CS275868B6 - Hydrogenation process of vegetable oils, fats and free fatty acids - Google Patents

Hydrogenation process of vegetable oils, fats and free fatty acids Download PDF

Info

Publication number
CS275868B6
CS275868B6 CS904737A CS473790A CS275868B6 CS 275868 B6 CS275868 B6 CS 275868B6 CS 904737 A CS904737 A CS 904737A CS 473790 A CS473790 A CS 473790A CS 275868 B6 CS275868 B6 CS 275868B6
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
fats
fatty acids
hydrogenation
free fatty
hydrogen
Prior art date
Application number
CS904737A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS473790A3 (en
Inventor
Jiri Prof Ing Drsc Zajic
Ivan Ing Csc Dedek
Jiri Ing Csc Cmolik
Ivan Ing Csc Fort
Original Assignee
Vysoka Skola Chem Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoka Skola Chem Tech filed Critical Vysoka Skola Chem Tech
Priority to CS904737A priority Critical patent/CS275868B6/en
Publication of CS473790A3 publication Critical patent/CS473790A3/en
Publication of CS275868B6 publication Critical patent/CS275868B6/en

Links

Landscapes

  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Způsob hydrogenace za přítomnosti vodíku a niklového katalyzátoru ci jiných druhů heterogenních katalyzátorů na bázi platiny a palladia spočívá v tom, že reakce probíhá v tangenciálním toku směsi a oblast míchání je charakterizována rozmezím Reynoldsova kritéria pro míchání 1 až 6.104.Hydrogenation process in the presence of hydrogen a nickel catalyst or other heterogeneous species platinum-based catalysts a palladium is that the reaction proceeds in the tangential flow of the mixture and the mixing region is characterized by the Reynolds range mixing criteria 1 to 6.104.

Description

Vynález se týká způsobu hydrogenace rostlinného oleje, tuku nebo nenasycených volných mastných kyselin za přítomnosti Ni-katalyzátoru nebo jiného vhodného typu katalyzátoru a dispergovaného vodíku, kdy se vhodným způsobem míchání vytváří velmi účinný tangenciální tok uvedené reakční směsi.The present invention relates to a process for the hydrogenation of vegetable oil, fat or unsaturated free fatty acids in the presence of a Ni catalyst or other suitable type of catalyst and dispersed hydrogen, in which a very efficient tangential flow of said reaction mixture is produced by suitable stirring.

Hydrogenace olejů, tuků a volných mastných kyselin náležela a náleží i v současné době k významným technologickým procesům tukového průmyslu. Touto operací se získávají vhodné tuky pro potravinářské účely k výrobě margarínů, pokrmových tuků, emulgátorů a dalších druhů výrobků, ale tímto technologickým procesem se získávají také základní suroviny k výrobě technických produktů jako např. derivátů nasycených mastných kyselin, mýdel apod.Hydrogenation of oils, fats and free fatty acids has been and still is one of the important technological processes of the fat industry. This operation obtains suitable fats for food purposes for the production of margarines, edible fats, emulsifiers and other types of products, but this technological process also obtains basic raw materials for the production of technical products such as saturated fatty acid derivatives, soaps, etc.

