CS244273B1 - Způsob rafinace glycerinu - Google Patents

Abstract

Způsob rafinace glycerinu, vyrobeného hydrolýzou glyceridů mastných kyselin, obsahujícího organické dusíkaté nečistoty spočívá v tom, že se surový destilovaný glycerin nechá projít vrstvou silně kyselého katexu, výhodně kopolymeru styrenu s divinylbenzenem, při teplotě 20 - 120 °C. fíafinační účinek se zvýší, jestliže glycerin, přečištěný na kyselém katexu se nechá následně přečištěný na kyselém katexu se nechá následně projít vrstvou silně zásaditého auexu.

Description

Vynález se týká odstraňování organických dusíkatých nečistot z glycerinu vyráběného hydrolýzou glyceridů mastných kyselin zachycováním na silně kyselých iontoměničích.

Glycerin se principiálně připravuje buá výhradně syntetickým postupem z propylenu, nebo štěpením přírodních organických materiálů, glyceridů mastných kyselin, které se provádí s primárním cílem získání mýdel, nebo mastných kyselincpro další syntetické účely.

Přes.původní názor, že přípraVa glycerinu čistě syntetickou cestou plně převládne, udržuje si získávání glycerinu z přírodních materiálů stále svůj význam a pro menší ekonomické jednotky je jediným postupem, nebot příprava syntetického glycerinu je, ' podle použitého způsobu, bud zdrojem enormního znečištění prostředí, nebo ekonomicky málo rentabilní či ztrátová. Při získávání přírodního glycerinu se postupuje tak, že surovina, za kterou lze pokládat tak zvané spodní louhy (po příprava mýdel), nebo glycerinové vody (po štěpení tuků) se po předchozí úpravě pH zbaví balastních látek srážením a v parní fázi se kapalný podíl vakuově zahustí tak, že obsahuje zhruba 80 % glycerinu. Při zahušťování se zároveň odstraní i anorganické soli, eventuálně ještě přítomné v roztoku. Získaný surový glycerin se pař ještě vakuově destiluje a případně se může zbavit zabarvení promícháním s 3 - 1J % aktivního uhlí za tepla. Tento nej část, resp.

u nás výhradně používaný způsob nezabraňuje tomu, aby se do finálního produktu nedostával jistý podíl dusíkatých látek, vznikajících degradací organických materiálů během zpracování a výsledný produkt tedy není rovnocený svou kvalitou syntetickému glycerinu a nehodí se pro všechny účely.

- 2 244 273

Podle jiného způsobu se balastní látky mající povahu kyselin, zásad, nebo solí odstraňují před zahuštěním na surový glycerin působením iontoměničů, t.j. granulovanýoh polymerů nesoucích silně alkalické , nebo kyselé funkční skupiny. (E. Kreicar, A. Kopecký, Chem. prům. 11/36, 660, 1961). Způsob se u nás neujal, pravděpodobně pro své vysoké nároky na pracnost, nutnost časté regenerace iontoměničových loží a s tím související vytváření velkého množství odpadních vod.

Nyní bylo nalezeno, že organické dusíkaté látky, které lze detekovat po tenkovrstvé chromátografii např, ninhydrinem, mají vyhraněně alkalickou povahu a lze je tedy odstranit působením iontoměničů s kyselými funkčními skupinami, katexů. Dále bylo překvapivě nalezeno, že migrační schopnost alkalických nečistot

- V -je tak velká, že se dobře odstraňují i z vysoce koncentrovaných glycerinových roztoků (nad 80 %). To má pak ten praktický význam, že rafinaci' lze provést až s finálním destilátem, kde jiné alkalic ké látky nejsou přítomné, takže kapacita iontoměniče vztažena na množství zpracovaného glycerinu je velká, což snižuje nároky na regeneraci a odstraňuje další, výše jmenované negativní okolnosti. Zároveň, jak bylo dále zjištěno, se glycerin i odbarví, což odstraňuje nutnost případného odbarvování působením aktivního uhlí ·

