Способ выделения жирных и смоляных кислот Советский патент 1981 года по МПК C11C1/02 

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИРНЫХ И СМОЛЯНЫХ Изобретение относится к усовершенствованному способу вьзделения жи ных и смоляных кислот из снятого мыла, образующегося в производстве крафтцеллюлозы. Известны различные способы выдел ния жирных и смоляных кислот из снятого мыла, которые представляют собой натриевые мыла в смеси со сло ными эфирами высших спиртов и сТеар нов. В зависимости от вида и последовательности обработки снятого мыла достигаются разные результаты по выходу и чистоте получаемых жирных и смоляных кислот. Так, в некоторых случаях отделенные от черного щелок смоляные и жирные мыла (снятое талловое мыло) промывают раствором сульфата натрия для освобождения от лигнина и других примесей, а зат разлагают (промывают водой, фильтруют и вводят в 20-50%-ную серную кислоту) при рН не выше 6. Далее, после отстаивания (4-5 ч) масло промывают до нейтральной реакции и получают до 50% таллового масласырца (от используемого мыла) Для разделения последнего с выделением различных продуктов жирных и смоляных кислот, а также других веществ. КИСЛОТ его подвергают перегонке, дистилля ции, ректификации. В некоторых случаях талловое масло-сырец подвергают очистке с помощью обработки различными растворителями, например с бензином отделяют оксикислоты, а обработка бензинового раствора хлористым водородом или хлором позволяет удалить загрязнение 1. Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ выделения жирных кислот и смоляных кислот из снятого таллового мыла путем его разложения в растворе 5%-ной серной кислоты с последующим ступенчатым испарением полученного сырого таллового масла с выделением после первого испарителя легкой фракции и.воды. Образующийся остаток направляют во второй испаритель, в котором отделяют пек, а паровую фазу, содержащую жирные и смоляные кислоты, далее разделяют дистилля-. цией 2 . Однако в этой схеме выделения жирных и смоляных кислот за сч,ет непосредственного превращения снятого таллового мыла в кислоты создается возможность Образования из них и высших спиртов и стерола сложных эфиров, что влечет к сокращению выхода жирных и смоляных кислот. За счет этих эфиров, которые находятся на поверхности раздела фаз, а также сульфата натрия, образовавшегося -после подкисления, создаются трудности в разделении водной и мас ляной фаз. Кроме того, сырое талловое масло содержит большое количество тяжелых углеводородов, которые, имея точку кипения близкую к жирной кислоте и пеку, вызывают необходимость больш количества ступеней испарения при пониженном давлении, что влечет к большим энергетическим затратам. Целью изобретения является повыш ние выхода и чистоты выделяемых из снятого таллового мыла жирных и смоляных кислот. Поставленная цель достигается предложенным способом, в котором снятое талловое мыло подвергают одновременному омылению и изомериз ции щелочью, взятой в количестве, превышакмцем в 1,2-3,5 раза теорети ческое, при температуре 120-210°С и давлении 1-5 атм в присутствии 2,2-тиобис(4-метил-б-трет-бутилфенола) с последующим трехступенча тым тонкопленочным испарением прод та омыления и изомеризации с выделением на .первой ступени при температуре плавления мыла или выше е не более и давлении 10-50 мм рт.ст. воды и легких неомыляемых продуктов, на второй - при темпера туре от точки плавления мыла до 320.С и давлении3-5 мм рт.ст. тяжелых неомыляемых продуктов,содержащих высшие спирты, и на треть при 320-350 С и давлении 0,1-1 мм рт.