Jedním z nejdůležitějších faktorů procesu hydrogenace v heterogenním uspořádání je přenos hmoty, konkrétně vodíku, objemovou fází na povrch zrn katalyzátoru, transport nenasycených mastných kyselin na tento povrch a pochopitelně i zpětné pochody. Proto u šaržového způsobu hydrogenace bude značně ovlivňovat přenos hmoty, a tím i rychlost reakce, případně i selektivitu, vhodný způsob míchání. Pro optimalizaci hydrogenace je proto důležité věnovat pozornost nejen vlivu intenzity míchání, ale i vlivu geometrických poměrů vlastního reaktoru, vlivu geometrie míchadla na distribuci vodíku v reakční směsi a jeho pracovní charakteristice. Tyto makrokinetické prvky tvoří, vedle reakčních podmínek jako je tlak a průtok vodíku, teplota, typ a:koncentrace katalyzátoru, významný soubor dalších technologických parametrů v procesu hydrogenace. Při stávající technologii hydrogenace se používají dva typy míchadel, které vytvářejí buď radiální nebo axiální tok míchané kapaliny a tomu i odpovídající distribuci vodíku a účinnost přenosu hmoty. Proto musí míchací zařízení splňovat ve složitém třífázovém systému heterogenního způsobu hydrogenace několik základních požadavků. V prvé řadě by mělo intenzivně rozptylovat vodík v podobě jemné disperze (bublinek), protože rychlost procesu je přímo úměrná mezifázovému povrchu. Dále je nutné zajistit intenzivní cirkulaci , a tím v podstatě zádrž plynu (průměrnou dobu styku fází). K uvedeným požadavkům na míchací zařízení přistupuje potřeba uvést částice katalyzátoru do vznosu.One of the most important factors in the hydrogenation process in a heterogeneous arrangement is the mass transfer, in particular hydrogen, by the bulk phase to the surface of the catalyst grains, the transport of unsaturated fatty acids to this surface and, of course, the return processes. Therefore, in a batch hydrogenation process, a suitable mixing method will significantly affect the mass transfer and thus the reaction rate and possibly the selectivity. To optimize the hydrogenation, it is therefore important to pay attention not only to the influence of the stirring intensity, but also to the influence of the geometric conditions of the reactor itself, the influence of the stirrer geometry on the hydrogen distribution in the reaction mixture and its operating characteristics. Makrokinetické These elements form, in addition to the reaction conditions such as pressure and hydrogen flow rate, temperature, and type: catalyst concentration, a significant set of the other technological parameters in the process of hydrogenation. In the current hydrogenation technology, two types of stirrers are used, which create either a radial or axial flow of the stirred liquid and thus a corresponding distribution of hydrogen and mass transfer efficiency. Therefore, a mixing device must meet several basic requirements in a complex three-phase system of a heterogeneous hydrogenation process. First of all, it should intensively disperse hydrogen in the form of a fine dispersion (bubbles), because the speed of the process is directly proportional to the interfacial surface. Furthermore, it is necessary to ensure intensive circulation, and thus essentially gas retention (average phase contact time). These requirements for agitators are compounded by the need to lift catalyst particles.

Při hydrogenaci tukových surovin se používají míchadla turbínová nebo vrtulová, většinou o poměru průměru míchadla k průměru reaktoru 0,3 až 0,4. Výjimku netvoří ani míchadla, kde se tento poměr zvyšuje na 0,5, Moderním řešením v současnosti je umístění několika míchadel nad sebou, většinou vrtulových. Přesto ani tyto typy míchadel nesplňují zcela požadavky na vysoce účinný přenos hmoty, a tím poměrně málo ovlivňují rychlost vysycování dvojných vazeb mastných kyselin volných nebo vázaných v triacylglycerolech.In the hydrogenation of fatty raw materials, turbine or propeller stirrers are used, usually with a ratio of the stirrer diameter to the reactor diameter of 0.3 to 0.4. Stirrers are no exception, where this ratio increases to 0.5. The modern solution at present is to place several stirrers on top of each other, mostly propeller. Nevertheless, even these types of stirrers do not fully meet the requirements for highly efficient mass transfer, and thus have relatively little effect on the rate of saturation of free or double fatty acid double bonds in triacylglycerols.

Ovedené nevýhody odstraňuje způsob hydrogenace rostlinných olejů, tuků a volných mastných kyselin za přítomnosti vodíku a katalyzátoru na bázi niklu nebo jiných vhodných heterogenních katalyzátorů, který spočívá v tom, že reakce probíhá v tangenciálním toku reakční směsi v uzavřeném reaktoru a oblast míchání je charakterizována rozmezím Reynoldso4 va kritéria pro mícháni 1 až 6.10 .The process for the hydrogenation of vegetable oils, fats and free fatty acids in the presence of hydrogen and a nickel-based catalyst or other suitable heterogeneous catalysts eliminates these disadvantages, which consists in the reaction taking place in a tangential flow of the reaction mixture in a closed reactor and the mixing range characterized by the Reynoldso4 range. and mixing criteria 1 to 6.10.