Způsob rafinace glycerinu, vyrobeného hydrolýzou glyceridů mastných kyselin, obsahujícího organické dusíkaté nečistoty, za ložený na tomto poznatku, je předmětem tohoto vynálezu. Spočívá v tom, že se surový destilovaný glycerin nechá projít vrstvou silně kyselého iontoměniče, katexu, založeného na raakroretikulámím polymeru, výhodně kopolymerů styrenu a divinylbenzenu, jehož výměnnými skupinami jsou ,· skupiny sulfonové, při teplotě 20 - 120 °C, nejlépe při 40 - 80 °C. Glycerin se nechá vrstvou procházet až do vypotřebování účinnosti náplně, což se zjistí analytickou zkouškou.

Účinek rafinačního postupu se dále zvýší, jestliže se produkt rafinace následně nechá projít vrstvou zásaditého anexu. Tím se odstraní stopové kyselost, kterou vykazuje rafinovaný

- 3 244 273 glycerin přečištěný pouze působením kyselého katexu i cizí zápachy, rovněž znehodnocující produkt.

Glycerin vyšší kvality má použití především v kosmetice, farmacii a při přípravě výbášin.

Způsob dle vynálezu je blíže popsán v následujících příkladech:

Příklad 1

K rafinaci byl' použit silně kyselý katex, založený na makroretikulárním kopolymerů styren-divinylbenzen, jehož jedinými výměnnými skupinami jsou sulfonové skupiny na aromatickém jádře, obchodního názvu Ostion KSP. Jeho objemová kapacita byla

2,2 mval/ml. Před vlastním použitím byl několikrát přecyklován t.j. střídavě převeden do H ⁺ a Na ⁺ cyklu jak je to u této pracovní techniky zvykem, la iontoměnič se tedy střídavě působilo zředěným roztokem kyseliny chlorovodíkové (c = 2 mol.l~^) a hydroxidu sodného (c = 2 mol^, přičemž zbytky kyselého , resp alkalického činidla byly před změnou činidla důkladně odstraněny promytím destilovanou vodou. V posledním kroku předúpravy byl iontoměnič převeden do H⁺ cyklu. Suspenze takto získaného katexu byla vpravena do chromátograficfcé kolony o průměru 13 mm v takovém množství, že usazené částice iontoraěniče vytvořily děliči sloupec o výšce 9 cm. Po odkapání přebytečné vody po hladinu iontoměniče byla náplň převrstvena technickým glycerinem , který obsahoval dusíkaté látky posly tující na chfomatogramu stejně intensivní zabarvení jako 0,9% roztok kllhu a byl zabarven výrazně žlutě. Glycerin byl ponechán volně protékat náplní.

Ve vytékající kapalině byl sledován index lom£ a po jeho ustálení byl jímán čistý glycerin, který obsahoval méně nečistot, než je schopna použitá metoda detekovat t.j. u roztoku standardního klihu 0,05 % hmota byl vodojasně průzračpý. Při teplotě 24 °C , hnací síle úměrné 15 cm výšce sloupce glycerinu nad vrstvou iontoměniče protékal glycerin zařízením ustálenou rychlos tí 3,2 g/h. Pokus byl ukončen po zpracování 600 g glycerinu, přičemž u posledních podílů produkřu nebyla pozorována žádná známka klesající kvality.

- 4 244 273

Po hodnocení kvality glycerinu bylo postupováno takto:

^/zkoumaného glycerinu bylo naneseno na střed chromatografické desky Silufol UV 254 spolu se stejným množstvím standardu , jímž byl roztok kl^.hu v glycerinu o koncentracích lf 0,5;

0,1 a 0,05 %. Ghromatogram byl vyvinut směsí isopropylalkoholu, pyridinu a vody v poměru 3 : 2 : 1. Po vyjmutí a vysušení byl chromatogram pak postříkán 0,3% roztokem ninhydrinu v ethylalkoholu a vyvolán zahřátím na teplotu 110 °C po dobu tří minut. Srovnáním s intensitou zabarvení roztoků standardní látky byl určen relativní obsah dusíkatých nečistot. Zpřesnění koncentrace nečistot bylo pak provedeno s užší škálou standardů, např. v rozmezí 0,5 až 1,0 %.

