DE19531805A1 - Verfahren zum Herstellen gereinigter Fettsäurefraktionen bestimmter Zusammensetzung aus einem Rohfettsäuregemisch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen gereinig­ ter Fettsäurefraktionen bestimmter Zusammensetzung aus einem Rohfettsäuregemisch, das durch Spaltung von natürlichen Fetten und Ölen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs erhal­ ten worden ist, mittels Reinigung und Fraktionierung.

Zur Herstellung nativer Fettsäuren kann man von allen Ölen und Fetten natürlichen Ursprungs ausgehen. Vorzugsweise wer­ den Lauric-Öle, nämlich Kokos- und Palmkernöl, zur Herstel­ lung von Fettsäuren mit kurzen und mittleren Kettenlängen von C6 bis C18 eingesetzt. Man geht von Talgen, Rapsöl (erucasäurearm), Palm-, Soja- und Sonnenblumenöl sowie Palm­ stearin aus, um Fettsäuren mittlerer Kettenlänge, nämlich C16 und C18 zu gewinnen. Für Fettsäuren mit größeren Kettenlängen bis C22 kommen Rapsöl (erucasäurereich) und Fischöl in Frage.

Native Fettsäuren werden hauptsächlich durch hydrolytische Spaltung der Fette und Öle erhalten. Diese sogenannte Spalt­ fettsäure enthält neben einem Gemisch freier Fettsäuren noch ungespaltene Fettsäureglyceride sowie Fettbegleitstoffe, zum Beispiel Sterine, Phosphatide, polymerisierte Fettsäuren und sonstige Zersetzungsprodukte sowie weitere Verunreinigungen, zum Beispiel Phenole und polyzyklische Aromaten (PAK). Die Begleitstoffe sind zum Teil für eine unerwünschte Färbung, eine geringe Farbstabilität sowie einen unangenehmen Geruch der Produkte verantwortlich.

Zur Herstellung gereinigter Fettsäurefraktionen oder gerei­ nigter Fettsäuregemische bestimmter Zusammensetzung ist daher zum einen eine Abtrennung der unerwünschten Begleitstoffe und zum anderen eine Auftrennung des Fettsäuregemisches in Fraktionen mit nur jeweils einer Fettsäure oder einem Gemisch nur weniger, vorgegebener Fettsäuren erforderlich.

Es ist bekannt, die Reinigung, die üblicherweise destillativ durchgeführt wird, entweder vor oder nach der Fraktionierung des Fettsäuregemisches vorzunehmen (Ullmann′s Encyclopedia der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 11, Seite 533). Auf diese Weise können neben den genannten Fettsäuregemischen vorgegebener Zusammensetzung auch Fraktionen mit einer Rein­ heit von 99 Ma-% und mehr hergestellt werden.

Eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren zum Herstellen ge­ reinigter Fettsäuren aus einem Rohfettsäuregemisch ist be­ kannt. Da die temperaturempfindlichen Fettsäuren bei Normal­ druck erst bei relativ hohen Temperaturen sieden, wird in der Regel unter vermindertem Druck gearbeitet. Aus dem gleichen Grund werden die Fettsäuren häufig in Fallfilmapparaten auf schonende Weise erhitzt bzw. verdampft.

Zwei typische bekannte Fraktionierungsverfahren werden in Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A10, Seiten 262 bis 264 (1987) beschrieben. Im Verfahren der Firma Mazzoni werden Kokosfettsäuren mit zwei hintereinanderge­ schalteten Fraktionierungskolonnen und einer anschließenden Destillation zu drei Fraktionen, nämlich C10, C12 bis C14 so­ wie C16 bis C18 verarbeitet. Das auf den Seiten 262 und 263 beschriebene Fraktionierungsverfahren der Firma Stage arbei­ tet mit einer Anlage, die aus einem Stripper, einer Hauptko­ lonne und einer Schlußdestillationskolonne besteht.

Ein weiteres Verfahren der gleichen Firma ist in der Zeit­ schrift "Fette, Seifen, Anstrichmittel", 79. Jahrgang, Nr. 9, Seiten 345 bis 353 beschrieben. Nach einer Entwässerung und Desodorierung wird das Fettsäuregemisch in zwei hintereinan­ dergeschalteten Fraktionierkolonnen und einer nachfolgenden Destillationskolonne verarbeitet.

