Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛОВОГО МАСЛА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛОВОГО МАСЛА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛОВОГО МАСЛА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: продукт - талловое масло. Содержание смоляных кислот 34 - 35%, жирных кислот 53 - 54%. Реагент 1: мягкое мыло таллового масла. Реагент 2: хлористоводородная кислота. Условия реакции: 60 - 220°С, с образованием масла с кислотным числом 100 - 160 мг КОН/г. 1 з.п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2029782
Класс(ы) патента: C11B13/00, C07C51/093
Номер заявки: 5010424/04
Дата подачи заявки: 27.12.1991
Дата публикации: 27.02.1995
Заявитель(и): Вейтсилуото Ой (FI)
Автор(ы): Кеййо Аллан Укконен[FI]; Сирпа Ханнеле Ламми[FI]; Матти Элиас Рабаска[FI]
Патентообладатель(и): Вейтсилуото Ой (FI)
Описание изобретения: Изобретение относится к способу получения таллового масла из мягкого мыла таллового масла, получаемого в качестве побочного продукта в целлюлозной промышленности и к выделению получаемого в этих процессах таллового масла из маточного водного раствора и лигнина.
В качестве побочного продукта целлюлозной промышленности образуется ценное мягкое мыло таллового масла, накапливающееся в пульпе на поверхности раствора в процессе концентрирования маточного раствора, например в результате упаривания воды. Мягкое мыло собирают с поверхности емкости и подкисляют, при этом образуется талловое масло. Затем талловое масло подвергают дистилляции, в результате в виде отдельных фракций получают ценные смоляные кислоты и жирные кислоты.
Реакция химически проста - смоляные и жирные кислоты, присутствующие в нем в форме натриевых солей, обрабатываются серной кислотой, в результате получают карбоновые кислоты и сульфат натрия.
Известен способ получения таллового масла путем подкисления таллового мягкого мыла серной кислотой при температуре 90-200оС с образованием вещества, имеющего кислотное число 50-150 мг КОН/г, что представляется очень удобным, поскольку оказывается возможным добавлять нейтрализованную серную кислоту в химический цикл производства целлюлозы. Получаемый при этом сульфат натрия является полезной добавкой, замещающей потери серы в процессе варки целлюлозы. Однако из-за ограничений, связанных с защитой среды, целлюлозные заводы снизили выпуск серы до такой степени, что серная кислота, использованная в процессе подкисления мягкого мыла таллового масла, не может быть использована для замещения значительно снизившихся потерь серы целлюлозного производства.
Цель изобретения заключается в упрощении процесса.
Поставленная цель достигается за счет предлагаемого способа получения таллового масла из мягкого мыла таллового масла путем подкисления его с помощью хлористоводородной кислоты, при этом количество хлористоводородной кислоты, необходимое для порции мягкого мыла таллового масла, равно количеству двухосновной серной кислоты, расходуемому на такую же порцию мыла. Процесс проводят при 60-220оС, обычно 85-100оС, при повышенном давлении, когда температура превышает 100оС, при этом кислотное число полученного таким образом таллового масла имеет величину 100-160 мг КОН/г.
Стоимость хлористоводородной кислоты ниже, она легко доступна, а сточные воды, образующиеся при подкислении хлористоводородной кислотой, экологически более предпочтительны, чем сточные воды, образующиеся при подкислении серной кислотой.
Что касается коррозионной агрессивности, то с этой точки зрения серная и хлористоводородная кислоты очень похожи. В некоторых условиях и при некоторых концентрациях серная кислота оказывается более коррозионноагрессивной, нежели хлористоводородная кислота, в связи с чем также рекомендуется использовать хлористоводородную кислоту, а не серную.
Хлористоводородная кислота - разбавленная, концентрированная или газообразный хлористый водород, могут быть использованы при условии, что их количества достаточны для нейтрализации жирных и смоляных кислот, присутствующих в мягком мыле таллового масла. Использование избытка приводит к резкому повышению стоимости.
Время реакции не является существенным фактором, но было установлено, что оптимальное время составляет 10 - 30 мин. При проведении реакции в течение более длительного времени никаких преимуществ не было отмечено.
