Способ переработки сульфатного мыла с получением таллового масла, концентрата неомыляемых веществ и стерина
Изобретение относится к масложировой и целлюлозно-бумажной промышленностям и может быть использовано в мыловаренном производстве. Целью изобретения является повышение выхода таллового масла и стерина и улучшение качества стерина и концентрата неомыляемых веществ, а также создание безотходного процесса. Это достигается тем, что сульфатное мыло экстрагируют хлорэтиленовым углеводородом в присутствии водного раствора низкомолекулярного спирта с получением рафината, из которого выделяют талловое масло, и экстракта, из которого выделяют концентрат неомыляемых веществ, и стерина, причем соотношение мыло : деэмульгатор : органический растворитель выбирают в пределах 1:(1-1,5):(4-5). 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
) РЕСПУБЛИК (51) 4 С 11 В 13/04
РР79,.гоlfpH
" :; ". Дд
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ДBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4348435/30-13 (22) 23.12.87 (46) 23.07.89. Бюл. Р 27 (71) Ленинградская лесотехническая академия им. С.М.Кирова и Всесоюзный научно-исследовательский химико-фармацевтический институт им. С.Орджоникидзе (72) В.В.Панина, В.Б.Некрасова, В.В.Сокирка, Б.В.Шемерянкин, С.М.Крутов и О.П.Авилова (53) 668. 18 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1076439, кл. С 11 D 13/04, 1984. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФАТНОГО
МЫЛА С ПОЛУЧЕНИЕМ ТАЛЛОВОГО МАСЛА, КОНЦЕНТРАТА НЕОМЬЛЯЕМЫХ ВЕЩЕСТВ И
СТЕРИНА
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной и лесохимической нромьппленности .и может быть использовано в мыловаренном производстве.
Целью изобретения является повышение выхода таллового масла и стерина и улучшение качества стерина и концентрата неомыляемых веществ, а также создание безотходного процесса.
Пример 1 (по известному способу). 170 г сырого сульфатного мыла влажностью 34,7Х смешивают с водой (деэмульгатором 70 мп) и этилацетатом (гомогенизатором 119 мл) при массо-объемном соотношении 1:1:
„„SU„„1495364 А1
2 (57) Изобретение относится к масложировой и целлюлозно-бумажной промьппленности и может быть использовано в мыловаренном производстве. Целью изобретения является повышение выхода таллового масла и стерина и улучшение качества стерина и концентрата неомыляемых веществ, а также создание безотходного процесса. Это достигается тем, что сульфатное мыло экстрагируют хлорэтиленовым углеводородом в присутствии водного раствора низкомолекулярного спирта с .получением рафината, из которого выделяют талловое масло, и экстракта, из которого выделяют концентрат неомыляеCl мых веществ, и стерина, причем соотношение мыло : деэмульгатор : органический растворитель выбирают в пределах 1: (1-1,5): (4-5) . 2 табл.
0,7 в реакторе с мешалкой. Смесь перемешивают в течение 10 мин до получения гомогенной массы при комо натной температуре (20 С) . К полученному гомогенату (459 мл) приливают экстрагент — этилацетат (1377 мл) при объемном соотношении гомогенат
: этилацетат 1 3 (или при массо-объемном соотношении сырое мыло : этилацетат 1:8, 1). Экстракцию проводят в течение 30 мин при той же температуре и перемешивании, а затем отстаи вают смесь в течение 1 ч. Экстракт (1210 мп) отделяют от рафината и используют для получения концентрата
3 1495364 неомыляемых веществ и стерина. Рафинат — полупродукт для получения очищенного сульфатного мыла, а из него— таллового масла (495 мл) .
Экстракт обрабатывают следующим образом. ь
При 20-40 С к экстракту добавляют
3,4 г активированного угля (27 от массы сырого исходного сульфатного 1О мыла) и полученную взвесь перемешивают в течение 30 мин, отфильтровывают отработанный уголь на воронке
Бюхнера через 2 слоя фильтровальной бумаги. Фильтрат промывают водой 15 (600 мл) при объемном соотношении экстракт : вода 1:0,5.
Воду используют для гомогенизации мыла в следующем процессе. Из осветленного и промытого экстракта отгоня- 20 ют растворитель при температуре 6972 С, а упаренный остаток нейтраль— ных веществ (41 мл), содержащий
13,5 г сухого вещества, используют для получения стерина. При этом от- 25 гоняют 1160 мл этилацетата.