In einem anderen bekannten Verfahren folgt auf die Entgasung und Trocknung ein Desodorieren mit Abtrennung eines Vor­ schnitts. Einer anschließenden zweistufigen Fraktionierung schließt sich eine ebenfalls zweistufige Schlußdestillation an (Fat Sci. Technol., 93. Jahrgang, 1991, Seiten 557 bis 575). Im gleichen Dokument ist ein Schema einer weiteren Fraktionieranlage wiedergegeben. Sie besteht aus einer Ent­ gasungs-/Entwässerungsstufe, einer Desodorierstufe, vier Fraktionierkolonnen und einer zweistufigen Schlußdestilla­ tion.

In diesem Dokument werden darüber hinaus spezielle Verfahren für die Palmöl- und Rapsöl-Fettsäurefraktionierung genannt. Auf Seite 568 wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Rapsöl- Fettsäure mit einem hohen Gehalt an Erucasäure beschrieben, um eine langkettige C22-Erucasäure-Fraktion und gleichzeitig Fettsäurefraktionen mit niedrigeren Kettenlängen zu erhalten.

Die bekannten Verfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Zu Beginn sind aufwendige Desodorier-, Entwässerungs- und Entgasungsstufen vorgesehen. Die Abtrennung der reinen Fett­ säuren erfolgt in Richtung steigender Kettenlängen, so daß die schwer-siedenden Bestandteile erst am Ende des Verfahrens abgetrennt werden. Die ungespaltenen Anteile sowie die lang­ kettigen Fettsäuren werden bis zur Schlußdestillation durch sämtliche Trennstufen geführt. Lediglich im oben genannten Artikel (Fat Sci. Technol.) Seite 568 wird der schwersie­ dende Rückstand bereits zwischen der dritten und der vierten Fraktionierstufe abgetrennt. Auch die ungesättigten langket­ tigen Fettsäureanteile (C16/18 bzw. C22) durchlaufen bis zur Schlußdestillation alle Trennstufen.

Die Verarbeitung von Spaltfettsäuren, insbesondere mit einem hohen ungespaltenen Anteil von 5 bis 10 Ma-%, führt jedoch zu Problemen, wenn diese schwersiedenden Anteile durch mehrere oder sogar sämtliche Trennstufen hindurchgeführt und erst re­ lativ spät abgetrennt werden. Durch Acidolyse (saure Um­ esterung) bilden sich nämlich fortwährend kurzkettige Fett­ säuren und langkettige Tri- und Partialglyceride aus den kurzkettigen Tri- und Partialglyceriden und den langkettigen Fettsäuren. Diese laufend neu entstehenden kurzkettigen Fett­ säuren müssen aus jeder der Trennstufen entfernt werden, in denen noch ungespaltene Anteile vorhanden sind. In der Praxis behilft man sich z. B. mit einer gemeinsamen Leitung zur Rückführung der Leichtsieder aus diesen Trennstufen zur ersten Stufe.

Ein weiteres, aus der üblicherweise sehr späten Abtrennung der Schwersieder resultierendes Problem betrifft die ungesät­ tigten, langkettigen Fettsäuren. Diese sehr temperatur­ empfindlichen und bei den üblichen Sumpftemperaturen sehr re­ aktiven Fettsäuren oxidieren während der relativ langen Ver­ weilzeit im Sumpf in nicht unerheblichem Maße und führen au­ ßerdem zum Entstehen von Farbträgern und Polymeren.

Ein anderer Nachteil der bekannten Verfahren liegt darin, daß eine echte Reduzierung der Trennkomplexität durch Entnahme von Seitenabzügen nicht stattfindet. Wenn überhaupt Seitenab­ züge vorgesehen sind, so dient der Kopfabzug einer Kolonne lediglich zum Ausschleusen bzw. Rückführen unerwünschter Leichtsieder und kommt daher für eine Entnahme eines weiteren Trennproduktes in Richtung der Trennung nicht in Frage.