Rychlost vysycování dvojných vazeb mastných kyselin se podstatně zvýší intenzivnějším přenosem hmoty v heterogenním procesu hydrogenace zavedením způsobu míchání podle vynálezu. Tangenciální tok reakční směsi hydrogenovaného materiálu, katalyzátoru a vodíku vytváří pomaloběžné míchadlo o optimálním poměru průměru míchadla a délky bočních ramen. Tím se dosáhne velmi jemné disperze vodíku, jeho mnohem delší doby zádrže v hydrogenované surovině a mnohem účinnějšího přenosu hmoty. Výsledný efekt představuje několikanásobné zvýšení reakční rychlosti bez snížení selektivity procesu.The rate of saturation of the fatty acid double bonds is substantially increased by more intense mass transfer in the heterogeneous hydrogenation process by introducing the mixing method according to the invention. The tangential flow of the reaction mixture of hydrogenated material, catalyst and hydrogen produces a slow-running stirrer with an optimal ratio of stirrer diameter to side arm length. This results in a very fine dispersion of the hydrogen, a much longer residence time in the hydrogenated feedstock and a much more efficient mass transfer. The resulting effect represents a multiple increase in the reaction rate without reducing the selectivity of the process.

Způsob hydrogenace olejů, tuků a mastných kyselin podle vynálezu je dále doložen ná sledujícími příklady.The process for the hydrogenation of oils, fats and fatty acids according to the invention is further illustrated by the following examples.

CS 275868 B 6 q CS 275868 B 6 q

Příklad 1Example 1

Ztužován byl polorafinovaný slunečnicový olej o jodovém čísle (dále JČ) 136,2, čísle kyselosti (dále ČK) 0,2 a obsahu fosfolipidů (dále PL) 0,01 % hm, v množství 3,5 dm3 za přítomnosti Ni-katalyzátoru (Nysel 0M-3) 0,2 % hmot. Ni/olej, průtoku vodíku 360 dm5.h-1 (přívod vodíku byl trubkou o průměru 8 mm ve středu reaktoru 1 qm nad dnem), při frekvenci otáček míchadla 6,7 s-1 (typ kotvy) (Re = 1,77.104). Rychlostní konstanta reakce byla vy3 -1 x počtena 10,5.10 (min ). JČ za. 100 minut mělo hodnotu 43,8. ‘Semi-refined sunflower oil with an iodine value (hereinafter JC) of 136.2, an acid number (hereinafter CK) of 0.2 and a phospholipid content (hereinafter PL) of 0.01% by weight, in an amount of 3.5 dm 3 in the presence of Ni-catalyst, was hardened. (Nysel 0M-3) 0.2 wt. Ni / oil, hydrogen flow 360 dm 5 .h -1 (hydrogen supply was a pipe with a diameter of 8 mm in the center of the reactor 1 qm above the bottom), at a stirrer speed of 6.7 s -1 (anchor type) (Re = 1, 77.10 4 ). The reaction rate constant was calculated to be 10.5.10 (min). JČ za. 100 minutes was 43.8. '

Příklad 2Example 2

Ztužován byl stejný polorafjnovaný slunečnicový olej za stejných podmínek jako v příkladu 1, mimo rychlost míchání, která byla vyjádřená frekvencí otáček 16,7 s 1 (Re = = 4,42.104). Rychlostní konstanta reakce měla hodnotu 33,6.105 (min 5). JČ za 50 minut dosáhlo hodnotu 35,3.The same semi-refined sunflower oil was hardened under the same conditions as in Example 1, except for the stirring speed, which was expressed at a speed of 16.7 s 1 (Re = 4.42.10 4 ). The reaction rate constant was 33.6.10 5 (min 5 ). JČ reached the value of 35.3 in 50 minutes.