В упаренный экстракт добавляют
1 мл (3,5 мас.7. от этилацетата в о растворе) воды 65 С и перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор ста- 30 вят на кристаллизацию при 4-5 С в течение 12 ч. Выпавшие кристаллы стерина отжимают на фильтре и промывают охлажденным до 4 С этилацетатом
3 раза по 7 мл (йо 0,5 объема) . Промытые кристаллы стерина сушат. Выход стерина 1,55 r или 0,97.к сырому или
1,47 к сухому мылу. Т, 126-132 С.
От фильтрата, соединенного с промывочным раствором, отгоняют раство- 4р ритель с целью его регенерации и получения концентрата неомыпяеиых веществ. Выход концентрата неомыляемых веществ 13,3 г или 7,87 к сырому (127 к сухому) мыпу, содержание в нем45 солей кислот 23 3%.
Рафинат (495 мл) также подвергают отгонке с целью получения облагороженного сульфатного мыла, а из него таллового масла и регенерации растворителя. Получено 30 мл водного этил-,.
S0 о ацетата, температура отгонки 69-98 С.
Полученное облагороженное мыло в той же колбе подкисляют 307-ной H 1 отделяют от кислой воды и шлама лигнина, промывают 3 раза водой по 50 мл до нейтральной реакции, чередуя oneрации промывки с. перемешиванием (10 мин) и отстаиванием (1 ч) . Выход таллового масла 67,5 r, 407, к сырому (60,87 к сухому) мылу, содержание в нем нейтральных веществ 3,4%, кислотное число 175 мг КОН/г. Пример 2. Сырое сульфатное мыло (170 г) смешивают с l46,2 мл воды и 102 мл 957 этилового спирта при соотношении мыло : вода : спирт 1:0,86:0,60 (что дает возможность получить соотношение мыло : 307-ный этиловый спирт 1:1,5) в реакторе с мешалкой и обогревательной рубашкой о при 45-50 С в течение 10 мин. К полученной гомогенной массе приливают 850 мл тетрахлорэтилена (ТХЭ) при массо-объемном соотношении сырое мыло : ТХЭ 1:5 и проводят экстракцию в течение 1 ч при той же температуре и перемешивании. Смесь отстаивают при той же температуре в течение 30 мин. Нижний слой — экстракт нейтральных веществ в ТХЭ сливают через нижний кран реактора в количестве 740 мл для отделения его от рафината. Рафинат (500 мл) подвергают отгонке для получения облагороженного мыла и регенерации растворителя. Температура отгонки 73-99 С. Регенерирование ТХЭ 140 мл, спирто-водного раствора 215 мл. Облагороженное сульфатное мыло непосредственно в отгонной колбе подкисляют 307.-ной серной кислотой (55 мл) до рН 4 при перемешивании. В стакане талловое масло отслаивают от кислой воды и шлам-лигнина, промывают водой (3 раза по 50 мл) при о 70 С, а затем подсушивают. Выход таллового масла 71,4 r сухого (427. к сырому, 64,3% к сухому мыпу). Оста" точное содержание нейтральных веществ в масле 2,31%, к.ч. 179 мг КОН/г. Экстракт (740 мл) нейтральных веществ в ТХЭ обрабатывают следующим о образом. К экстракту при 20-40. С добавляют активированный уголь 3,4 г (27. от массы сырого мыла), взвесь перемешивают в течение 30 мин, отфильтровывают отработанный уголь на воронке Бюхнера через 2 слоя фильтровальной бумаги. Фильтрат промывают водой (370 мл) при объемном соотношении. экстракт : вода 1:0,5. Промывную воду используют для гомогенизации мыла в следующем процессе. Из осветленного 14953 и промытого экстракта отгоняют растворитель под вакуумом на кипящей водяной бане. Остаток — нейтральные вещества (10 г) перекристаллйзовывают из этилового спирта, для чего нейтральные вещества растворяют в 70 мл (7-кратное по объему количество) о Я67.