Die in dem bekannten Verfahren hergestellte Produktpalette besteht aus mehr oder minder reinen Fettsäurefraktionen, nicht aber aus dem gängigen Mischfraktionen, zum Beispiel Fraktionen mit 70% C8 oder 70% C12 oder einer Fraktion aus C16- und C18-Fettsäuren. Die Ausrichtung auf die Herstellung reiner Fettsäurefraktionen erschwert oder verhindert einen sogenannten Stoffverbund, zum Beispiel bezüglich der C16- und C18-Fraktionen in Richtung auf die Talgzuordnung oder auf pflanzliches Olein. Unter dem Begriff "Stoffverbund" wird die Zumischung eines Zwischenproduktes zu Zwischenprodukten aus anderen Rohstoffen oder direkt zu diesen Rohstoffen verstan­ den, wobei die Zumischung nach vorgegebenen Kriterien er­ folgt. Der Stoffverbund ermöglicht ein besonders effektives Ausnutzen der oft vielen Nebenbestandteile der Ausgangsge­ mische, die bei nativen Rohstoffen immer anfallen.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Verfahren liegt schließ­ lich in dem hohen Aufwand für die Schlußdestillation, die zur Rückstandsabtrennung eingesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei gleichbleiben­ der oder verbesserter Produktqualität den Aufwand im eingangs genannten Verfahren zum Herstellen gereinigter Fettsäure­ fraktionen bestimmter Zusammensetzung erheblich zu verringern und den Einsatz von Spaltfettsäuren mit einem hohen un­ gespaltenen Anteil zu erlauben, die Herstellung einer breiten Produktpalette zu ermöglichen und eine Möglichkeit zum Ausnutzen des Stoffverbundes zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das ungereinigte Rohfettsäuregemisch zunächst in nur drei Fraktionen auftrennt, von denen nur die schwersiedende Frak­ tion die ungespaltenen Anteile enthält, erst dann jede der drei Fraktionen getrennt voneinander weiterbehandelt, in dem man die mit unerwünschten Nebenprodukten verunreinigten Frak­ tionen gegebenenfalls reinigt und/oder diese Fraktionen schließlich in die reinen Fettsäuren oder in die Fettsäure­ gemische bestimmter Zusammensetzung auftrennt.

Wesentlich an der Erfindung ist die im ersten Verfahrens­ schritt durchgeführte Auftrennung des ungereinigten Rohfett­ säuregemisches in nur drei Fraktionen unter gleichzeitiger Gewinnung der Hauptfraktion, die gegebenenfalls in einem zweiten Trennschritt wiederum in drei Fraktionen aufgetrennt werden kann, sowie die im ersten Verfahrensschritt erfolgte Abtrennung der Schwersieder zusammen mit den ungespaltenen Anteilen und die getrennte Weiterbehandlung dieser Fraktio­ nen. Nach diesem ersten Verfahrensschritt, der in einer oder mehreren, z. B. zwei, Fraktionierkolonnen vorgenommen werden kann, ist eine Verunreinigung der beiden leichter siedenden Fraktionen durch die in der Sumpffraktion ständig neu gebil­ deten Leichtsieder weitgehend unmöglich. In der auf einer relativ hohen Temperatur gehaltene Sumpffraktion entstehen nämlich aus langkettigen Fettsäuren und kurzkettigen Partial­ glyceriden durch Acidolyse laufend kurzkettige Fettsäuren und langkettige Partialglyceride, wie bereits oben erläutert worden ist. Im Stand der Technik wird die Sumpffraktion durch sämtliche Trennstufen hindurchgeführt, so daß die laufend neu entstehenden kurzkettigen Fettsäuren die leichtersiedenden Fettsäurefraktionen verunreinigen und später wieder in auf­ wendiger Weise abgetrennt werden müssen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der Verhinderung einer solchen fortlaufenden Verunreinigung der leichtersiedenden Fraktio­ nen. Dieses Problem tritt insbesondere bei Spaltfettsäuren mit einem hohen ungespaltenen Anteil auf, so daß sich das er­ findungsgemäße Verfahren besonders zur Verarbeitung solcher Ausgangsprodukte eignet. Im erfindungsgemäßen Verfahren kön­ nen daher Spaltfettsäuren ohne vorherige Destillation einge­ setzt werden, die einen Spaltgrad von nur etwa 90% haben. Auch eine Desodorierung als Vorstufe kann entfallen.

Durch die frühzeitige Abtrennung der ungesättigten langketti­ gen Fettsäureanteile in der Schnittfolge, zum Beispiel C22 im Fall der erucasäurereichen Rapsöl-Spaltfettsäure und der C16/C18-Anteile im Fall der Kokos- oder Palmkernölfettsäure, lassen sich die im Stand der Technik bekannten Oxidationspro­ bleme weitgehend vermeiden. Durch die Oxidation entstehen im Stand der Technik Nichtfettsäure-Leichtsieder, zum Beispiel Aldehyde, Ketone, Kohlenwasserstoffe und Farbträger, die die Qualität des Endproduktes verschlechtern und am Schluß des Verfahrens wieder entfernt werden müssen. Weiterhin entstehen schwersiedende polymere Fettsäuren, die die Stoffausbeute re­ duzieren.

Da die Sumpffraktion nicht durch sämtliche Trennstufen hin­ durchgeführt werden muß, liegt ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil in der geringeren thermischen Belastung der schwer­ siedenden Anteile des Fettsäuregemisches.

