Способ получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции
Способ касается получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции и может быть использован в кожевенной промышленности. Процесс ведут в бисерной мельнице вертикального типа. В нее вводят последовательно сажу, индулин, керосин и дизельное топливо. Включают перемешивание и в конце начинают медленный нагрев аппарата и его содержимого. Выключают перемешивание на 1 час, продолжая медленное нагревание содержимого мельницы. По истечении указанного времени вводят карбоновую кислоту или смесь кислот, уайт спирит, жировую добавку и оксид или гидроксид алюминия. Включают механическое перемешивание и перетир содержимого бисерной мельницы и ведут процесс при самопроизвольно фиксирующейся температуре за счет тепловых эффектов этих процессов и естественного охлаждения. После снижения температуры до 85-120°С производят выгрузку целевого продукта. Техническим результатом является упрощение процесса и увеличение степени выгрузки полученного продукта. 1 табл.
Изобретение относится к технологии получения черной красящей композиции на основе сажи и индулина, применяемой в производстве окрашенных жирующих композиций, и может быть использовано в кожевенной промышленности.
Известен способ получения состава для жирования кож, в котором в свежеполученный путем жидкофазного окисления воздухом смеси природных и синтетических жиров с маслом ПОД оксидат вводят в количестве 3-3,5% от массы оксидата компоненты красящей композиции в соотношении, мас.%: черный пигмент 35, органическая кислота 40 и керосин 25. Полученную массу тщательно перемешивают, после чего ее вводят в контакт с водным раствором сульфита натрия при интенсивном механическом перемешивании (пат. РФ №2099430). При этом в качестве черного пигмента используют индулин, нигрозин, сажу или же их смеси, а в качестве кислоты - любую насыщенную или же ненасыщенную карбоновую кислоту C8-C20 или же смесь этих кислот.
Недостатком его является покомпонентный ввод составляющих красящей композиции и фактическое формирование последней в оксидате, что не обеспечивает стабильного результата при использовании жирующего.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции (RU 2002135258, кл. С 14 С 9/02, опубликованный 20.07.2004), где красящую композицию состава, мас.%: черный пигмент 35, органическая кислота 25, растворитель 35 и жировая добавка 5 получают как самостоятельный полупродукт. Процесс проводят в бисерной мельнице вертикального типа в следующей последовательности операций и комбинаций операций:
- загрузка твердых сажи и индулинового красителя, керосина и дизельного топлива и перемешивание этой массы в течение 0,25-1 часа;
- прекращение перемешивания на 0,5-2 часа, отстой полученной массы и ее нагревание через рубашку до 50-60°С к концу периода отстоя;
- загрузка в подогретую массу расплава кислоты, уайт-спирита, жировой добавки и ведение процесса при перемешивании при самовольно фиксирующейся температуре до 115-120°С в течение 0,5-3 часов;
- продолжение процесса без прекращения перемешивания при сдерживании температуры охлаждением проточной водой через рубашку в течение 1-2,5 часа с прохождением максимума температуры в диапазоне 140-155°С;
- принудительное охлаждение при непрерывном перемешивании до 130-135°С 0,75-1,5 часа;
- прекращение принудительного охлаждения с продолжением перемешивания еще 0,5-1,5 часа до достижения температуры 115-120°С;
- прекращение перемешивания и выгрузка полученной композиции сначала самотеком, а затем с использованием вакуума.
Недостатком указанного способа является то, что 3-4,4 мас.% композиции не выгружается из бисерной мельницы, что обусловлено высокой адгезией получаемой композиции к поверхности бисера и корпуса бисерной мельницы. К тому же высокая вязкость композиции предопределяет ее малую текучесть, что затрудняет выгрузку композиции, требует для начала этой операции температуры 115-120°С, а далее использование вакуума для проведения и завершения данной операции.
Технический результат предложенного способа заключается в увеличении степени опорожнения бисерной мельницы, а также в облегчении выгрузки черной красящей композиции, в частности в снижении температуры начала выгрузки и в отказе от использования вакуума в этой операции.
Данный технический результат достигается тем, что в способе получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции путем ввода в контакт твердых сажи и индулинового красителя сначала с керосином и дизельным топливом при перемешивании и в режиме отстоя при слабом нагревании до 50-60°С и далее с карбоновой кислотой или смесью кислот, уайт-спиритом и жировой добавкой, проведения массообменных и химических превращений между загруженными компонентами при перемешивании, прохождения максимального значения температуры с использованием принудительного охлаждения и выгрузкой продукта, согласно изобретению в состав вводят оксид или гидроксид алюминия или их смесь в любом соотношении в количестве 0,5-1,6% от массы карбоновой кислоты или смеси кислот, при этом ввод соединений алюминия проводят одновременно с вводом карбоновой кислоты или смеси кислот, уайт-спирита и жировой добавки, а выгрузку продукта ведут самотеком при температуре начала выгрузки 85-120°С.