-ного этилового спирта при 60-70 С на водяной бане. К горячему раствору 10 добавляют активированный уголь 0,3 г (37 от массы нейтральных веществ). Осветление проводят в течение 0,5 ч при кипячении на водяной бане в колбе с обратным холодильником и мешал- 15 кой. Затем горячий раствор отфильтровывают от угля на горячем. фильтре через 2 слоя фильтроBàëüíoé бумаги и бязь. Кристаллизацию стерина в фильтра- 20 о те проводят при 4-5 С в течение 10 ч. Выпавшие кристаллы стерина отфильтровывают на стеклянном фильтре, промывают охлажденным (4 С) этиловым спиртом 3 раза по 5 мл (0,5 объема от 25 массы исходных нейтральных веществ) . Хорошо отжатый на фильтре осадок 0 стерина сушат при 70-75 С и анализируют. Выход стерина 2,42 r или 1,467. от массы сырого (2,177 от массы су- 3р хого) мыла. Т«135-137 C. Маточный раствор направляют на отгонку при 78-79 С для регенерирования растворителя и получения концентрата неомыляемых веществ. Bblxop концентра- 35 та 8,3 r или 4,57 к сырому (7,57 к сухому) мылу. Натриевые соли жирных и смоляных кислот содержатся в концентрате в следовых количествах. Пример ы 3-10. Осуществля- 40 ют аналогично примеру 2 с изменениями параметров, указанных в табл.1. Как следует из приведенных примеров, использование хлорэтиленовых углеводородов в качестве экстрагента 45 взамен этилацетата (по известному способу) позволяет повысить выход таллового масла и стерина, улучшить качество концентрата неомыляемых ве- . ществ и стерина (табл.2). Улучшаются и параметры технологического процесса: снижается жидкостный модуль процесса экстракции, снижается расход и потеря экстрагента, снижается Расход серной кислоты на подкисление сульфатного мьша (получение таллового масла). Хлорэтиленовые углеводороды пожаро- и взрывобезопасны, недороги, при 64 6 своей высокой экстракционной способности не будут частично извлекать натриевые соли жирных и смоляных кислот в отличие от этилацетата. Хлорэтиленовые углеводороды при использовании в качестве экстрагента смеси мыла и указанного деэмульгатора в укаэанных соотношениях проявляют себя как высокоселективнь е экстрагенты, позволяющие очистить натриевые соли жирных и смоляных кислот (рафинат) от неомыляемых веществ (экстракт). При этом не происходит потерй солей кислот, выход .таллового масла увеличивается. Одновременно улучшается качество концентрата неомыляемых веществ и стерина, увеличивается выход стерина, поскольку экстракт не содержит нежелательных кислотных примесей жирных и смоляных кислот, в том числе в виде натриевых солей. Массо-объемное соотношение сырое мыло : деэмульгатор 1:(1-1,5) является оптимальным. При снижении содержания деэмульгатора в смеси не происходит требуемого расслоения экстракта и рафината. При увеличении содержания деэмульгатора в смеси с мылом до 1:1,6 снижается выход стерина, ухудшается его качество, повьш ается содержание нейтральных веществ в талловом масле. Соотношение мыло : экстрагент 1:(4-5) является оптимальным. Снижение модуля экстракции до 3 приводит к снижению выхода экстракта и соответственно концентрата неомыляемых веществ и стерина при одновременном снижении качества таллового масла (ниже к,ч,, выше остаточное содержание неомыляемых веществ). Увеличение модуля экстракции экономически нецелесообразно, так как не приводит к улучшению качества или повышению выхода таллового масла и других продуктов. Предлагаемый способ позволяет увеличить выход таллового масла на 37 и стерина, улучшает качество стерина и концентрата неомыляемых веществ и исключает загрязнение сточных вод. Формула и э о б р е т е н и я Способ переработки сульфатного мыла с получением таллового масла, концентрата неомьжяемых веществ и стери.1495364 е ° Таблица 1 Леэиул ьгвтор/ /гоиогеинзаторя расход 307- и серной кислоты на по Экстрлгент Способ о примеру Массообъеиное соотношение сульфатное мыло:эксМассообъеыное Выход продуктов, 7. к сульфатноиу мь>лу на в.