Способ переработки сульфатного мыла Советский патент 1984 года по МПК C11D13/04 

ч

№

&0

Изобретение относится к способам переработки сульфатного кьша и может быть использовано в целлкшоэко-бумажной и лесохимической промышленностях при очистке сульфатного мыла от варки древесины лиственных и хвойных пород.

Известен способ очистки сырого сульфатного мыла путем удаления из него нейтральных веществ с целью получения высококачественных талловых продуктов с высоким выходом Ci .

Известен способ переработки сульфатного мыла путем удаления неомыляемых веществ экстракционным методом. Для этого сульфатное мыло смешивают с водой и деэмульгируюсцим низкомолекулярным спиртом, затем смесь обрабатывают углеводородом для извлечения неог В шяемых веществ. Полученную смесь разделяют на экстракт, содержащий неомыляе1 ые вещества, и рафинат - очищенное сульфатное мыло, из которого подкислением выделяют талловое мыло. Из экстракта регенерируют растворитель, а неомыляемые вещества Сжигают. Степень- извлечения неомыляёмых веществ 75-80% Г23.

Недостатком указанного способа является нерациональное использование сульфатного мыла, поскольку неомыляемые вещества сжигаются. При этом степень экстракции неомыляелих веществ от мыла не превышает достаточно полной очистки мыла от неомыляёмых веществ. Кроме того, при экстракции используют систему-двух растворителей, что усложняет их регенерацию.

Известен способ переработки сульфатного , включанмиий очистку сульфатного мыла от неомыляёмых вег ществ, в котором для экстракции используют один растворитель - этилацетат в присутствии воды. Способ предусматривает отгонку этилацетата из экстракта и выделение из рафината таллового масла. Степень очистки мыла 90% 3.,

Однако согласно этока способу.. нео№аляемые вещества не утилизируются, что очень существенно при дефиците органического сырья, а также не предусматривается выделение биологически активного вещества /3-ситостерина.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ переработки сульфатного мыла, который обеспечивает получение, помимо таллового масла, /J -ситостерина. Способ включает очистку сульфатного мила от неомыляёмых веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, отгонку этилацетата из эг стракта с

последующим отделением /5 -снтостерина и выделение из рафината таллового масла Г 3Указанный способ позволяет наиболее полно извлекать компоненты неомыляег лх веществ сульфатного мыла по сравнению со всеми известными способами очистки мыла методом экстракции. Однако этот способ многостадиен, сложен, требует использования хлорида металла и низкомолекулярного, спирта. На стадии отделения /} -ситостерина остается маточный раствор, содержащий смесь хлористого кальция и части неомыляе1уих веществ, из которой хлористый кальций выделяют сжиганием органических примесей, в результате чего неомыляемые вещества теряются, тогда как концентрат их является ценнЕлм продуктом, используег ым как гидрофобизатор и пластификатор в производстве древесно-волокнистых плит, в мыловарении и в производстве обувных кремов.

Цель изобретения - упрощение способа и получение дополнительного целевого продукта - концентрата неомыляёмых веществ.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфатного мыла, включающему очистку его от неомыляёмых веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, разделение рафината и экстракта, выделение из рафината таллового масла и отгонку этилацетата из экстракта с последующим выделением стерина, отгонку этилацетата из экстракта ведут до содержания сухих веществ в нем 20-30 мас.%, в упаренный экстракт добавляют воду в количестве 3-4 мас.% от оставшегося этилацетата, охлаждают его до 4 15 с, отделяют кристаллы стерина, а из маточного раствора отгоняют остаток этилацетата с получением концентрата неомыляёмых веществ.

Способ позволяет создать безотходное производство по переработке сырого сульфатного мыла.

В процессе переработки сырого сульфатного по предлагаемому способу экстракт упаривают до содержания сухих веществ 20-30 мас.%. При содержании в упаренном экстрактте менее 20 мас.% неомыляемах веществ резко падает выход стерина, а при более высоком содержании неомыляёмых веществ (более 30 мас.% стерин содержит значительную примесь других нейтральных веществ (углеводородов , алифатических спиртов /, т.е. снижается чистота стерина. В упаренный экстракт добавляют воду, что упрощает технологию вьщеления кристаллического стерина и позволяет получить концентрат неомыляёмых

5 веществ. Воду добавляют Г; количестве 3-4 мас.% от оставшегося этилацетата. При добавлении воды менее ,3 мас.% образуется желеобразная масса, из которой кристаллы стерина не выпадают,ПРИ добавлении воды более 4 мас.% образуется нижний слой воды, и она выделяется из раствора. Количество добавляемой воды выведено эмпирически, так как, повидимому, снижается растворимость неомыляемых веществ, в том числе стеринов в этилацетате.

Полученный экстракт охлаждают до 4-15 с, так как при температуре кристаллизации ниже 4 °С на кристаллах появляются мазистые включения неомыляемых веществ, т.е. снижается чистота стериНа и выход концентрата, а при температуре кристаллизации выше 15 ° С снижается выход стеринов.