Die getrennte Weiterbehandlung der genannten drei Fraktionen, die vorzugsweise die Kopf- und Sumpffraktion sowie der Sei­ tenabzug einer Fraktionierkolonne sind, reduziert außerdem den Gesamtenergieverbrauch und verringert die thermische Be­ lastung. Höhere Stoffausbeuten und kürzere Betriebszeiten sind die Folge. Ein weiterer Vorteil liegt in der Einsparung von Fraktionierschnitten und den dafür erforderlichen Aufnah­ mebehältern (Vorlagen).

Das erfindungsgemäß mögliche niedrigere Temperaturniveau nach der Abtrennung des Nachlaufs, also der Schwersieder, führt zu einer Energieeinsparung und geringeren Stoffverlusten.

Zur Reinigung der im ersten Verfahrensschritt, der Aufteilung des Rohfettsäuregemisches in nur drei Fraktionen, erhaltenen schwersiedenden Fraktion reicht eine einfache Destillation aus, wobei eine Nachspaltung nicht erforderlich ist. Diese Destillation kann mit hoher Ausbeute durchgeführt werden. Durch den Wegfall der Nachspaltung werden Probleme mit den in der Spaltung neu entstehenden kurzkettigen Fettsäuren vermie­ den.

Eine Energierückgewinnung ist auf einfache Weise durch einen Wärmeverbund realisierbar.

Der im Stand der Technik zum Entfernen der laufend neu ent­ stehenden Leichtsieder notwendige Strippdampf in der Frak­ tionierung mit den damit verbundenen Abwasserproblemen ist im erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, die aus dem Stand der Technik bekannten sogenannten "heuristischen Re­ geln" für die Schaltung von Kolonnen einzuhalten, um die In­ vestitionskosten sowie die laufenden Kosten auf optimale Weise zu reduzieren. So sollen nach diesen Regeln zum einen große Mengen möglichst frühzeitig abgetrennt werden und zum anderen leicht durchzuführende Trennungen zuerst und schwie­ rig durchzuführende Trennungen zuletzt ausgeführt werden (AIChe Journal, Vol. 29, S. 926 bis 934 (1983), insbesondere S. 927 und 928). Die anderen "heuristischen Regeln" sehen den Einsatz von Seitenabzügen für Produkte mit nicht allzu hohen Reinheitsanforderungen (unter 98%) vor. Zum anderen sollte der Seitenabzug oberhalb des Zulaufs vorgenommen werden, wenn die Mittelsieder schwieriger von den Schwersiedern abzu­ trennen sind als von den Leichtsiedern (Chem. Eng. Res. Dev., Vol. 66, S. 229 bis 239 (1988), insbesondere S. 239). Weitere, in dem erfindungsgemäßen Verfahren einhaltbare heu­ ristische Regeln, die aus dem oben genannten Artikel in AIChe Journal bekannt sind, empfehlen die Entfernung von korrosiven Bestandteilen, im vorliegenden Fall also der kurzkettigen Fettsäuren, am Anfang der Trennung sowie eine direkte Trennfolge, nämlich die Abtrennung der leichtsiedenden Kom­ ponenten zuerst.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die im ersten Verfahrensschritt erhaltenen Fraktionen die Kopf- und Sumpffraktion sowie der Seitenabzug einer Frak­ tionierkolonne.

Vorteilhaft ist eine einfache und wenig aufwendige Vorbehand­ lung der Rohfettsäure. Dazu wird vorgeschlagen, daß man das Rohfettsäuregemisch trocknet, bevor man es in die drei ge­ nannten Fraktionen aufteilt. Die Trocknung kann unter Vakuum bei 80 bis 120 mbar und Temperaturen von 100 bis 150°C vor­ genommen werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wendet man das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Fettsäurefrak­ tionen aus einem Rohfettsäuregemisch an, das aus der hydroly­ tischen Spaltung von Kokos- oder Palmkernöl erhalten worden ist. Das Rohfettsäuregemisch kann einen geringen ungespalte­ nen Anteil, aber auch einen höheren, nämlich 3 bis 10 Ma-% ungespaltenen Anteil aufweisen. Es wird daher vorgeschlagen, daß man native Fettsäuren mit 6 bis 18 C-Atomen aus einem Rohfettsäuregemisch mit Kokos- oder Palmkernfettsäuren und mit insbesondere 3 bis 10 Ma-% ungespaltenem Anteil her­ stellt, indem aus dem ungereinigten Rohfettsäuregemisch zu­ nächst Fettsäuren mit 6 bis 10 C-Atomen als Vorlauf, Fettsäu­ ren mit 12 bis 14 C-Atomen als Hauptlauf und Fettsäuren mit 16 und mehr C-Atomen als Nachlauf abtrennt, wobei diese Frak­ tionen separat voneinander weiterbehandelt werden.