с. вес рпиечание соотношеННЕ >Ibtt>O: деэиульгвтор Стерни Концентрвт неоТаллолученис таллововое трагент масло иыляе»ых еществ го мвсЛВ, Nlt Известный года/3A 1!1:0,7» 59,4 1,53,2*» 1:8, 1 ЭтилНе лпКонцентрат 7-20 нее>ш>ленных а цетат (эА) ределено Bell(i СТВ НИЭ кого качества, твк квк содср. кит до 38% ивтрпевь>х солей хо>рных кислот вода/ЭА 1: 1: О, 71 60,8 1,4 1:8,1! 3О Предлагаеb1bIfl 3 1:5 тхэ 64 ° 3 2117 7,5 Водный этиловый спирт 1:5 53 64,5 2,2 Трихлорэтилен 6,7 Водный метпловый спирт Водный эт>п>о" 55 64 ° 3 2 ° 15 7 ° 9 1;4 яый спирт То »е 64,0 2,1 7,3 64,6 2,09 6,9 1:1,5 1:1,3 1! 116 1:4,5 1 ° 64,9 1>5 6;4 Иеныве выход стеринв и несмываемых 1;5 55 веществ, хуке качество таллового масла 9 1:5 Опыт не закончен нз-за плохого расслоения экстракта и рафнпата (в течение 3 ч нет расслоения) 1t0 9 8,!! о 1:6 Неэнвчительное увеличение выхода стерииа 11 1:3 1>4 6 ° 5 Меньше выход неоиыляеиых веществ и стерипа, хуке качество таллового масла * В условиях известного способа помимо деэмульгатора используется гоиогенизвтор — этилапетат (ЭА) при соотношеннп мыло;деэиульгатор:гомогениэатор 1:1:0,7. Гоиогениэвтор (ЭА) в условиях предлагаемого способа не используется ° ** Прн выходе стерппа 22 и более продукт низкого качества (низкое содерканпе ситостерина, большой интервал пйввчения). на, включающий экстракцию сульфатного мыла органическим растворителем в присутствии деэмульгатора с получени. ем рафината и экстракта, их разделение, выделение из рафината таллового масла, а из экстракта — концентрата неомыляемых веществ и стерина, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода таллового масла и стерина и улучшения качества стерина и концентрата неомыляемых веществ, а также создания безотходного процесса, в качестве органическо5 го растворителя используют хлорэтиленовый углеводород, а в качестве деэмульгатора — водный раствор низкомолекулярного спирта, причем соотношение мыло :деэмульгатор : органи- f0 ческий растворитель выбирают в пределах 1: (1-1, 5): (4-5) . 1495364 Твблнця2 Способ по примеру Тепловое масло (сухое) Стерни нцентрят»ео>пс>немых пх>лести> в.с, вес е Солар>кп- Тя» ние ситастеринв, 7. Кислотно> Сумме Фнрныя н смоНейтраль ные венгнин, Х > число, мг КОН/г Лигпии и окисляг>я>е Содерввнне нейтпервее солей лянь>х рных и мол я нык слот > и рельных ве>весте, вся>сствя (по ревности), кислот Иввсстный (I) (2) ! 53 77,4 166 89, 1 12,0 3,6 5,9 1,3 46,0 115-137 126-132 16,2 37,8 не более 802 80,3 (2) Я 23,3 61,5 15,2 3 4! 75 90,7 1,6 82,0 80,6! 2,0 12,2 86, 85,5 l,7 2,3! 30-133 129-132 * Используют сырье по предлегеенону способу, Составитель Е.Буданцева Техред М.Дидык Редактор Н,Рогулич Корректор Г1.Самборская Заказ 4215/25 Тираж 364 Подписное В11ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". r.Óæroðîä, ул. Гагарина,101 Нредивгаемый 4 6 8 179 91,3 174 89,4 175 90,6 175 90,0 174 89, 7 168 87, 5 Не определяли, 175 89,5 160 88,5 2,31 2 8 2,3 2,3 2 ° 5 3,4 тех квк опыт 2,2 Э,5 0,9 1,1 1,0 1,1 1,2 1>3 не закончен 1 ° 3 1 ° 2 87 9 85,7 85,0 86,1 87,5 83,2 135-137 131-135 132-134 132-134 134-1Э6 130-133 следы I>3 2,0 1>5 следы 0,6 86,0 89,3 88,0 87,6 90, 1 89,5 14,0 9 4 l 0 i 0 ! 0>9 9>9 9,9