Характеристика используемого сырья
Оксид алюминия AL2О3 по ГОСТ 8136-85 «Оксид алюминия активный».
Гидроксид алюминия Al(ОН)3 по ГОСТ 11841-76 «Алюминия гидрат окиси».
Индулин жирорастворимый по ГОСТ 4770-77.
Нигрозин по ГОСТ 4014-75.
Сажа согласно ТУ 38-11551-77 Е «Углерод технический (сажа) ПМ-15 РВДМ».
Синтетические жирные кислоты по ГОСТ 23239-89 «Кислоты жирные синтетические фракций C5-C6, С7-С9, С5-C9, С10-C16, С17-С20».
Олеиновая кислота по ГОСТ 7580-55.
Стеариновая кислота по ГОСТ 6484-65.
Кислоты гидролизованного на 95% подсолнечного масла (ГОСТ 1129-81) и животного жира (ГОСТ 1045-73 «Жир животный технический») в присутствии п-толуолсульфокислоты как катализатора при температуре 100±3°С и близких к стехиометрическим количествам воды (пат. РФ №2166534).
Отходы производства СКЖ по ТУ 38 1071231-89 «Остаток кубовый производства СКЖ».
Топливо дизельное типа Л-02-40 по ГОСТ 305-82.
Масло ПОД по ТУ 113-03-476-82 «Масло ПОД (смесь высококипящих продуктов окисления циклогексана, дегидрирования циклогексанола, поликонденсации циклогексанона)».
Керосин по ГОСТ 28577.2-90, ИСО 8217-87.
Уайт-спирит по ГОСТ 3134-78.
Получение совместимой с жирующим составом черной красящей композиции заявляемым способом заключается в следующем. Твердый пигмент и основную массу растворителя вводят в контакт в бисерной мельнице, после чего оставляют на некоторое время без перемешивания. В этот период эту массу подогревают до 50-60°С, вводят органическую кислоту, жировую составляющую, гидроксид или оксид алюминия и остаток растворителя. Включают перемешивание и перетир и ведут процесс сначала и в конце в отсутствие, а в период наиболее интенсивного выделения тепла и с использованием охлаждения до практически полного прекращения выделения тепла. При этом температура проходит через максимум и падает до 85-120°С, при которой и начинают проводить выгрузку композиции самотеком.
Полученную красящую композицию дозируют и растворяют в оксидате из смеси природных и синтетических жиров и масла ПОД перед проведением обработки водным раствором сульфита натрия.
Пример 1
В бисерную мельницу емкостью 5 л, снабженную лопастной механической мешалкой, обратным холодильником-конденсатором с выходом в атмосферу, рубашкой по всей высоте корпуса, способной работать на подогрев паром или горячей водой и на охлаждение проточной холодной водой, сливным патрубком с металлической сеткой для отделения бисера при сливе продукта и содержащую 2400 г стеклянного бисера диаметром 1,5-2,3 мм, вносят последовательно 563 г сажи, 312 г индулина, 650 г керосина и 100 г дизельного топлива в качестве растворителя. Включают механическое перемешивание на 20 мин. В конце этого периода подают горячую воду в рубашку и начинают медленный нагрев аппарата и его содержимого. Продолжая медленное нагревание выключают перемешивание на 1 час. По истечении указанного времени через загрузочный люк вводят расплав отходов производства СЖК в количестве 625 г при температуре 60°С. Одновременно дозируют 125 г сульфированного рыбьего жира, 125 г уайт-спирита и 6,25 г оксида алюминия Al2О3.
Включают механическое перемешивание и перетир содержимого бисерной мельницы и ведут процесс при самопроизвольно фиксирующейся температуре до 118°С в течение 45 мин. Продолжая перемешивание, подают проточную воду в охлаждающую рубашку и наблюдают за изменением температуры реакционной смеси. В течение 1 часа она росла и достигала максимального значения 151°С. Далее температура при стационарно работающем охлаждении начала уменьшаться и через 2,5 часа стала 131°С. В этот момент прекращают подачу воды в охлаждающую рубашку и продолжают перемешивание еще в течение 1 часа. Температура снизилась до 115°С. Прекращают перемешивание, подсоединяют емкость для приема продукции, открывают кран на сливном патрубке и ведут выгрузку продукта самотеком в течение 3,7 мин. В итоге получено 2482 г композиции.
