CS210150B1 - Hydrogenačný katalyzátor na novom type nosiča a spósob jeho přípravy - Google Patents

Description

Vynález spadá do odboru chemickej potravinárskej technologie. Jeho účelom je hydrogenačný katalyzátor na novom type nosiče a spósob jeho přípravy, ktorý sa dá použiť v procese hydrogenácie rastlinných olejov na nasýtené mastné kyseliny. Jeho katalyticky účinná zložka - nikel je nanesená na pálenej, práškovej, inak neupravovanej tehle. Připravuje sa tým spósobom, že na práškový tehlový nosič s výhodou frakcie 0,125 až 0,08 mm sa nanesie Ni^⁺ pósobením kyslého uhličitanu sodného z vodného roztoku síranu příslušného kovu pri pH 7,4 až 8,5, s výhodou 8. Potom sa katalyzátor redukuje v prúde vodíka a stabilizuje jeho zaliatím roztopeným vysokostuženým tukom v pomere hmotnosti 0,6 až 1:1.

Vynález sa týká hydrogenačného katalyzátóra na novom type nosica a sposob jeho pr ípravy.

Hydrogenačné katalyzátory sa najčastejŠíe priemyselne pripravujú sposobom, pri ktorom sa na kremelinový nosič vyzráža nikelnatý katión z roztoku síranu alebo dusičnanu nikelnatého posobením kyslého uhličitanu sodného. Nikelnatý katión sa v prúde vodíka redukuje a katalyzátor sa stabilizuje, Ako nosiče možno použit prírodné materiály na báze kremičitanov a hlinitokremičitanov ako je například bieliaca hlinka, kaolín, bauxit, grafit, kremelina alebo chemicky upravované materiály, ako například silikagel, aktívpe uhlie, síran barnatý, porcelán a iné. Aplikácia prírodných materiálov ako nosičov úzko súvisi s ich výskytom v tej ktorej regionálnej oblasti a s nákladmi, spojenými s ich Čazhou, předběžným spracovaním a dopravou. Bol připravený hydrogenačný katalyzátor na hydrogenáciu alkénov, kde sa ako nosič kovov s přechodným mocenstvom použil polymérny materiál podlá čsl. aut. osvedčenia Č. 168358, Polymérne nosiče sú náročné z hTadiska spósobu a pracnosti přípravy, preto je ich použitie v bežnej technologickej praxi obmed zené.

Vyššie popísané nedostatky odstraňuje vynález, ktorým je hydrogenačný katalyzátor na novom type nosica, ktorého podstatou je vyzrážaný katión kovu přechodného mocenstva, s výhcdou nikel na nosiči, ktorým je prášková chemicky neupravovaná tehla. Podstatou spósobu jeho přípravy je vyzráža nie katiónu kovu přechodného mocenstva z vodného roztoku kovu přechodného mocenstva pri pH 7,5 až 8,5, pričom výhodné je použiť vodný roztok síranu příslušného kovu a vyzrážaníe uskutočniť posobením kyslého uhličitanu sodného na tehlový nosič s velkosfou častíc 0,125 až 0,08 mm. Ďalej sa vyzráŽaný, katalicky aktívny katión aktivuje redukciou v prúde vodíka pri zvýšenej teplote a zaliatím připraveného katalyzátora roztopeným vysokoztuženým tukom v pomere hmotností 0,6 až 1:1, pričom vysokoztužený tuk obsahuje výlučné nasýtené kyseliny, sa stabilizuje.