Příklad 2

Pokus uvedený v příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že dělící sloupec iontoměniče i sloupec glycerinu nad ním byly temperovány pláštěm, v němž cirkulovala voda z thermostatu na teplotu 50 °C. Průměrná rychlost průtoku glycerinu při této teplotě byla 23 g/h. První stopy zabarvení produktu, které bylo ovšem mnohem nevýraznější než u suroviny se objevily po průtoku 630 g glycerinu. Toto množství určuje tedy pro dané podmínky kapacitu iontoměniče.

Příklad 3

Vyčerpaná náplň iontoměniče z příkladu 2 byla nejdříve zbavena glycerinu promytím vodou a pak regenerována. Regeneracw bylo docíleno promícháním náplně se 40 ml roztoku hydroxidu sodného (c = 2 mol.l~^) při teplotě 95 °C, odstraněním roztoku louhu filtrací a důkladným promytím destilovanou vodou přímo na filtru a opětovným převedením do H⁺ cyklu dvojnásobným promícháním se 40 ml roztoku kyseliny chlorovodíkové (c = 2 mol.I*“¹), filtrací a vymytím stop kyseliny destilovanou vodou.

S takto regenerovanou náplní iontoměiiče byl opakován pokus popsaný v příkladu 2. Rychlost průtoku glycerinu náplní zůstala nezměněna, do objevení se prvních stop zabarvení bylo vyčištěno 620 g glycerinu.

- 5 Příklad 4 244 273

Byl opakován pokus popsaný v příkladě 2 s tím rozdílem, že zařízení bylo temperováno na teplotu 80 °C. Vždy po zpozorování prvního zabarvení u vytékajícího produktu byl pokus přerušen a nápln byla regenerována tak, jak je to popsáno v příkladu 3· Bylo přitom dosaženo těchto výsledků:

, V napln	rychlost toku glycerinu / g/h /	kapacita náplně (g)
původní	67	620
I. regenerace	67	540
II. regenerace	66	510
III, regenerace	66	490

Příklad 5

Pokus popsaný v příkladu 2 byl opakován s tím rozdílem, že za kolonku s náplní Ostionu KSP byla zařazena další s náplní silně basického anexu, založeného na kopolymeru styrendivinylbenzen, obsahujícího dimetylamoniové funkční skupiny, obchodního označení Ostion AD, uvedeného do OH cyklu. Průměr kolonky byl 13 mm, výška náplně iontoměniče 5 cm. Po průchodu glycerinu oběma náplněmi měl produkt stejné vlastnosti jako je popsáno v příkladu 2, nevykazoval však stopovou kyselost (na úrovni 5.10^-^ val/kg) jako tomu bylo u produktů upravených jen průchddem přes kyselý iontoměnič a byl rovněž zbaven cizího zápachu, který se objevil po průchodu glycerinu jen přes kyselý iontoměnič.

Příklad 6

Pokus popsaný v příkladu 2 byl opakován s tím rozdílem, že plást kolonky s iontoměničem byl temperován silikonovým olejem během vytěsňování vody na 90 °Q a po zaplnění kolonky glycerinem až na 120 °C. Prvních 300 ml proteklých náplní kolonky bylo vodojasných a neobsahovalo cizí látky detekovatelné tenkovrstvou chromatografií.

Claims (2)

1. Způsob rafinace glycerinu vyrobeného hydrolýzou glyceridů mastných kyselin obsahujícího organické dusíkaté nečistoty za použití iontoměniče vyznačený tím, že se surový destilo_ váný glycerin nechá projít vrstvou silně kyselého iontoměniče, katexu, založeného na makroretikulárním polymeru, výhodně kopolym?u , styrenu a divinylbenzenu, jehož výměnnými skupinami jsou skupiny sulfonové při teplotě 20 - 120 °C.

2. Způsob podle vodu 1 vyznačený tím, že glycerin přečištěný na kyselém iontoměniči, katexu, se nechá následně projít vrstvou zásaditého iontoměniče, anexu.