Ein besonderer Vorteil liegt in der Möglichkeit, Rohfettsäu­ regemische mit einem relativ hohen ungespaltenen Anteil ver­ arbeiten zu können, und dennoch eine hohe Produktqualität zu erreichen.

Die getrennte Weiterverarbeitung von Vorlauf und Nachlauf er­ möglicht eine hohe Flexibilität. So kann der Vorlauf auf eine besondere Weise aufgearbeitet werden, die eine hohe Farbqua­ lität sicherstellt und das Problem der nicht aus Fettsäure bestehenden Leichtsieder und der polyzyklischen Aromaten (PAK) löst. Der Nachlauf kann zum Beispiel in Richtung auf Talgfettsäure oder in Richtung auf pflanzliches Olein im Sinne eines Stoffverbundes weiterverarbeitet werden.

Ein weiterer Vorteil liegt in der getrennten Herstellung der C6-Fettsäure, die bei der Verarbeitung von Kokos- oder Palm­ kernfettsäure in nur relativ kleinen Mengen anfällt, sowie die Beschränkung der aus den nicht aus Fettsäure bestehenden Leichtsiedern hervorgerufenen Probleme auf diese und nur diese Fraktion.

Hinsichtlich der Produktpalette wird eine sehr hohe Flexibi­ lität erreicht, so daß Fraktionen mit unterschiedlichen Zu­ sammensetzungen und unterschiedlichen Reinheiten, nämlich zwischen 93 und 99% hergestellt werden können.

In einem anderen besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt man C18- und C22-Fettsäurefraktionen aus einem Roh­ fettsäuregemisch her, das aus der Spaltung von erucasäure­ reichem Rapsöl gewonnen worden ist. Es wird also vorgeschla­ gen, daß man native Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen aus ei­ nem Rohfettsäuregemisch mit erucasäurereicher Rapsöl-Spalt­ fettsäure und einem Spaltgrad von 92% und mehr herstellt, in dem man aus dem ungereinigten Rohfettsäuregemisch zunächst Fettsäuren mit 16 bis 18 C-Atomen als Vorlauf, Fettsäuren mit 18 bis 20 C-Atomen als Mittellauf und Fettsäuren mit mehr als 20 C-Atomen als Nachlauf abtrennt, wobei man diese Fraktionen separat voneinander weiterbehandelt.

Dieses Verfahren kann in zwei Varianten durchgeführt werden. Zum einen kann es eingesetzt werden, um eine 92-94%ige C18- Fettsäure, und zum anderen, um eine 90-100%ige C18-Fettsäure aus der Vorlauffraktion zu erhalten.

Auch in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt ein be­ sonderer Vorteil in der hohen Flexibilität bei der Weiter­ verarbeitung der drei erhaltenen Produkthauptgruppen (Vorlauf, Mittellauf, Nachlauf). So kann der Vor- und Mittel­ lauf zum Stoffverbund geleitet werden. Der Nachlauf kann nach einer besonderen Reinigung und einer Härtung einer Fraktio­ nierung unterworfen werden, um C18-Fettsäure zu erhalten. Der Hauptlauf kann zu C22-Fettsäure (Erucasäure bzw. Behensäure) mit unterschiedlichen Qualitäten verarbeitet werden. So kann die C22-Fettsäure gehärtet oder in Richtung auf eine ungesät­ tigte Fettsäure weiterverarbeitet werden. Die Herstellung eines farbarmen Produktes mit nur geringen Anteilen an Dicar­ bonsäuren sowie an Unverseifbarem und mit unterschiedlich hohem C22-Gehalt ist möglich.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verarbeitung von Rohfettsäure aus Kokos- oder Palmkernöl, wobei die Rohfettsäure einen beliebi­ gen, bis zu 10% betragenden ungespaltenen Anteil enthalten kann,

Fig. 2 ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verarbeitung von Rohfettsäure aus Kokos- oder Palmkernöl zur Herstellung einer 70%igen C12-Frak­ tion, wobei die Rohfettsäure einen beliebigen bis zu 10% betragenden ungespaltenen Anteil erhalten kann,

Fig. 3 ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verarbeitung von Rohfettsäure aus der Spaltung von erucasäurereichem Rapsöl,

Fig. 4 Variante a des Verfahrens nach Fig. 3 zur Herstel­ lung einer 92- bis 94%igen C18-Fraktion und

Fig. 5 Variante b des Verfahrens nach Fig. 3 zur Herstel­ lung einer 98- bis 100%igen C18-Fraktion.

In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläu­ tert. Hier wie in den folgenden Beispielen wird nicht auf den Wärmeverbund eingegangen, der im erfindungsgemäßen Verfahren neben dem Stoffverbund ebenfalls möglich ist und zu weiteren Vorteilen führt.