Okrem dostupnosti je použitie pálenej tehly ako nosica výhodné aj z hladíska obsahu dalších katalicky aktívnych zložiek. Chemická analýza tehlového nosiča ukazuje, žé zastúpeníe jednotlivých zložiek je nasledujúce: obsah S1O2 je 51,7 7>, obsah CaO je 20,6 X, obsah AI2O3 je 16,3 %_t obsah Fe.203 je 4,0 % , obsah MgO je 4,9 Z. V stopových koncentráciach bolí přítomné kationy Ti^⁺, K⁺, Na⁺, Cu^·*·, Mn^⁺. Anorganicky viazaná síra bola dokázaná v množstve 0,31 %. Uvedené chemické zloženie pálených keramických materiálov je relativné konstantně aj prii použití tehliarských ílov z róznych lokalit. Najviac sa mění podiel katalyticky neaktívnych prvkov Si^⁺, Ca2⁺, Mg^⁺, Na⁺ a K⁺, preto možno předpokládat, že tehlový nosič mechanicky upravený drtením na frakciu 0,125 až 0,08 mm bude mat reprodukovateTné vlastnosti bez ohladu na geografické podmienky kde bol vytažený a spracovaný. Anorganicky viazaná síra snižuje aktivitu v porovnaní s priemyselným katalyzátorom, ale přibližné dvakrát zvyšuje selektivitu. Síra do oleja neprechádza a analýzou neboli zistené žiadne toxické reziduá.

Pri aplikácií stabilizovaného katalyzátora v procese hydrogenácie rastlinných olejov sa nasýtené mastné kyseliny z vysokoztuženého tuku dostávajú do tuhého podielu stužovanej vzorky, chemicky sa v procese stužovania nemenia a neovplyvňujú selektivitu, izomerizáciu a iné fyzikálně chemické konstanty,

V ďalšom je predmet vynálezu objasněný na príkladoch bez toho, aby sa iba na tieto obmedzoval.

Přikladl .

22,7 g síranu nikelnatého-heptahydrátu sa rozpustilo v 1 014 ml destílovanej vody a roztok sa povaril. Ďalej sa k roztoku přidalo 6 g vysitovanej, pálenej a chemicky neupravovanéj tehly frakcie 0,125 až 0,08 milimetrov. Do takto pripravenej suspenzie sa přidával roztok kyslého uhličitanu sodného, ktorý sa připravil rozpuštěním 10 g kyslého uhličitanu sodného v 284 ml destilovanej vody, a suspenzia sa 1 hodinu vařila. Hodnota pH takto upravenej suspenzie bola 8. Vysitovaná upravovaná tehla sa zo suspenzie odfiltrovala a suspendovala v 500 ml 2% roztoku chloridu sodného a 1 ho dinu sa povarila. K odfi 11rovanej vysitovanej, upravovanej tehle sa přidalo 500 ml vody, suspenzia sa krátko povarila a ďalej sa vysitovaná tehla s naneseným katalyzátorom premývala destilovanou vodou tak dlho, kým hodnota pH filtrátu nebola 7. Potom sa připravený katalyzátor sušil pri teplote 120 °C a redukoval v prúde vodíka pri 500 °C. Potom sa katalyzátor zalial 10 g roztopeného vysokostuženého tuku, ktorý obsahoval výlučné nasýtené mastné kyseliny /kyselinu palmitovú a kyselinu stearovú/ .

Příklad 2

Katalyzátor, připravený spósobom podlá příkladu 1 sa podrobil analýze na obsah katalyticky aktívneho kovu - niklu. Obsah niklu bol 16,7 hmotnostných %*. Komerčně používaný, priemyselný hydrogenačný katalyzátor na nosiči kremeline, připravený zrážacím spósobom obsahuje 14,5 hmotnostných 7„ niklu.

Příklad 3

Selektivita katalyzátora, připraveného spósobom podlá příkladu 1, sa stanovila jeho použitím na hydrogenáciu oleja, pričom sa postupovalo takto: 100,0 g oleja sa zmie šalo s množstvom katalyzátora, obsahujúcira 0,2 g aktívneho niklu. Suspenzia oleja a katalyzátora sa za stálého miešania pri 1 300 obrátkách . mín“^ vyhríala na 180 °C a cez suspenziu sa nechal prechádzaf vodík rýchlosčou 0,03 m^ . hod.“1 počas doby 20 a 30 minút. Selektivita niklového katalyzátora bola vypočítaná na základe analýzy mastných kyselin z hydrogenácie. ako poměr rýchlostných konstant k.3/k2 ² reakčnej sché my:

k3 kyselina linolénová ---ϊ kyselina linolová kyselina olejová kyselina steárová.

