99,8 % solí mastných kyselin s kovy heterogenního katalyzátoru, především nikelnatých mýdel, případně při použití'směsných katalyzátorů i solí mastných kyselin s těmito kovy. Účinek rozkladu solí mastných kyselin se zvyšuje dobrým přenosem hmoty a ten podporuje účinné míchání mastných kyselin při teplotě 60 až 110 °C, přitom optimální se jevila teplota 80 až 90 °C, vrtulovým nebo planetovým míchadlem o frekvenci otáčení 2 až 3 s“l.Dilute mineral acid solutions decompose 99.8% of the fatty acid salts of the metals of the heterogeneous catalyst, in particular of the nickel soaps, or, when using mixed catalysts, and the fatty acid salts of these metals. The effect of the decomposition of fatty acid salts is increased by good mass transfer, which promotes efficient fatty acid mixing at 60 to 110 ° C, with a temperature of 80 to 90 ° C being optimal with a propeller or planetary stirrer with a rotation speed of 2 to 3 s -1.

Po promyti mastných kyselin vodou následuje adsorpce zbytků nikelnatých mýdel pomocí 0,5 až 3 % hmot. aktivní bělící hlinky při optimální teplotě 80 až 100 °C po dobu 30 až 50 min. Obsah kovových mýdel se sníží až na hodnotu 0,3 ppm. Současně se zlepší barva hydrogenovaných mastných kyselin o 30 až 40Washing the fatty acids with water is followed by adsorption of nickel soap residues with 0.5 to 3 wt. active bleaching clays at an optimum temperature of 80 to 100 ° C for 30 to 50 min. The metal soap content is reduced to 0.3 ppm. At the same time, the color of hydrogenated fatty acids is improved by 30 to 40

Způsob rafinace hydrogenovaných mastných kyselin podle vynálezu je založen na vhodné kombinaci působení minerálních kyselin a fyzikálně-chemické adsorpci vhodným aktivním adsorbentem /aktivace kyselinou/. Na výsledný efekt má významný vliv optimální teplota při technologickém režimu a vhodný způsob míchání reakční směsí jak při rozkladu solí mastných kyselin, tak i při následné adsorpci.The process of refining the hydrogenated fatty acids of the invention is based on a suitable combination of mineral acid treatment and physicochemical adsorption with a suitable active adsorbent (acid activation). The resulting effect is significantly influenced by the optimum temperature during the process regime and by a suitable way of mixing the reaction mixture both during decomposition of fatty acid salts and subsequent adsorption.

256 802256 802

Výhoda způsobu rafinace hydrogenovaných mastných kyselin podle vynálezu oproti běžně používané destilaci spočívá ve značném snížení energetické náročnosti ve výrobní.technologii, protože není nutné redestilace mastných kyselin, i navíc se získá produkt o podstatném snížení barvy, než je běžné po redestilaci.The advantage of the process of refining the hydrogenated fatty acids of the present invention over conventional distillation is that it significantly reduces the energy consumption of the manufacturing technology, since no fatty acid redistillation is required, and moreover, a product with a significant color reduction than conventional post redistillation is obtained.

Způsob rafinace hydrogenovaných mastných kyselin podle vynálezu je v dalším popsán v následujících příkladech.The process for refining the hydrogenated fatty acids of the invention is described in the following examples.