Fig. 1 zeigt ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Aus­ führungsbeispiels zur Aufarbeitung eines Rohfettsäurege­ misches, das aus der Spaltung von Kokos- oder Palmkernöl her­ gestellt worden ist, wobei die Rohfettsäure einen beliebigen, bis zu 10% betragenden ungespaltenen Anteil enthalten kann.

Die aus Kokos- oder Palmkernfettsäuren bestehende rohe Spalt­ fettsäure C6-18 wird in einem Trockner 1 bei 80 bis 120 mbar und einer Temperatur von 100 bis 150°C entwässert. Die ge­ trocknete Spaltfettsäure wird der ersten Fraktionierkolonne 2 zugeführt. Hier erfolgt die Trennung in den Vorlauf C6-10 und den Hauptlauf C12-14 (18) und den Nachlauf C16-18 als Sumpf­ produkt. Die leichter siedenden Nichtfettsäuren, insbesondere die zwischen der C10- und C12-Fettsäure siedenden Stoffe, zum Beispiel das Pentadecanon, und maximal 5% C12-Fettsäure verbleiben im Vorlauf C6-10.

Der Sumpfabzug C16-18 SU enthält überwiegend den ungespalte­ nen Anteil und die ungesättigten Bestandteile mit maximal 0,5% C12-, 1% C14-Fettsäure und mindestens 2/3 des ungespal­ tenen Anteils und der ungesättigten Fettsäuren, bezogen auf die Spaltfettsäure C6-18.

Der Seitenabzug unterhalb des Zulaufs der Kolonne 2, der maximal 0,2% C10-Fettsäure enthält, gelangt in die nächste Fraktionierkolonne 3, die wie die übrigen Kolonnen aus einem Abtriebs- und einem Verstärkungsteil bestehen. Hier wird die C12-Fettsäure mit einem Gehalt zwischen mindestens 93 bzw. mindestens 99% über Kopf und die C14-(18)-Fraktion unterhalb des Zulaufs an der Seite mit einem Gehalt von maximal 5% C12- und maximal 30% C16/18-Fettsäure entnommen.

Im Sumpfabzug C16-18 SU der Kolonne 3 sind maximal 0,5% C12- und 1% C14-Fettsäuren enthalten. Dieser Anteil kann zusammen mit dem Sumpfablauf der Kolonne 2 in Richtung Destillation 5 und/oder Stoffverbund abgeführt werden oder auf andere Weise, zum Beispiel mittels C16/18-Fraktionierung, weiterverarbeitet werden. Der aus der Destillation erhaltene Rückstand hat ein Restsäuregehalt entsprechend einer Säurezahl von maximal 60.

Der Seitenabzug der zweiten Kolonne 3 wird der dritten Ko­ lonne 4 seitlich zugeführt und dort in die C-12/70-Fraktion über Kopf, die Fertigfraktion C14 an der Seite oberhalb des Zulaufs und in einen Restanteil C16-18 SU zerlegt. Die C12- Fettsäure fällt mit einem Gehalt von 65 bis 77% an. Die C14- Fettsäure hat einen Gehalt von mindestens 94 bzw. 98,5%, je nach dem Ausgangsprodukt Kokosöl oder Palmkernöl. Der Restan­ teil C16-18 SU kann dem Stoffverbund (z. B. C18-Herstellung) direkt zugeführt werden.

Der aus der Kolonne 2 über Kopf abgezogene Vorlauf C6/10 wird nach einer speziellen Behandlung 6, nämlich einer Reinigung, seitlich einer vierten Fraktionierkolonne 7 zugeführt. Hier wird über Kopf ein C6-Vorschnitt abgetrennt, der die leichter siedenden Nichtfettsäuren, insbesondere die zwischen der C6- und C8-Fettsäure siedenden Stoffe, zum Beispiel das Methyl­ nonylketon, und maximal 50% C8-Fettsäure enthält.

Seitlich oberhalb des Kolonnenzulaufs wird eine Vorlauffrak­ tion abgezogen, die maximal 1% C6-Fettsäure, zwischen 54 und 64% bzw. 68 bis 72%, je nach eingesetztem Rohstoff, C8- Fettsäure und maximal 2% C12-Fettsäure enthält. Alternativ kann auch eine C8-Vorlauffraktion seitlich oberhalb des Ko­ lonnenzulaufs abgezogen werden, die maximal 0,5 C6- und min­ destens 93 bzw. 99% C8-Fettsäure enthält.