Příklad 3Example 3

Ztužován byl stejný polorafinovaný slunečnicový olej za stejných podmínek jako v příkladu 1 s rozdílem, že bylo použito turbinové míchadíb vytvářející radiální tok reakční směsi. Frekvence otáček byla 6,7 s-1 (Re = 0,46.104). Rychlost reakce vyjádřená rychlostní 3 -1 x konstantou byla 3,1.10 (min ). JC za 120 minut dosáhlo hodnoty 86,1.The same semi-refined sunflower oil was hardened under the same conditions as in Example 1, except that a turbine mixer was used to create a radial flow of the reaction mixture. The speed was 6.7 s -1 (Re = 0.46.10 4 ). The reaction rate expressed by the rate 3 -1 x constant was 3.1.10 (min). JC reached 86.1 in 120 minutes.

Příklad 4Example 4

Podmínky experimentu byly stejné jako v příkladu 3, pouze frekvence otáček míchadla byla vyšší, a to 20,0 3-1 (Re = 1,4.104). Rychlost hydrogenace vyjádřená rychlostní konstantou byla 10,5.1ο·5 (min-1). JČ za 120 minut mělo hodnotu 35,5.The experimental conditions were the same as in Example 3, only the speed of the stirrer was higher, namely 20.0 3 -1 (Re = 1.4.10 4 ). The rate of hydrogenation expressed by the rate constant was 10.5.1ο · 5 (min -1 ). JČ in 120 minutes had a value of 35.5.

Příklad 5Example 5

Podmínky experimentu byly stejné jako v příkladu 1, s tím rozdílem, že bylo použito vrtulové míchadlo dle ON 691019, frekvence otáček míchadla byla 20,0 s1 (Re = 1,4.104). Rychlost hydrogenace vyjádřená rychlostní konstantou byla 7,5.105 (min-1). JČ za 120 minut mělo hodnotu 55,4.The experimental conditions were the same as in Example 1, except that a propeller stirrer according to ON 691019 was used, the stirrer speed was 20.0 s 1 (Re = 1.4.10 4 ). The rate of hydrogenation expressed by the rate constant was 7.5.10 5 (min -1 ). JČ in 120 minutes had a value of 55.4.

Příklad 6Example 6

Ztužován byl polorafinovaný řepkový olej o JČ 118,2, ČK 0,3, obsah PL 0,032 % hmot, za stejných podmínek jako v příkladu 1. Rychlost reakce vyjádřená rychlostní konstantou byla 9,9.105 (min-1) (Re = 1,77.104). JČ za 100 minut mělo hodnotu 53,2.Semi-refined rapeseed oil with JČ 118.2, ČK 0.3, PL content 0.032% by weight was hardened under the same conditions as in Example 1. The reaction rate expressed by the rate constant was 9.9.10 5 (min -1 ) (Re = 1, 77.10 4 ). JC in 100 minutes had a value of 53.2.

Příklad 7Example 7

Byly ztužovány destilované mastné kyseliny získané štěpením živočišného tuku o JČ 60,2, ČK 195,6 za stejných podmínek jako v příkladu 2. JČ dosažené za 60 minut hydrogenace mělo hodnotu 3,2.Distilled fatty acids obtained by cleavage of animal fat of JČ 60.2, ČK 195.6 under the same conditions as in Example 2 were solidified. JČ obtained in 60 minutes of hydrogenation had a value of 3.2.