Из маточного раствора отгоняют этилацетат до исчезновения следов растворителя, в результате чего получают концентрат неомыляемых веществ в количестве 7-19 мас.% в зависимости от содержания неомыляемых веществ в исходном сырье.

Пример 1. 100 г сырого сульфатного мыла влажностью 25% от варки хвойной древесины с содержанием веществ 12% в расчете на сухое вещество смешивают со 100 г вода и 75 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 €. Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза по 250 г этилацетата Экстракт (.1084 г) с содержанием сухих веществ 1% упаривают до содержания сухого вещества 25 мас.%, что соответствует соотношению сухое вещество: растворитель 1:3. Отгоняют 1084 г этилацетата. Упаренный экстракт (36 г ) помещают в колбу с обратным холодильником, приливают 0,95 г воды (3,5 мас.% от этилацетата в растворе) при 65 °С и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор охлаждают до 10 °С и ставят на кристаллизацию при этой температуре в течение 20 ч. Кристаллы стерина отфильтровывают и сушат. Выход составляет 2,25 г или 3,0% от сухого сульфатного мыла. Т.пл. 132-134 °С. Фильтрат, содержащий концентрат неомыляемых веществ, отгоняют от растворителя. Выход концентрата 6,75 г, что составляет 9% от сухого сульфатного мыла.

Пример 2. 50г сырого сульфатного мыла с влажностью 36% от варки смеси древесины березы, осины, ели, сосны с содержанием неомыляе1«ых веществ 22% в расчете на сухое вещество смешивают с 50,0 г воды и 32 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 20 °С. Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 ра5: за по 170 г этилацетата. Экстракт { 719 г ) с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания сухого вещества 30 мас.%, что соответствует соотношению сухое ве10 щество : растворитель 1 : 2,3;при этом отгоняют 696 г этилацетата. . Упаренный экстракт (23 г помещают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,65 г воды

J5 (4 мас.% от этилацетата в растворе при 60 С и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор юхлаждают до 8 С и ставят на кристаллизацию при этой температуре в течение 20 ч. Кристаллы стерина

отфильтровывают от маточного раствора и сушат. Выход стерина с Т.пл. 128-132 с (1,02 г)-3,2% от : сухого сульфатного мыла. Из маточного раствора отгоняют растворитель

25 до получения концентрата нео1 ыляемых веществ. Выход концентрата 6,02 г, что составляет 18,8% от сухого сульфатного мыла.

Пример 3, 20 г сырого суль30 фатного мыла с влажностью 35% от варки древесины собйы с содержанием неомыляемых веществ 10% в расчете на сухое вещество смешивают г .воды и 13 г этилацетата в колбе с

35 обратным холодильником при 25 с.

Полученную гомогенную .массу экстра гируют в делительной воронке 4 раза по 30 г этилацетата. Экстракт (134,3 г )с содержанием сухого щества 1% упаривают до содержания сухого вещества 20 мас.%, что соответствует соотноиению сухое вещество : растворитель 1 : 4, при этом отгоняют 127,8 г этилацетата. Упаренный экстракт (6,5 г/ помещают в

45 колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,15 г горячей во: ды (3 мас.% от этилацетата /при 70° С и постоянном перемешивании в течение 15 .мн. Затем раствор охлаж50 дают до 15 С и ставят Ia кристаллизацию при этой температуре в течение 20 ч. Выпавшие кристаллы стерина отфильтровывают, сушат. Выход 0,36 г, что составляет 2,8% от

55 сухого сульфатного мыла, т.пл. 133135 °С. Из маточного раствора отгоняют этилацетат до исчезновения его следов. Получают концентрат неомыляемых веществ в количестве 1,0 г,

0 что составляет,7,2 % от сухого сульфатного мыла.

Пример 4. 100 г сырого сульфатного мыла с влажностью 33% от варки лиственничной древесины 5 с примесью древесины сосны с содер

жанием неомыляемлх веществ 22% в расчете на сухое вещество смешивают со 100 г воды и 67 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 .С. Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза г этилацетата. Экстракт (1682 г)с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания сухого вещества 17 мас.%, что соответствует соотношению сухое вещество ; растворитель 1:5, при этом отгоняют 1592 г этилацетата. Упаренный экстракт (190 г) помещают в колбу с обратныг-1 холодильником, туда же приливают 2,95 г горячей воды (3 мас.% от этилацетата в растворе/ при 25 С и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор охлаждают до 10 с и ставят на кристаллизацию при этой температуре в течение 20 ч. Кристаллы стерина отфильтровывают и высу1;швают. Выход стерина 1 г или 1,5% от сухого сульфатного млла. Т.пл. 135-137 °С. От раствора отгоняют этилацетат до получения концентрата неомыляемых веществ. Выход концентрата 14 г или 20,5% от сухого сульфатного мыла.