Изменения качества мягкого мыла таллового масла зависят от качества лесоматериала, использованного при производстве целлюлозы. В тех случаях, когда обрабатывается только сосна (хвойные), то получают мягкое мыло таллового масла хорошего качества. Необходимо иметь в виду, что чистого березового мыла фактически не существует, по техническим причинам. Таким образом, имеется только чистое сосновое мыло и смесь соснового и березового мыла. Кислотное число таллового масла, выделенного из этого мыла, находится в пределах от 140 - 160 мг КОН/г, а содержание смоляных кислот составляет 30 - 50%. Однако при варке березовой древесины качество мягкого мыла меняется таким образом, что кислотное число соответствующего таллового масла находится в пределах от 100 - 120 мг КОН/г, а бывает, что и ниже, и содержание смоляных кислот составляет 20-30% . Что касается качества, то хлористоводородная кислота может быть соответственно использована в процессе подкисления талловых масел вместо серной кислоты.
После подкисления слой таллового масла может быть отделен от маточного раствора и слоев лигнина, если позволить этим слоям отстояться, или путем центрифугирования этой массы на центрифуге.
Настоящее изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
В примерах 1-5 и 7 используют мягкое мыло, полученное в производстве целлюлозы с применением древесины сосны, а в примерах 6 и 8 - древесины березы.
П р и м е р 1. К 42 мл 32%-ной хлористоводородной кислоты добавили 42 мл воды. Полученный раствор нагрели до 80оС. Этот раствор постепенно добавили к 190 г смеси, содержащей 50% мягкого мыла таллового масла. Полученную смесь перемешивали в течение 10 мин при 80оС и в течение 15 мин при 90оС, после чего смесь вылили в градуированный стакан. Смесь оставили расслаиваться при 80оС на 30 мин, после чего можно было отделить талловое масло методом декантации.
Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход ,% 57,5
Кислотное число, мг КОН/г 150 % смоляных кислот 34 % неомыляемых 12 % жирных кислот 54
Расчет выхода в примерах 1-8: отделенный слой таллового масла/мягкое мыло таллового масла х 100%.
П р и м е р 2. Смешали 50 мл воды и 50 мл 40%-ной серной кислоты. Смесь нагрели до 90оС и к ней добавили 200 г нагретого до 45оС мягкого мыла таллового масла. Все перемешивали в течение 10 мин при 80оС и 15 мин при 90оС, после чего смесь вылили в градуированный стакан. Смесь оставили расслаиваться при 80оС в течение 30 мин, после чего можно было декантировать талловое масло. Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход ,% 55
Кислотное число, мг КОН/г 150 % смоляных кислот 35 % неомыляемых 12 % жирных кислот 53
Продукты примеров 1 и 2 были проанализированы методом газовой хроматографии; в качестве колонки использовали кварцевую капиллярную трубку длиной 25 м, а в качестве жидкой фазы - бутандиолсукцинат (БСД). Разделение осуществляли в изотермических условиях при 197оС (см. табл.1).
Из приведенных выше результатов совершенно очевидно, что при использовании хлористоводородной кислоты как качество, так и выход таллового масла полностью сопоставимы с талловом маслом, полученным с использованием серной кислоты.
Проведено в соответствии с Аналитическими операциями продуктов РСА-6 таллового масла, выпущенными "Pulp Chemical Association".
П р и м е р 3. Смешали 34 мл 37%-ной хлористоводородной кислоты и 34 мл воды. Смесь нагрели до 90оС и постепенно к ней добавили 280 г мягкого мыла таллового масла, нагретого при 50оС. Полученную смесь перемешивали в течение 30 мин при 90оС, после чего смесь вылили в градуированный стакан. Смесь оставили расслаиваться на 60 мин при 90оС, после этого декантировали талловое масло. Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход кислот 21
Кислотное число, мг КОН/г 108 % воды 4,5 % смоляных кислот 34 % неомыляемых 12
П р и м е р 4. Смешали 34 мл 37%-ной хлористоводородной кислоты и 34 мл воды. Смесь нагрели до 90оС и добавили 150 г мягкого мыла таллового масла, нагретого при 50оС. Полученную смесь перемешивали в течение 30 мин при 90оС, после чего смесь вылили в градуированный стакан и оставили отслаиваться при 90оС на 60 мин, после этого талловое масло могло быть декантировано. Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход 37
Кислотное число, мг КОН/г 149 % воды 1,5 % смоляных кислот 32,7 % жирных кислот 51,4 % неомыляемых 15,9
Продукты примеров 3 и 4 были проанализированы методом газовой хроматографии; в качестве колонки использовали капиллярную кварцевую трубку длиной 25 метров, а в качестве жидкой фазы - бутандиолсукцинат (БДС). Разделение осуществлялось в изотермических условиях при 197оС. Основные компоненты представлены в табл.2.