Příklad 1Example 1

500 g ztužených mastných kyselin živočišného původu /číslo kyselosti 195,0 mg hydroxidu draselného . g”·¹; číslo zmýdelnění500 g of solidified fatty acids of animal origin / acid number 195,0 mg of potassium hydroxide. g ”· ¹ ; saponification number

202,2 mg hydroxidu draselného . číslo jodové 7,5 g jodu/100 g; obsah nezmýdelnitelných látek 1,6 % hm; obsah niklu 760 ppm;' barva dle ČSN 11 mg jodu/100 ml/, bylo vytemperováno na teplotu 90 °C a za stálého míchání - f = 2,0 s“^ postupně přidáno 0,4 % hmot. kyseliny sírové o koncentraci 10 % hmot. Po skončené rafinaci v délce trvání 40 min a oddělení vodné a tukové fá.ze a jejím promytí destilovanou vodou byl obsah niklu v mastných kyselinách 200 ppm a barva mastných kyselin 10 mg jodu/100 ml. S rafinovanými mastnými kyselinami bylo provedeno adsorpční bělení v délce trvání 40 min, při teplotě 100 °C, za míchání - f = = 2,0 s“¹, množství' přidané bělicí hlinky 5 % hmot. Bělené mastné kyseliny po odfiltrování bělící hlinky měly barvu 8 mg jodu/100 ml a obsah niklu 6 ppm.202.2 mg of potassium hydroxide. iodine number 7.5 g iodine / 100 g; unsaponifiable matter content 1.6% by weight; nickel content 760 ppm; color according to ČSN 11 mg of iodine (100 ml), was brought to the temperature of 90 ° C and 0.4% w / w was added gradually while stirring - f = 2.0 sec. % sulfuric acid at a concentration of 10 wt. After 40 minutes of refining and separation of the aqueous and fat phases and washing with distilled water, the nickel content in the fatty acids was 200 ppm and the color of the fatty acids was 10 mg iodine / 100 ml. With the refined fatty acids, adsorption bleaching was carried out for 40 min at 100 ° C, with stirring - f = 2.0 s ^-1 , the amount of bleaching earth added 5% by weight. The bleached fatty acids after filtering the bleaching earth had a color of 8 mg iodine / 100 ml and a nickel content of 6 ppm.

Příklad 2Example 2

500 g ztužených mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo vytemperováno na teplotu 110 °C a za stálého míchání - f = = 5,0 s¹ bylo postupně přidáno 0,8 % hmot. kyseliny sírové o koncentraci '20 % hmot., doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné kyseliny měly barvu 9 mg jodu/100 ml a obsahovaly500 g of hardened fatty acids as in Example 1 were allowed to reach 110 ° C and 0.8% by weight was added gradually with stirring - f = 5.0 s ¹ . 20% w / w sulfuric acid, contact time 40 min. The refined fatty acids had a color of 9 mg iodine / 100 ml and contained

250 ppm niklu. Rafinované mastné kyseliny byly adsorpcně běleny s 2 % hmot. bělicí hlinky při teplotě 90 °C, za stálého míchání -f = 2,5 s“¹ po dobu 40 min. Bělené mastné kyseliny měly barvu 8 mg jodu/100 ml a obsah niklu byl 7 ppm.250 ppm nickel. The refined fatty acids were adsorbed bleached with 2 wt. bleaching clay at 90 ° C, with stirring -f = 2.5 sec ^-1 for 40 min. The bleached fatty acids had a color of 8 mg iodine / 100 ml and a nickel content of 7 ppm.

- 4 256 802- 4,256,802

Příklad 3Example 3

Κ 500 g ztužených mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo po vytemperování na teplotu 80 °C za stálého míchání -f = 4 postupně přidáno 4,0 % hmot. kyseliny sírové o koncentraci 20 / hmot., doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné .Kyseliny měly barvu 11 mg jodu/100 ml a obsahovaly 60 ppm niklu. Následovným adsorpčním bělením s 2,5 % hmot. bělicí hlinky při teplotě 90 °C, za stálého míchání -f - 2,5 s”¹ po dobu 40 min bylo dosaženo barvy mastných kyselin 7 mg jodu/100 ml a obsah niklu byl 0,3 ppm.Κ 500 g of hardened fatty acids as in Example 1 were added, after tempering to 80 ° C, while stirring -f = 4, 4.0 wt. 20% w / w sulfuric acid, contact time 40 min. The refined fatty acids had a color of 11 mg iodine / 100 ml and contained 60 ppm nickel. Subsequent adsorption bleaching with 2.5 wt. bleaching earth at 90 ° C, with stirring -f - 2.5 sec ^-1 for 40 min, a color of fatty acids of 7 mg iodine / 100 ml and a nickel content of 0.3 ppm was achieved.