ст. стеринов, полученное при этом остаточное мыло подвергают за сернокислотному разложению с отдел н.ием маслянистого продукта (таллов го масла) , который далее направляк) на двухступенчатое разделение с от лением на первой ступени высококип щей фракции и воды и на второй в виде кубового продукта смоляные кислоты, а в виде головного продук жирные кислоты. Это обеспечивает больший выход ; и лучшее качество, целевых жирны с, и смоляных кислот, лучшее отделение - ситостерина и других неомыляемых веществ, влияющих на качест целевых кислот. Кроме того, мылог подаваемое на сернокислотного разложения, не содержит примесей сложных эфиро высших спиртов, стеролов, и, следо вательно, не возникает трудностей с разделением водной и масляной фа образующихся при обработке 5%-ной серной кислотой, а также мыло не содержит примесе)}, имеющих точку к ния, близкую к выделяемым жирным смоляным кислотам В примерах в качестве исходного рья используют снятое талловое ло, содержащее 45 мас.% воды. На фиг. 1 и 2 показаны схемы осуствления способа, варианты. Пример 1. Осуществление дут по схеме 1. Расчет количества щелочи, необхомой для омыления и изомеризации ятого таллового мыла, содержащего мас.% воды. Кислотное число снятоталлового мыла 125,0 мг КОН/г, сло омыления таллового масла,вхощего в снятое талловое мыло 4,6 мг КОН/Г. Число омыления сложных иров снятого таллового масла 144,65-19,6 мг КОН/Г. Например, исходное снятое таллое мыло содержит 5,64 кг таллового сла на 10 кг. Подача снятого тал12733,5 г/ч лового мыла Содержание жирной кислоты в виде сложного эфира 3,7 вес.% со спиртом или 475,8 г/ч стерином Содержание смоляной кислоты в виде сложного эфира со спиртом или 0,4 вес.% стерином 52,6 г/ч Приблизительный молекулярный вес жирной кислоты 280 Приблизительный молекулярный вес смоляной кислоты 310,5 Требование по NaOH для омыления ожных эфиров жирнрй кислоты и смоной кислоты 5,8х|§ 52,6 X 68,0+6,8 4,8 г NaOH/ч 25,1 вес.% Содержание мыла 3206,3 г/ч смоляной кислоты 14,5 вес.% Содержание мыла 1858,5 г/ч жирной кислоты 2,8 вес.% Содержание мыла 357,3 г/ч окси-кислоты 40 В мылах 3206,3 г/ч к -,;: + -Н 1858,5х + 357,3 х |§ 383,4 + 244,0 +47,0674,4 г NaOH/ч при омылении сложных эфиров и -мыла 74,8 + 674,4 749,2 г NaOH/ч 749,2 X 1,2 899,0 г NaOH/ч 899,0 - 674,4 224,6 г/ч Следовательно, должно быть довлено 499,1 г 45% NaOH, в котором держится 224,6 г NaOH. Это количестно в 1,2 раза выше необходимого эквивалентного количества для омыления сложных эфиров жирных, смоляных и окси-кислот, присутствующих в снятом талловом vstsaie, Na-мыла указан ных кислот и NaOH в мылах. Процесс ведут следующим образом. 12733,5 г/ч снятого таллового мыл подвергают концентрированию (удаляют 5282,7 г/ч воды) в аппарате 2. Затем к концентрату добавляют 499,1 г/ч 45%-ного водного раствора едкого натра, 65,2 г/ч катализатору диспропорционирования - 2,2-тиобис-(4-метил-6-трет-бутилфенол), и смесь вьщерживают при 2 ч в реакторе 2 для омыления и изомеризации . После этого смесь вводят в тонкопленочный испар 1тель 3, в котором отсутствует зазор между лопастью и стенкой и площадь поверхности сос тавляёт 0,3 м и испарение ведут при пониженном давлении 25 им рт. ст. и 240-260°С с выделением легкокипящих неомыляемых и воды по линии 4 направляемых в разделитель 5. , Количество легкокипящих неомыляемых продуктов 297,6 г/ч и во ды 812,1 г/ч после выпаривания. Далее расплавленное мыло поступает в испаритель 6, где отсутствует зазор между лопастью и стенкой и площадь поверхности сос тавляет 0,1 м. Процесс испарения в дут при пониженном давлении 2 мм рт.