Из приведенных выше результатов видно, что изменение соотношения мыло/хлористоводородная кислота не приводит к существенным изменениям в качественном составе выделяемого таллового масла, а сказывается лишь на скорости отделения слоя.
П р и м е р 5. Смешали 34 мл 37%-ной хлористоводородной кислоты и 34 мл воды. Кислую смесь нагрели до 60оС и добавили 190 г мягкого мыла таллового масла, нагретого до 50оС. Полученную смесь перемешивали в течение 30 мин при 60оС, после чего смесь вылили в градуированный стакан. Смесь оставили отслаиваться на 75 мин, затем можно было декантировать талловое масло. Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход % 26
Кислотное число, мг КОН/г 151 % смоляных кислот 35 % неомыляемых 13 % жирных кислот 52
Из приведенных данных можно видеть, что при пониженной температуре, как в примере 5, выход становится меньше и разделение слоев затрудняется.
П р и м е р 6. Использовали 63 г мягкого мыла таллового масла, 11,3 мл концентрированной хлористоводородной кислоты и 11,3 мл воды. Перечисленные ингредиенты были помещены в автоклав и температуру подняли до 170оС. Смесь перемешивали в автоклаве в течение 30 мин при 170оС, после чего ее охладили и отделившийся слой таллового масла декантировали. Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход % 50
Кислотное число, мг КОН/г 134 % смоляных кислот 32,9 % неомыляемых 14,7 % жирных кислот 52,4
Продукты примеров 5 и 6 были проанализированы методом газовой хроматографии (БДС колонка, 197оС - изотермическое разделение). Основные компоненты таллового масла представлены в табл.3.
П р и м е р 7. К 34 мл концентрированной 37% хлористоводородной кислоты добавили 34 мл воды. Смесь нагрели до 97оС, добавили 190 г нагретого до 50оС мягкого мыла таллового масла. Полученную смесь перемешивали в течение 30 мин при 97оС, после чего смесь вылили в градуированный стакан, через некоторое время отделившийся лигнин и слой таллового масла декантировали от маточного раствора. Смесь поместили в центрифужные пробирки и процентрифугировали при 5300 х g в течение 20 мин. Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход % 47
Кислотное число, мг КОН/г 152,5 % неомыляемых 13,2
Анализ, проведенный методом газовой хроматографии (БДС колонка, изотермическое разделение 197оС), показал, что основными компонентами для данного таллового масла являются следующие:
9-С18:1, % (олеиновая кислота) 15,3
9.12-С18:2, % (линолевая кислота) 14 Абиетиновая кислота, % 25
Дегидроабиетиновая кислота, % 7,8
Как свидетельствует результат анализа, талловое масло, выделенное методом центрифугирования, обладает хорошим качеством.
П р и м е р 8. Использовали 63 г мыла, 11,3 мл концентрированной 37%-ной хлористоводородной кислоты и 11,3 мл воды. Ингредиенты поместили в автоклав и подняли его температуру до 220оС, давление составляло 14 бар (1400 кПА). Содержимое автоклава перемешивали в течение 30 мин при 220оС, после чего смесь оставили охлаждаться, а затем отделившийся слой талового масла декантировали. Анализ полученного таким образом таллового масла показал следующее: Выход , % 49
Кислотное число, мг КОН/г 124 % смоляных кислот 29 % неомыляемых 19 % жирных кислот 48
Очевидно, что низкое кислотное число отделенного таллового масла вызвано этерификацией или декарбоксилированием.
Талловое масло, полученное согласно примеру 8, проанализировали методом газовой хроматографии (БДС колонка, изотермическое разделение 197оС). Основными компонентами этого таллового масла были следующие
9-С18:2, % (олеиновая кислота) 15,5
9.12-С18: 2, % (линолевая кислота) 15,5 Абиетиновая кислота, % 11,3 Дегидроабиетиновая кислота, % 15,9
Данные газохроматографического анализа свидетельствуют о различии в составе кислот, полученных в данном опыте при указанной высокой температуре и приведенных ранее, а также о том, что имеет место изомеризация линолевой и абиетиновой кислот.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛОВОГО МАСЛА из мягкого мыла таллового масла путем подкисления мягкого мыла таллового масла при нагревании и отделения таким образом полученного таллового масла, отличающийся тем, что подкисление осуществляют с помощью хлористо-водородной кислоты и процесс проводят при 60 - 220oС при повышенном давлении, когда температура превышает 100oС, с получением таллового масла с кислотным числом 100 - 160 мг · КОН/г.
2.Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при 85 - 100oС.