Příklad 4Example 4

K 500 g mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo za stálého míchání -f = 2,5 s“¹ při teplotě 90 °C postupně přidáno 2 % hmot. kyseliny;sírové o koncentraci 20 % hmot., doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné kyseliny obsahovaly 97 ppm niklu a měly barvu 9 mg jodu/100 ml. Následovpým adsorpčním bělením s 0,5 % hmot. bělicí hlinky při teplotě 100 °G po dobu 40 min za stálého míchání -f = 2,0 s^ byl obsah niklu-snížen na 2,0 ppm a barva mastných kyselin byla 8 mg jodu/100 ml.To 500 g of fatty acids as in Example 1, 2% w / w was added successively with stirring at -f = 2.5 sec ^-1 at 90 ° C. sulfuric acid at a concentration of 20% by weight, contact time was 40 min. The refined fatty acids contained 97 ppm nickel and had a color of 9 mg iodine / 100 ml. Subsequent adsorption bleaching with 0.5 wt. The bleaching earth at 100 ° C for 40 min, while stirring -f = 2.0 sec., the nickel content was reduced to 2.0 ppm and the color of the fatty acids was 8 mg iodine / 100 ml.

Příklad 5Example 5

K 500 g ztužených mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo při teplotě 85 °C za stálého míchání -f = 2,5 postupně přidáno 0,6 % hmot. .kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 15 % hmot., doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné kyseliny měly barvu 8 mg jodu/100 ml a obsahovaly 60 ppm niklu. Nasledovným adsorpěním bělením s 2 % hmot. bělicí hlinky při teplotě 90 °C po dobu 40 min a za stálého míchání -f = 2,0 s“¹ byl obsah niklu snížen na 0,5 ppm a barva mastných kyselin po bělení byla 6,5 mg jodu/100 ml.To 500 g of the hardened fatty acids as in Example 1, 0.6 wt. hydrochloric acid at a concentration of 15% by weight, the contact time was 40 min. The refined fatty acids had a color of 8 mg iodine / 100 ml and contained 60 ppm nickel. Subsequent bleach adsorption with 2 wt. the bleaching earth at 90 ° C for 40 min and stirring at -f = 2.0 sec ^-1 the nickel content was reduced to 0.5 ppm and the color of the fatty acids after bleaching was 6.5 mg iodine / 100 ml.

Příklad 6Example 6

K 500 g ztužených mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo při teplotě 90 °C za stálého mícháni -f = 2,0 s”¹ postupně přidáno 1,6 % hmot. kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 10 % hmot., doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné kyselinyTo 500 g of hardened fatty acids as in Example 1 was added 1.6% by weight gradually at 90 ° C with stirring -f = 2.0 s ^-1 . hydrochloric acid at a concentration of 10% by weight, contact time was 40 min. Refined fatty acids

- 5 256 802 měly barvu 9 mg jodu/100 ml a obsahovaly 18 ppm niklu. Následovalo adsorpční bělení s 1 % hmot. bělicí hlinky při teplotě5,256,802 had a color of 9 mg iodine / 100 ml and contained 18 ppm nickel. This was followed by adsorption bleaching with 1 wt. bleaching clays at temperature

100 °C po dobu 40 min a za stálého míchání -f - 2,0 s“^. Bělené mastné kyseliny měly barvu 7 mg jodu/100 ml a obsah niklu byl100 ° C for 40 min and stirring with -f - 2.0 sec. The bleached fatty acids had a color of 7 mg iodine / 100 ml and the nickel content was