Příklad 8Example 8

Byl ztužován polorafinovaný slunečnicový olej za stejných podmínke jako v příkladu 1 (Re = 1,77.104) s tím rozdílem, že obsah katalyzátoru v reakční směsi byl 0,05 % hmot. Ni/olej. Rychlost reakce vyjádřená rychlostní konstantou byla 8,2.105 (min-1). JČ za 80 minut reakce mělo hodnotu 71,2.The semi-refined sunflower oil was hardened under the same conditions as in Example 1 (Re = 1.77.10 4 ), except that the catalyst content in the reaction mixture was 0.05% by weight. Ni / oil. The reaction rate expressed by the rate constant was 8.2.10 5 (min -1 ). The IC in 80 minutes of reaction was 71.2.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS Způsob hydrogenace rostlinných olejů, tuků nebo volných mastných kyselin za přítomnosti vodíku a niklového katalyzátoru o koncentraci 0,02 až 0,5 % hmot, nikl/olej nebo jiných vhodných druhů heterogenních katalyzátorů na bázi platiny Pt, palladia Pd a dalších, vyznačující se tím, že reakce probíhá v tangenciálním toku směsi a oblast míchání je cha4 rakterizována rozmezím Reynoldsava kritéria pro míchání 1. až 6.10 .Process for the hydrogenation of vegetable oils, fats or free fatty acids in the presence of hydrogen and a nickel catalyst at a concentration of 0.02 to 0.5% by weight, nickel / oil or other suitable types of heterogeneous catalysts based on platinum Pt, palladium Pd and others, characterized in that that the reaction takes place in a tangential flow of the mixture and the mixing area is characterized by the range of Reynoldsava criteria for mixing 1 to 6.10.
CS904737A 1990-09-28 1990-09-28 Hydrogenation process of vegetable oils, fats and free fatty acids CS275868B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS904737A CS275868B6 (en) 1990-09-28 1990-09-28 Hydrogenation process of vegetable oils, fats and free fatty acids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS904737A CS275868B6 (en) 1990-09-28 1990-09-28 Hydrogenation process of vegetable oils, fats and free fatty acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS473790A3 CS473790A3 (en) 1992-03-18
CS275868B6 true CS275868B6 (en) 1992-03-18

Family

ID=5390792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS904737A CS275868B6 (en) 1990-09-28 1990-09-28 Hydrogenation process of vegetable oils, fats and free fatty acids

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS275868B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS473790A3 (en) 1992-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Coenen Hydrogenation of edible oils
CN101611120B (en) Process and catalyst for production of low trans fat-containing triglycerides
CN102317422B (en) High shear hydrogenation of wax and oil mixtures
CA2677221C (en) System and process for production of fatty acids and wax alternatives from triglycerides
US20050027136A1 (en) Low trans-fatty acid fat compositions; low-temperature hydrogenation, e.g., of edible oils
RU2412237C2 (en) Method of hydrogenating unsaturated triglycerides
Sattorov et al. Selection and research of new modifications of stationary promoted nickel-copper-aluminum catalysts
CS275868B6 (en) Hydrogenation process of vegetable oils, fats and free fatty acids
Beers Low trans hydrogenation of edible oils
Dijkstra Modification processes and food uses
Allen et al. The effects of process variables on the formation oftrans‐unsaturation during hydrogenation
Schmidt Hydrogenation of triglycerides containing linolenic acids: II. Continuous hydrogenation of vegetable oils
Grothues Hydrogenation of palm and lauric oils
US4158665A (en) Hydrogenation of glyceride oils
US4169844A (en) Hydrogenation of unrefined glyceride oils
US2520422A (en) Continuous hydrogenation of unsaturated fatty acids and fatty esters
US2520423A (en) Partial hydrogenation of unsaturated glyceride oils
RU2008334C1 (en) Method of producing hydrogenated fats and fatty acids on stationary catalyst
Trivedi et al. Effect of agitation in the hydrogenation of castor oil
Albright Application of partial hydrogenation theory to the design of commercial reactors for hydrogenating triglyceride oils
SU1142505A1 (en) Method of obtaining hardened oil
KR101152704B1 (en) Process and catalyst for production of low trans fat-containing triglycerides
Sattarov HYDROGENATION TECHNOLOGY AND CHEMISTRY OF COTTONSEED OIL AND FATS.
Феруза Prospects for the modification of oils and fats
CN108642096A (en) A method of improving Structure grease stability