ст. и 270-300°С,в результате чег отгоняют 363,4 г/ч фракции тяжелых неомыляемых, содержащей высший спирт 7. Остаток затем направляют по линии 8 в испаритель 9, в котором отсутствует зазор между лопастью и стенкой и площадь поверхности составляет 0,1 м-. Испарение ведут при пониженном давлении 0,1 мм рт.ст. при для отделения стерина 10. Мыла, выведенные снизу испарителя 9, подвергают сернокислотному разложению в аппарате 11 (1460,9 г/ч 98%-ной Н, и 1460,9 г/ч H.) водным раствором . и затем в аппарате 12 разделяют водный и масляный слой. Последний представляет собой смесь кислых продуктов 13 (талловое масло) не содержащих неомыляемых продуктов. Из полученного кислого продукта при и давлении 10 мм рт.ст. в колонне 14 отгоняют 528,5 г/ч тяжелых фракций 15, содержащих относительно высококипящие окси-кислоты (которые ускоряют полимеризацию смоляной кислоты и жирных кислот) . Смесь .паров кислот 16, из которой была удалена тяжелая фракция, направляют в ректификационную колонну 17,-процесс ведут при ,давлении 30 мм низа колонны и ,давлении 5. мм рт.ст. верха колонны, с низа колонны 17 отбирают 2843,2 г/ч смоляных кислот 18 с высокой степенью чистоты, а с верха колонны выделяют 110,7 г/ч пальмитиновой кислоты (,-кислоты) 19, обладающей высокой степенью чистоты, точка кипения ее при давлении 5 мм рт.ст., в качестве погона, отобранного с верхней тарелки колонны получают промежуточную фракцию 20, (1837,0 г/ч), состоящую в основном из -жирной кислоты, которую очищают в отдельной ректификационной колонне 21. Процерс ведут сначала при и давлении 60 мм рт.ст. верха колонны и затем при и давлении 5 мм рт.ст. верха колонны. С верха ректификационной колонны 21 получают 1695,5 г/ч жирной кислоты 22, обладающей высокой степенью чистоты, с нижней части колонны 21 отбирают 137 г/ч смеси кислот 23. Содержание абиетиновой кислоты в жирной кислоте 1 % и менее, т.е. прошла реакция почти полного диспропорционирования. Кроме.того, количество кислоты с сопряженными ддойными связями в жирной кислоте.49%, что свидетельствует о прошедшей реакции изомеризации. Содержание пальмитиновой кислоте 80% и более. Потери 479,2 г/ч. Пример 2 (сравнительный). Осуществление ведут по схеме 2. 12773,5 г/ч снятого таллового мыла 1 подкисляют с помощью . (98% . 1095,9 г/ч + 1095,9 г/ч) в реакторе сернокислотного разложения 2, затем подвергают отстаиванию, после чего разделяютводный и масляный слои в разделителе 3. В качестве верхнего слоя получают 6320,0 г/ч сырого таллового масла 4. Сырое талловое масло 4 нагревают ( и 10 мм рт.ст.) в отпарной колонне 5,где с верха колонны отбирают в виде потока 6 смоляные и жирные кислоты (их количества нельзя определить), а с низа колонны выводят пек 7, содержащий сложные эфиры. Далее в ректификационной колонне 8 с низа колонны выводят 2780,0 г/ч смоляной кислоты 9, и с верха колонны отгоняют легкокипящий головной продукт 10 в количестве 114 г/ч (456 ,25 неомыляемых) и из средней части колонны выделяют фракцию (1201 г/ч) с температурой кипения 223°С/8 мм рт.ст., содержащую жирные кислоты 11. Далее эту фракцию нагревают при 240°С и давлении 15 мм рт.ст. низа и и давлении 7 мм рт.ст. верха колонны в отпарной колонне 12 для отгонки оставшегося легкокипяще- го продукта 13 и затем подвергают ректификации при и давлении 30 мм рт.ст. низа колонны в ректификационной колонне 12 жирные кислоты Цля получения с верха колонны 1043 г/ч жирной кислоты 14. Содержа