Aus dem Sumpf werden die C10/12-Kettenbestandteile abge­ trennt, in denen maximal 5% C8-Fettsäure enthalten sind. Dieser Sumpfabzug C10-12 SU wird einer weiteren Kolonne 8 seitlich zugeführt. Hier werden die Restbestandteile an C8- Fettsäure über Kopf abgetrennt. Sie enthalten maximal 50% C10-Fettsäure. Das Kopfprodukt wird zurückgeführt und seit­ lich in die Kolonne 7 zusammen mit dem behandelten Vorlauf C6-10 seitlich eingespeist. Eine C10-Fraktion, die maximal 1% C8- und mindestens 93 bzw. mindestens 98,5% C10-Fettsäure enthält, wird seitlich oberhalb des Zulaufs aus der Kolonne 8 abgezogen. Die C12-Kettenbestandteile werden als Sumpfabzug erhalten. Sie enthalten maximal 1% C10-Fettsäure und/oder alle zwischen den C10- und C12-Fettsäuren siedenden Nicht­ fettsäuren. Der Sumpfabzug kann in die C12-Herstellung (Kolonne 3) oder in die Spaltfettsäure C6-18 oder gegebenen­ falls zur thermischen Entsorgung geführt werden.

Fig. 2 zeigt eine Variante zum Verfahren nach Fig. 1. Hier werden Rohfettsäuren mit unterschiedlichen Anteilen verarbei­ tet, die bis zu 10% an ungespaltenem Öl haben können. Diese Verfahrensvariante dient zur Herstellung großer Mengen von 70%iger C12-Fettsäure. Diese Fraktion wird im Unterschied zum Verfahren nach Fig. 1 als Hauptlauffraktion oberhalb des Ko­ lonnenzulaufs an der Seite entnommen. In Fig. 2 wird die Fraktion als "C12/70 Fraktion" bezeichnet. Sie enthält maxi­ mal 0,5% C8-, 2% C10-Fettsäure und 65 bis 77% an C12-Fett­ säure. Der als Sumpf abgezogene C16-18-Nachlauf enthält maxi­ mal 0,5% C12- und 1% C14-Fettsäure.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung be­ schrieben, die sich mit der Verarbeitung von Spaltfettsäure beschäftigen, die aus erucasäurereichem Rapsöl hergestellt worden sind. Eingesetzt werden undestillierte Spaltfettsäuren (Ra 16-22 in Fig. 3) mit einem ungespaltenen Anteil bis zu 8%.

Nach einer wie in den bisher beschriebenen Verfahren durchge­ führten Entwässerung im Trockner 1 wird die Spaltfettsäure der ersten Kolonne 2 seitlich zugeführt. Hier erfolgt die Trennung in die drei Produktgruppen, den Verlauf Ra 16-18 als Kopfabzug, den Mittellauf Ra 18-20 als Seitenabzug und den Hauptlauf Ra 22 als Sumpfabzug. Im Vorlauf sind maximal 5% Fettsäure mit einer Kettenlänge von mehr als C18 enthalten. Der Kopfabzug RA 16-18 kann direkt dem Stoffverbund in Rich­ tung Sojaölverarbeitung zufließen oder zur C16/18-Herstellung geleitet werden. Der seitlich oberhalb des Kolonnenzulaufs abgezogene Mittellauf enthält mindestens 20% und maximal 60% C20/22-Fettsäure. Der Seitenabzug wird dem Stoffverbund in Richtung Fischfettsäureverarbeitung zugeordnet.

Im Sumpfabzug sind alternativ mindestens 84% C22′-Fettsäure oder mindestens 92% C22′-Fettsäure oder mindestens 92% C22- Fettsäure zusammen mit maximal 0,2% C14-Dicarbonsäure ent­ halten. Der Apostroph zeigt an, daß es sich um einfach unge­ sättigte Fettsäuren handelt. Der Sumpfabzug kann einer Destillation 9 zur Herstellung von Erucasäure C22′ oder al­ ternativ zur Härtung 10 mittels Hydrierung und anschließender Destillation zur Herstellung- von Behensäure C22 zugeführt werden.

Im ersten Fall sind im Sumpfabzug vorzugsweise mindestens 92% C22′-Fettsäure und maximal 1% Unverseifbares enthalten, und das Endprodukt Erucasäure hat nach der Destillation einen Farbwert nach Hazen von maximal 200. Alternativ hat der zur Herstellung von Erucasäure eingesetzte Sumpfabzug einen Ge­ halt von mindestens 92% C22′-Fettsäure und maximal 1% Un­ verseifbarem sowie einen C14-Dicarbonsäuregehalt von maximal 0,2%, wobei das Endprodukt Erucasäure nach der Destillation einen Farbwert nach Hazen von maximal 200 hat.

