CZ10626U1 - Zařízení k rafinaci surových organických esterů - Google Patents

Description

Zařízení k rafinaci surových organických esterů

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení krafinaci surových organických esterů, zvláště získaných reesterifikací triacylglycerolů alkoholy, zahrnující vakuovou destilační jednotku.

Dosavadní stav techniky

Způsob přípravy, jakož i zařízení na výrobu organických esterů reesterifikací triacylglycerolů obsažených v přírodních, upravených a syntetických olejích a tucích nižšími alkoholy je popsána v řadě technických publikací. Zařízení obsahují zpravidla pět základních výrobních souborů (viz obr. 1): soubor zařízení pro reesterifikací, soubor zařízení pro separaci reakčních fází, soubor ío zařízení pro čištění, tj. rafinaci těžší glycerinové fáze, soubor zařízení pro odstraněné nezreagovaného alkoholu z lehčí esterové fáze a soubor zařízení pro čištění tj. rafinaci surových esterů.

Předmětem rafinace surových esterů je odstranění obsažených balastních látek jako nezreagovaných triacylglycerolů, diacylglycerolů, monoacylglycerolů, dále zbytků katalyzátoru reesterifikace, kovových mýdel a nežádoucích mechanických příměsí, fosfoglycerolů, slizů, barviv aj.

K rafinaci surových esterů se používá různé zařízení k zabezpečení odstranění příměsí promýváním vodou a rozkladem roztoky různých kyselin a solí, adsorpcí na pevných sorbentech, extrakcí esterů rozpouštědly, filtrací, odstředěním apod. Tak český patent č. 279 421 k odstranění některých příměsí z esterové fáze používá přídavky vody, zředěné organické nebo anorganické kyseliny, nebo zředěného vodného roztoku kyselé soli a následné separace. Podle čs. přihlášky vynálezu č. 2143-91H se rafinace esterů provádí filtrací přes hlinitokřemičitan upravený anorganickou kyselinou, čímž se zbavuje solí alifatických kyselin. Podle patentu SK č. 277 787 se zbytek katalyzátoru odstraňuje z esteru přídavkem jednosytné nebo vícesytné minerální kyseliny, neutralizací amoniakem, následnou filtrací nebo odstředěním a stripováním vzduchem. Podle čs. přihlášky vynálezu č. 3338-91.B se surový ester neutralizuje koncentrovanou kyselinou fosforečnou a anorganické soli se odfiltrují. Podle české přihlášky vynálezu č. 74-93 se čištění alkylesterů vyšších mastných kyselin provádí katexem. Podle české přihlášky vynálezu č. 582-99 se vytvořený ester mastné kyseliny extrahuje z reakční směsi extrakčním činidlem ve stavu blízkém kritickému stavu. K odstranění mechanických příměsí ze surových esterů se v praxi používají různé sedimentační, filtrační a odstřeďovací zařízení. Český užitný vzor č. 9278 chrání zařízení pro kontinuální přípravu surového esteru, bez jeho další rafinace obdobně jako český užitný vzor č. 6365 chránící zařízení pro reesterifikací rostlinných olejů.

Známá a používaná zařízení pro rafinaci surových organických esterů řeší odstranění pouze některých nežádoucích příměsí, nebo pouze jejich částečné odstranění. Tak nedochází k odstranění všech příměsí nebo pouze kjejich částečnému odstranění. Kromě toho se zpravidla jedná o několikastupňové procesy vyžadující značný počet aparátů, při nichž je nutné použít promývací vody, pomocné chemické suroviny a materiály, které vedou k odpadům při výrobě a které vyžadují následné čištění odpadních vod a nákladné likvidační operace. Typický současný soubor zařízení k rafinaci surových esterů je znázorněn na obr. 2 a obsahuje zařízení na rozklad mýdel a neutralizaci katalyzátoru kyselinou, separaci reakčních fází, dále zařízení na promytí esterů, separaci promytých esterů a zařízení na sušení esterů.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody dosavadních známých a používaných zařízení k rafinaci surových organických esterů získaných zvláště reesterilikací triacylglycerolů odstraňuje toto technické řešení, jehož podstatou je destilační vakuová jednotka surového esteru, zbaveného nezreagovaného alkoholu. V destilační jednotce se ze surového esteru jako destilát získají čisté organické estery

- 1 CZ 10626 Ul zbavené prakticky všech netěkavých příměsí, které zůstanou vdestilačním zbytku. Destilační zbytek je možné využít jako palivo pro ohřev destilační jednotky nebo jiné účely.

Jako vakuovou destilační jednotku je výhodné použít zařízení s nejméně jedním destilačním kotlem, nebo odparkou s padajícím filmem, nebo rotační odparku, nebo krátkocestnou odparku, případně jejich kombinace a s nejméně jedním kondenzátorem.

Je výhodné, že před destilační aparát je zařazen tepelný výměník pro ohřev nástřiku surového esteru získaným destilátem.

Je výhodné k úplné nebo částečné kondenzaci par esterů odcházejících z destilačního aparátu použít kondenzátor s přívodem upravené vody k současnému získání vodní páry jako energetic10 kého zdroje.