Примеры 2-13
Сырье черной красящей композиции, последовательность операций и реактор аналогичны описанным в примере 1. Отличаются природой и количеством добавки алюминийсодержащего реагента, температурой начала выгрузки продукта, а также моментом ввода добавки оксида или гидроксида алюминия. Полученные результаты сведены в таблицу.
Примеры 14-19
Реактор, масса загрузки и последовательность операций аналогичны описанным в примере 1. Добавка оксида алюминия 0,7 мас.% от загрузки используемой кислоты и вводится вместе с кислотой. Отличается природой используемых индулинового красителя и кислоты. Полученные результаты приведены в таблице.
| Характеристика | Пример № | |||||||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
| Добавка: реагент | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al(OH)3 | Al(OH)3 | Al(OH)3 | Al2O3+Al(OH)3 1:3 | Al2O3+Al(OH)3 3:1 | Al(OH)3 | Al(OH)3 | Al(OH)3 | Al(OH)3 |
| количество, мас.% от кол-ва вводимой кислоты | 0,5 | 0,7 | 1,2 | 0,6 | 0,9 | 1,6 | 1,3 | 0,8 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| момент ввода | с кислотой | с кислотой | с кислотой | с кислотой | с кислотой | с кислотой | с кислотой | с кислотой | с кислотой | с сажей | НО | КО |
| Температура начала выгрузки проду-та, °С | 114 | 110 | 91 | 108 | 112 | 85 | 105 | 111 | 92 | 120 | 120 | 118 |
| Длительность выгрузки, мин | 5,4 | 4,7 | 5,3 | 5,5 | 4,9 | 5,8 | 4,6 | 4,4 | 4,9 | 20 | 40 | 90 |
| Количество выгруженного продукта, % от массы загруженного сырья | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 77 | 83 | 68 |
| Обозначения: НО - в начале принудительного охлаждения; КО - в конце принудительного охлаждения |
| Характеристика | Пример № | |||||
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | |
| Индулиновый краситель | Н | Н+И (1:2) | И | Н+И (1:1) | Н+И (2:1) | Н+И (4:1) |
| Используемая добавка | Ol | St | С10 | C17 | ГПМ | ГСЖ |
| Температура начала выгрузки продукта, °С | 91 | 95 | 88 | 93 | 97 | 92 |
| Длительность выгрузки самотеком, мин | 4,5 | 6,0 | 5,7 | 4,9 | 5,3 | 6,0 |
| Количество выгруженного продукта, % от массы загруженного сырья | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| Обозначения: И - индулин, Н - нигрозин, (...) соотношение массовое; кислоты: Ol - олеиновая, St - стеариновая, С10 - фракция С10-16 СЖК, С17 - фракция С17-20 СЖК, ГПМ - гидролиза подсолнечного масла, ГСЖ - гидролиза свиного жира. |
Положительный эффект предложенного решения состоит в том, что
- улучшается выгрузка готового продукта и увеличивается полнота выгрузки из реактора до 99% и даже несколько более; выгрузка протекает самотеком, в течение 6 мин и менее и не требует использования принудительных средств типа вакуума, что упрощает оборудование этой операции; расширяется за счет нижней границы и диапазон температур начала выгрузки;
- ввод добавки оксидов алюминия не ухудшает индивидуальные свойства композиции, но несколько улучшает их комплекс: обработанные жирующим с такой композицией кожи приобретают некоторые водоотталкивающие свойства.
Способ получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции путем ввода в контакт твердых сажи и индулинового красителя сначала с керосином и дизельным топливом при перемешивании и в режиме отстоя при слабом нагревании до 50-60°С и далее с карбоновой кислотой или смесью кислот, уайт-спиритом и жировой добавкой, проведения массообменных и химических превращений между загруженными компонентами при перемешивании, прохождения максимального значения температуры с использованием принудительного охлаждения и выгрузкой продукта, отличающийся тем, что в состав вводят оксид или гидроксид алюминия или их смесь в любом соотношении в количестве 0,5-1,6% от массы карбоновой кислоты или смеси кислот, при этом ввод соединений алюминия проводят одновременно с вводом карбоновой кислоты или смеси кислот, уайт-спирита и жировой добавки, а выгрузку продукта ведут самотеком при температуре начала выгрузки 85-120°С.