Пример 5. 150 г сырого сульфатного мыла с влажностью 35% от варки ХВОЙНОЙ древесины с содержанием неомыпяемых веществ 10,2% (на сухое вещество ) смешивают со 150 г воды и 100 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 °С. Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной BoJjoHKe 4 раза по 225 г этилацетата. Экстракт (1010 JC I с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания сухого вещества 35 мас.%, что соответствует соотношению сухое вещество : растворитель 1 : 1,8, при этом отгоняют 982 г этилацетата. Упаренный экстракт (28 г) помещают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,54 г (3 мас.% от

этилацетата в растворе) горячей воды 60 °С и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор охлаждают до 4 °С и оставляют на кристаллизацию в течение 20 ч. Кристаллы стерина отфильтровывают и сушат. Выход стерина с т.пл. 115 125 с составляет 3,5 г или 3,5% от сухого сульфатного мыла. Выход концентрата нео1 ыляемых веществ 6,7 г, что составляет 6,7% от сухого сульфатного мыла.

5 Пример 6. 100 г сырого сульфатного мыла влажностью 25% от варки хвойной древесины с содержанием неомыляемых веществ 1-2% на су. хое вещество смешивают со 100 г

0 воды к 75 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 ° С. Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза по 250 г этилацетата. Экстракт

5 (1084 г I с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания сухих веществ 25 мас.%, что соответствует соотношению сухое вещество: растворитель 1:3. Отгоняют 1085 г этиладетата. Упаренный экстракт (36 г ) помещают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают 1,35 г горячей воды (5 мас.% от этилацетата в растворе / при 65 С и постоянном перемешивании, при этом наблюдается образование небольшого водного слоя, после отделения которого опыт заканчивают по примеру 1.

Пример 7. 100 г сырого сульфатного мыла влажностью 25% от

0 варки хвойной древесины с содержанием неомыляег.«лх веществ 12% на сухое вещество смешивают со 100 г воды и 75 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 с.

5 Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза по 250 г этилацетата. Экстракт (1084 г) с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания

Q сухого вещества 25 мас.%, что соответствует соотнесению сухое вещество : растворитель 1 : 3. При этом .отгоняют 1048 г этилацетата. Упаренный экстракт (36 г) помещают в

- колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,54 г горячей воды при 65 с (2 мас.% от этилацетата в растворе, при этом образуется желе Выделить кристаллы фитостерина не удается, йлход концентрата

0 неомыляемых веществ 9 г или 12% от сухого сульфатного мыла.

Результаты опытов по примерам 1-7 представлены в таблице.

3,5

10

3,0

Кристаллизация не

ется желе)

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФАТНОГО МЫЛА, включающий очистку его от неомьшяемых веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, разделение рафината и экстракта, выделение из рафината таллово.о масла и отгонку этилацетата из экстракта с последующим вьаделением старина, отличающийся тем, что, с цепью упрощения способа и получения дополнительного целевого продукта - концентрата неомьшяемых веществ, отгонку этилацетата из экстракта ведут до содержания сухих веществ в нем 20-30 мас.%, в упаренный экстракт гобавляют воду в количестве 3-4 мас.% от оставшегося этилацетата, охлаждают его до 4-15 с, отделяю кристаллы стерина, а из маточного р створа отгоняют остаток этилацетата с получением концентрата неомыляемых веществ.

кристаллы

115-125

Мелкие кристаллы кремового цвета

132-135

Белые кристаллы

Аморфная масса

Продолжение таблицы

Мазеобразный продукт Из данных та(лицы видно, что при упаривании экстракта до содержания сухого вепества в растворе менее 20 мас.% (пример 4 резко снижается выход кристаллического стерина до 1,5%, а при отгонке этилацетата до содержания сухого вещества в растворе более 30 мас.% (пример 5 J снижается чистота кристаллического стерина, кристаллы приобретают кремовый цвет. При смешении упаренного экстрак та с водой в количестве более 4,0 мас.% (пример б1Гпроисходит расслоение смеси и требуется введе ние дополнительной операции отделе ния водного слоя, что нецелесооб разно. Уменьшение количеств -добав ляемой воды менее 3 мас.% приводит к образованию желе, и кристаллизация стерина не идет (при мер 7. Результаты опытов доказывают, что предлагаемый способ значительно проще, чем прототип, и обеспечивает достижение высокого выхода кристаллического стерина (2,8 3,2% от сухого сульфатного кыла), в то время как у прототипа выход составляет 1,7-2,72% в расчете на сухое сульфатное мало. Кроме того, сокращается количество применяемых реагентов. Предлагаемый способ позволяет получить при переработке сульфатного мыла, помимо таллового масла, биологически активный продукт стерин (j 3-ситостерина, фитостерина) концентрат нео№лляемых веществ - в количестве 7,2 18,8%, который находит применение как стабилизатор и пластификатор. Способ позволяет комплексно и рационешьно использовать сульфатное без отходов производства.