способ получения жирных кислот из соапстоков растительных масел

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ СОАПСТОКОВ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ, включающий разложение серной кислотой, расщепление, промывку и дистилляцию, отличающийся тем, что расщепление ведут гидролизом при 160 180^oС перед разложением кислотой, а разложение проводят до рН 2 2,5 сульфатной воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способам получения жирных кислот из соапстоков, образующихся при щелочной рафинации растительных масел.

Известен способ обработки соапстоков путем их разложения серной кислотой, согласно которому соапсток разбавляют водой, подогревают до 85-90^оС и обрабатывают избытком серной кислоты. Далее смесь подают в колонну-разделитель, после чего проводят промывку жировой смеси от кислоты [1]

Недостатком способа является низкий выход карбоновых кислот, т.е. получают смесь кислот и триглицеридов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ переработки хлопковых соапстоков по схеме разложение-разщепление-дистилляция с получением товарных жирных кислот [2]

Способ заключается в том, что соапсток разбавляется водой из расчета содержания ее в масле 70-75% масса подогревается до 80-85^оС и при перемешивании воздухом обрабатывается серной кислотой из расчета содержания ее в водном слое в конце процесса 2-3% После подачи кислоты масса перемешивается в течение 1-1,5 ч и при 88-94^оС отстаивается 4-6 ч. Масса разделяется на три слоя: водная фаза после нейтрализации отводится в канализацию, промежуточная (смолистые вещества) в коробку для эмульсии, а верхний слой (соапсточный жир) промывается водой, а затем расщепляется контактным или безреактивным способом в две фазы. Расщепление осуществляют путем добавления конденсата в нагретую до 80-85^оС массу и при перемешивании воздухом введением необходимого количества контакта и серной кислоты. После первой фазы масса отстаивается, водная фаза сливается, оставшаяся масса подвергается второй фазе расщепления. Глубина расщепления после второй фазы составила 87,5-92,2% Сырые жирные кислоты после расщепления промываются водой до нейтральной реакции и направляются на дистилляцию. Выход кислот составил 80% от массы сырых кислот.

Недостатками известного способа являются потери жирных кислот при многочисленных промывках на стадиях разложения и расщепления и образование большого количества сточных вод.

Цель изобретения снижение потерь жирных кислот и сокращение количества сточных вод.

Это достигается тем, что согласно способу получения жирных кислот из соапстоков, включающему разложение минеральной кислотой, расщепление, промывку водой и дистилляцию, предварительно ведут расщепление соапстока путем гидролиза при температуре 160-180^оС, а полученную смесь подвергают разложению до рН 2-2,5 сульфатной воды.

Предварительное расщепление соапстоков гидролизом позволяет увеличить глубину разложения триглицеридов в присутствии мыл, причем полученную эмульсию разлагают в более "мягких" условиях при температуре 80-90^оС до рН 2-2,5 сульфатной воды.

При рН ниже 2 увеличивается массовая доля серной кислоты, а рН выше 2,5 приводит к недоразложению с образованием эмульсии.

Расщепление при температуре меньше 160^оС требует продолжительной обработки (более 4 ч), а повышение температуры выше 180^оС приводит к увеличению тепловых затрат и давления.

Отличительными признаками способа являются изменение последовательности действий и режим осуществления процесса разложения, т.к. разложению подвергают эмульсию.

Способ осуществляют следующим образом.

Соапсток разбавляют водой до концентрации 20-25% (предпочтительнее для разбавления использовать воду от промывки жирных кислот), нагревают острым паром (или в теплообменнике) до 160-180^оС и закачивают в автоклав. Гидролиз в автоклаве осуществляют в течение 2-3 ч при давлении 10 атм. Затем смесь пропускают через холодильник (или охлаждают путем дросселирования) на стадию разложения серной кислотой. Разложение осуществляют при температуре 80-90^оС, предпочтительно 80^оС, в течение 10-20 мин до рН 2-2,5. Для перемешивания используют воздух. Реакционную смесь направляют в отстойник, где разделяют на жирные кислоты и сульфатную воду.

Жирные кислоты промывают от следов сульфата натрия и серной кислоты и подают на дистилляцию, а сульфатную воду на переработку с получением товарного сульфата натрия.

Способ демонстрируется следующими примерами:

Показатели по примерам приведены в табл.1.

Для получения сопоставимых данных осуществлен пример в условиях прототипа.

П р и м е р (по прототипу).