0,3 ppm.·0.3 ppm ·

Příklad 7Example 7

K 500 g mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo. při teplotě 80 °C za stálého míchání -f = 2,0 s“^· postupně přidáno 1 % hmot. kyseliny dusičné o koncentraci 10 % hmot., doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné kyseliny měly barvu 9 mg jodu/100 ml a obsahovaly 70 ppm niklu. Následovným adsorpčním bělením s 2 % hmot. bělicí hlinky při teplotě 90 °G po dobu 40 min a za stálého míchání -f = 2,0 s”¹ bylo dosaženo barvy mastných kyselin 7,5 mg jodu/100 ml a obsah niklu byl 0,8 ppm.To 500 g of fatty acids as in Example 1 was. at 80 [deg.] C. with stirring, f = 2.0 sec. 10% wt nitric acid, contact time 40 min. The refined fatty acids had a color of 9 mg iodine / 100 ml and contained 70 ppm nickel. Subsequent adsorption bleaching with 2 wt. The bleaching earth at 90 ° C for 40 min and stirring at -f = 2.0 sec ^-1 gave a fatty acid color of 7.5 mg iodine / 100 ml and a nickel content of 0.8 ppm.

Příklad 8Example 8

K 500 g mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo při teplotě 80 °C za stálého míchání -f = 3,5 s“·¹· postupně přidáno 2 % hmot. kyseliny fosforečné o koncentraci 15 % hmot. Doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné kyseliny měly barvu 9 mg jodu/100 ml a obsah niklu činil 49 ppm·· Následovalo adsorpční bělení s 1,5 % hmot. bělicí hlinky při teplotě 100 °C za stálého míchání -f = 2,5 s“¹ po dobu 40 min. Bělené mastné kyseliny měly barvu 7,5 mg jodu/100 ml a obsahovaly 0,9 ppm niklu.To 500 g of fatty acids as in Example 1, at 80 DEG C. with stirring -f = 3.5 s ^"1 · · added 2% by weight. % phosphoric acid at a concentration of 15% by weight; Contact time was 40 min. The refined fatty acids had a color of 9 mg iodine / 100 ml and a nickel content of 49 ppm. bleaching clay at 100 ° C with stirring -f = 2.5 sec ^-1 for 40 min. The bleached fatty acids had a color of 7.5 mg iodine / 100 ml and contained 0.9 ppm nickel.

Příklad 9Example 9

K 500 g ztužených mastných kyselin jako v příkladu 1 bylo při teplotě 90 °C za stálého míchání -f = 3,0 s“¹ postupně přidáno 1,0 % hmot. kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 15 % hůot. Doba kontaktu byla 40 min. Rafinované mastné kyseliny obsahovaly 42 ppm niklu a jejich barva byla 9 mg jodu/100 ml.To 500 g of the hardened fatty acids as in Example 1, 1.0% by weight was gradually added at 90 ° C with stirring -f = 3.0 s ^-1 . hydrochloric acid at 15% concentration. Contact time was 40 min. The refined fatty acids contained 42 ppm nickel and their color was 9 mg iodine / 100 ml.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A process for the refining of hydrogenated fatty acids by catalytic treatment of a heterogeneous nickel or nickel catalyst in admixture with other metals such as copper, silver and chromium, containing salts of fatty acids with said metals, in particular nickel, characterized in that The acids are treated with mineral acids such as hydrochloric, sulfuric, nitric or phosphoric in a concentration of 2 to 35% by weight. in an amount of 0.2 to 4 wt. based on fatty acids at a temperature of 60 to 110 ° C, preferably

80-90 ° C, after which the product is washed with water.

2. Process according to claim 1, characterized in that the resulting product is subjected to subsequent adsorption with bleaching clay in an amount of 0.2 to 3% by weight. based on the weight of fatty acids, for 30 to 50 min and at a temperature of 60 to 100 ° C.

Printed by Moravian Printing Works,