Čas hydrogenácie sa volil nižší ako 60 minut preto, aby sa v hydrogenovanej vzorke úplné neeliminovala kyselina linolénová /pre podmienky t s 60 minut bolo jej zastúpeníe v hydrpgenovanej vzorke nulové/ a jej koncentrácií bolo možné dosadiť do rovnice k3 = 1/t /ln T/cp/, kde t je čas hydrogenácie, T je póvodná koncentrácia kyseliny linolenovej a cp je koncentrácia kyseliny linolenovej v čase t. Porovnáním komerčného katalyzátora, ktorým je nikel nesený na kre meline a katalyzátora podía vynálezu, pouzí tých v pokuse hydrogenácie oleja za predtým opísaných podmienok sa zistilo, že selektí210150 vita pre čas t = 20 a t = 30 minút je reprodukovatelná a dosahuje pre komerčný katalyzátor hodnotu 1 a pre katalyzátor podlá příkladu 1 a 2 hodnotu 2,5.

Tabulka 1

V tabulke 1 je uvedené kvantitativné zastúpeníe mastných kyselin před a po hydrogenácii oleja podlá před tým uvedených podmienok za čas 60 minút.

Kvantitativné zastúpeníe mastných kyselin

Mastné kyseliny . ^Po hydrogenácii

C|g s poč tom 0 až 3 nenasýtených vázieb ·	Před hydrogenáciou	• s komerčným katalyzátorom	s katalýzatorom podlá vynálezu
c 1 8/0	4,3	11,5	6,6
c 1 8/ 1	23 ,3	81,2	47,3
C1 8/2	55,3	-	36,7
C18/3	10,0	-	2,4

Nenasýtenosť oleja po hydrogenácii za t = 60 minút bola stanovená aj ako jodové číslo /J. č./ rýchlou metodou podlá Wobrunskej a jeho hodnota pre komerčný katalyzátor je 1,1 J. č. min“¹ a pre katalyzátor podlá vynálezu je 0,6 J. Č. min“^.

Tuky, hydrogenované katalyzátorom podlá

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Hydrogenačný katalyzátor, používaný na hydrogenáciu nenasýtených ziúčenin

   8 dvojnou a trojnou vázbou, například tukov a rastlinných olejov, obsahujúci ako katalyticky účinnú zložku kov přechodného mocenstva, výhodné nikel vyznačujúci sa tým,

   Že ako nosič obsahuje pálenú práškovú, inak neupravovaná tehlu.
2. 2. Spósob prípravy hydrogenačného katalyzátora podlá bodu l vyznačujúci sa tým, že na práškový tehlový nosič, s výhodou vynálezu majú ovela vyššiu odolnost voči vzdušnému kyslíku, sú menej náchylné na štiepenie a z aplikačného híadiska vhodné na smaženie, pečenie a iné tepelné úpravy nakolko nepolymerizujú a sú málo náchylné na reverziu chutí.

   VYNÁLEZU frakcie 0,125 až 0,08 mm sa pósobením kyslého uhličitanu sodného vyzráža katión kovu přechodného mocenstva, s výhodou katión Ni^+j z vodného roztoku síranu příslušného kovu přechodného mocenstva, s výhodou síranu nikelnatého, pri pH 7,4 až 8,5, s výhodou 8, dalej sa katalyzátor' redukuje v prúde vodíka a stabilizuje jeho zaliatím roztopeným vysokostuženým tukora v pomeře hmotnost i 0 , 6 a ž 1 : 1 »