K docílení vysoké kvality vyráběných esterů je výhodné, že zařízení dále obsahuje gravitační nebo odstředivkový separátor kapalných fází a/nebo vodní extraktor, kde se odstraní případná malá množství obsaženého glycerolu.

Uvedené technické řešení zařízení pro rafinaci surových organických esterů může být použito 15 v technologické jednotce jak při kontinuálním tak i periodickém uspořádání.

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

Zařízení k rafinaci surových organických esterů sestávající z přívodu surových esterů, vyhřívaného kotle 1 pro vakuovou destilaci, chladiče 2a, kondenzátoru 2, odvodu rafinovaných esterů a odvodu destilačního zbytku. Viz. obr. 3.

Proces šaržové rafinace v uvedeném zařízení probíhá tak, že surové estery zbavené nezreagovaného alkoholu se napustí do destilačního kotle 1, který se evakuuje a ohřívá na destilační teplotu. Páry esterů kondenzují ve vzduchovém kondenzátoru 2 a destilát se po ochlazení v chladiči 2a shromažďuje ve sborníku rafinovaných esterů. Po ukončení destilace se destilační zbytek po ochlazení z destilačního kotle vypustí.

Příklad 2

Zařízení k rafinaci surových organických esterů sestávající z odparky I s padajícím filmem, tepelného výměníku 3, kondenzátoru 2 a vakuové ejektorové jednotky 4. Viz obr. 4.

Proces kontinuální rafinace esterů na uvedeném zařízení probíhá tak, že surové esteiy se 30 nepřetržitě přivádějí do tepelného výměníku 3, kde jsou ohřívány horkými zkondenzovanými rafinovanými estery v kondenzátoru 2, odkud postupují do vyhřívané vakuové odparky I. Páry esterů z odparky I jsou vedeny do mezitrubkového prostoru kondenzátoru 2 kde kondenzují, při čemž do trubkového prostoru kondenzátoru 2 je přiváděna upravená voda, kde dochází k jejímu odparu a odvodu vzniklé páry částečně do energetické sítě, částečně do ejektorové soustavy.

Příklad 3

Zařízení pro rafinaci surových organických esterů uvedené v příkladě 2 s tím, že je použita filmová rotační odparka I a zařízení je doplněno o odstředivkový separátor 5.

Proces rafinace probíhá jak je uvedeno v příkladě 2 s tím, že rafinované estery po průchodu výměníkem 3 jsou vedeny na dvojfázový odstředivkový separátor 5, kde dochází k odstranění glycerolu.

-2CZ 10626 Ul

Příklad 4

Zařízení pro rafinaci surových organických esterů uvedené v příkladě 2 s tím, že zařízení je doplněno o protiproudní vodní extrakční kolonu 6 a vakuový sušič 7.

Proces rafinace probíhá jako v příkladě 2 s tím, že rafinované estery po průchodu výměníkem 3 5 jsou vedeny do spodní části extrakční kolony 6, do které je v horní části dávkovaná voda. Zde dochází k odstranění příměsí ve vodě rozpustných látek, zvláště glycerolu. Proprané estery jsou po ohřevu vedeny do vakuového sušiče 7 k odstranění obsaženého malého množství vody. Tím se získají estery vysoké kvality.

Příklad 5 ío Zařízení pro rafinaci surových esterů uvedené v příkladě 2 s tím, že za odparkou 1 s padajícím filmem je zapojena odparka pro krátkocestnou destilaci.

Proces rafinace probíhá jak je uvedeno v příkladě 2 s tím, že destilace probíhá ve dvou stupních a kondenzace par v odparce pro krátkocestnou destilaci není uzpůsobena pro produkci vodní páry.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení může být využito pro rafinaci organických esterů připravených zvláště reesterifikaci triacylglycerolů a to jak rostlinných, živočišných, syntetických, hydrogenovaných, přeesterifikovaných a jinak upravených, jak jednomocnými tak ivícemocnými alkoholy a tím k výrobě čistých esterů mastných kyselin, použitelných pro výrobu různých oleochemických produktů, motorových a jiných paliv, surovin pro výrobu tenzidů, potravinářských aditiv a jiných produktů.

Claims (6)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zařízení k rafinaci surových organických esterů získaných zvláště reesterifikaci triacylglycerolů nižšími alkoholy a zbavených nezreagovaného alkoholu, vyznačující se tím,

25 že zahrnuje vakuovou destilační jednotku, která je tvořena nejméně jedním destilačním aparátem (1) a nejméně jedním kondenzátorem (2).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako destilační aparát (1) je použit vakuový destilační kotel, nebo odparka s padajícím filmem, nebo rotační odparka, nebo krátkocestná odparka, nebo jejich kombinace.

30

3. Zařízení podle nároků la2, vyznačující se tím, že před destilačním aparátem (1) je zařazen tepelný výměník (3) pro ohřev přiváděných surových esterů, který se uskutečňuje zkondenzovanými rafinovanými estery.

4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že kondenzátor (2) pro kondenzaci par esterů je uspořádán jako vyvíječ páry a má přívod k tomu účelu upravené 35 vody.

5. Zařízení podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že za kondenzátorem (2) je zařazen separátor (5) pro odstranění těžší kapalné fáze.

6. Zařízení podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že za kondenzátorem (2) je zařazen vodní extraktor (6) a vakuový sušič (7).