Соапсток подсолнечного масла, содержащего 12,5% натриевых мыл жирных кислот, 13% жира (триглицеридов), до 2% глицерина и до 1% нежировых примесей, в количестве 1000 г разбавляют 140 г воды. Массу нагревают до 80^оС и при перемешивании воздухом обрабатывают 35 г 92%-ной серной кислоты до достижения избытка 0,5% Процесс завершают при 85^оС через 20 мин. После отстоя получают два слоя. Нижний сульфатную воду (888,5 г), верхний жировой (251,5 г). Сульфатную воду нейтрализуют 4,5 г сухой кальцинированной соды, упаривают и сушат с получением 81 г товарного сульфата натрия, а жировой слой промывают 250 г воды и отстаивают. Получают 248,5 г промытого жира, который направляют на расщепление в присутствии 120 г воды, 4 г серной кислоты и 5 г контакта Петрова. Процесс ведут при 100^оС в течение 2 ч. Смесь затем отстаивают, отделяют глицериновую воду с примесью серной кислоты и контакта Петрова (142 г) и 236 карбоновых кислот. Кислоты промывают 240 г воды от глицерина и серной кислоты. Получают 234 г промытых карбоновых кислот и 242 г промывной воды. Кислоты подают на осушку и дистилляцию. Отбирают 186,5 г дистиллированных кислот, 8 г водного конденсата, 38 г кубовых кислот и 1,5 г потери.

Качественные показатели кислот следующие (табл.2)

П р и м е р 1. Соапсток подсолнечного масла, имеющий состав как и в примере 1, в количестве 1000 г разбавляют 244 г воды от промывки жирных кислот. Смесь нагревают до 180^оС и подают в гидролизер.

Гидролиз протекает при перемешивании 180^оС и давлении 10 ати в течение 2 ч.

Затем полученную массу охлаждают до 80^оС и подают на разложение. Разложение ведут 92%-ной серной кислотой (33 г) при 80 5^оС и перемешивании до рН сульфатной воды 2.

Продукты разложения отстаивают в течение 30 мин и разделяют на два слоя.

Получают сульфатную воду в количестве 103,5 г, содержащую 9 г глицерина, 32 г сульфата натрия и 7 г H₂SO₄, и 237 г карбоновых кислот.

Последние промывают 232 г воды и 8 г водного конденсата от ректификации. Полученную промывную воду в количестве 244 г возвращают на разбавление соапстока, а жирные кислоты подвергают осушке и дистилляции. Собирают 205 г дистиллированных кислот, 8 г водного конденсата и 28 г кубовых (гудрона).

Сульфатную воду 1040 г нейтрализуют сухой кальцинированной содой (97 г) и упаривают до 25%-ной концентрации. Упаренный раствор сушат в печах "КС"-кипящего слоя и получают 50 г товарного сульфата натрия.

Качественные показатели кислот дистиллированных и кубовых приведены в табл.3.

П р и м е р 2. Соапсток хлопкового масла, содержащий 9% триглицеридов, 14% натриевых мыл, 3% свободных кислот, 0,9% глицерина и 4% нежировых примесей, в количестве 1000 г разбавляют 252 г воды от промывки жирных кислот. Смесь нагревают до 170^оС и подают в гидролизер. Гидролиз протекает при перемешивании и давлении 10 ати в течение 1 ч. Полученную массу охлаждают до 80^оС и подают на разложение. Разложение ведут 92%-ной серной кислотой (30 г) при 90^оС и перемешивании до рН 2,2. Продукты разложения отстаивают в течение 40 мин и разделяют на два слоя. Получают сульфатную воду (1016 г), содержащую 4,3% сульфата натрия, 1,7% глицерина, 2,2% нежировых примесей и 0,2% жира, и 266 г жирных кислот.

Последние промывают 250 г воды. Полученную промывную воду в количестве 252 г возвращают на разбавление соапстока, а жирные кислоты подвергают осушке и дистилляции. Отбирают 201,6 г дистиллированных и 40,4 г кубовых кислот (гудрона).

Качественные показатели кислот приведены в табл.4.

Сульфатную воду нейтрализуют сухой кальцинированной содой (9,9 г) и упаривают до 25% -ной концентрации. Упаренный раствор сушат в печах "КС" кипящего слоя и получают 84 г гранулированного сульфата натрия.

Предложенный способ позволяет увеличить выход кислот на 10% за счет сокращения потерь, в 1,6 раза уменьшить количество образующихся сточных вод и получить дополнительно из стоков сульфат натрия.

Способ позволяет осуществить процесс гидролиза соапстока без использования катализатора в сравнительно "мягких" условиях (обычно гидролиз триглицеридов ведут при 230-250^оС) и с полной утилизацией сточных вод.