Bei der Herstellung der Behensäure erhält man nach der Här­ tung des Sumpfabzuges bis zu einer Jodzahl von maximal 3 und einer anschließenden Destillation ein Produkt mit mindestens 84% C22-Fettsäure und maximal 2% Unverseifbarem. Für beson­ ders hohe Qualitätsansprüche kann bei der Behensäureherstel­ lung auch von einem Destillat vor der Durchführung der Här­ tung ausgegangen werden. In diesem Fall wird also zunächst destilliert und dann das erhaltene Destillat bis zu einer Jodzahl von maximal 1,5 gehärtet und anschließend erneut destilliert, um ein Produkt mit mindestens 84% C22-Fettsäure und maximal 1% Unverseifbarem zu erhalten, das einen Farb­ wert von Hazen von maximal 120 aufweist.

Zur Weiterverarbeitung des Kopfabzugs der Kolonne 2 (Fig. 3) werden die in den Fig. 4 und 5 im Fließbild dargestellten alternativen Varianten vorgeschlagen.

In der Variante nach Fig. 4 wird der Kopfabzug nach einer Härtung bis zur einer Jodzahl von maximal 1 seitlich der Fraktionierkolonne 3 zugeführt. Das als C16/70 bezeichnete Kopfprodukt enthält mindestens 62% und maximal 69% C16- Fettsäure. Die seitlich oberhalb des Zulaufs abgezogene Fer­ tigfraktion C18/92-94 enthält mindestens 93% und maximal 97% C18-Fettsäure. Das als C(18) 20 SU bezeichnete Sumpfprodukt enthält maximal 50% C18-Fettsäure. Es wird dem Stoffverbund zugeführt.

Alternativ wird das Kopfprodukt von Kolonne 2 entsprechend dem Verfahren nach Fig. 5 weiterverarbeitet. Nach der Här­ tung bis zu einer Jodzahl von maximal 1 wird dieses Produkt der Kolonne 2 seitlich zugeführt. Dort wird über Kopf das Produkt C16/70 entnommen, das mindestens 62% und maximal 69% C16-Fettsäure enthält. Im Sumpf wird das als C18-20 SU be­ zeichnete Produkt abgenommen, das maximal 1% C16-Fettsäure enthält. Es wird seitlich einer weiteren Fraktionierkolonne 4 zugeführt, an der die Fertigfraktion C18/98-100 mit min­ destens 98% C18-Fettsäure und maximal 1% C16-Fettsäure über Kopf und das als C(18) 20 SU bezeichnete Produkt mit maximal 50% C18-Fettsäure als Sumpf entnommen wird. Dieses Sumpfpro­ dukt wird dem Stoffverbund zugeführt.

Bezugszeichenliste

1 Trockner
2 Kolonne
3 Kolonne
4 Kolonne
5 Destillation
6 spezielle Behandlung
7 Kolonne
8 Kolonne
9 Destillation
10 Härtung

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen gereinigter Fettsäurefraktionen bestimmter Zusammensetzung aus einem Rohfettsäurege­ misch, das durch Spaltung von natürlichen Fetten und Ölen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs erhalten worden ist, mittels Reinigung und Fraktionierung, dadurch gekennzeichnet, daß man das ungereinigte Rohfettsäuregemisch zunächst in nur drei Fraktionen auftrennt, von denen nur die schwer­ siedende Fraktion die ungespaltenen Anteile enthält, erst dann jede der drei Fraktionen getrennt voneinander weiterbehandelt, indem man die mit unerwünschten Neben­ produkten verunreinigten Fraktionen gegebenenfalls rei­ nigt und/oder diese Fraktionen schließlich in die reinen Fettsäuren oder in die Fettsäuregemische bestimmter Zu­ sammensetzung auftrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im ersten Verfahrensschritt erhaltenen Fraktio­ nen die Kopf- und Sumpffraktion sowie der Seitenabzug einer Fraktionierkolonne sind.

3. Verfahren nach einem der-vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohfettsäuregemisch trocknet, bevor man es in die drei genannten Fraktionen aufteilt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man native Fettsäuren mit 6 bis 18 C-Atomen aus ei­ nem Rohfettsäuregemisch mit Kokos- oder Palmkernfettsäu­ ren und mit insbesondere 3 bis 10 Ma-% ungespaltenem An­ teil herstellt, indem man aus dem ungereinigten Roh­ fettsäuregemisch zunächst Fettsäuren mit 6 bis 10 C-Ato­ men als Vorlauf, Fettsäuren mit 12 bis 14 C-Atomen als Hauptlauf und Fettsäuren mit 16 und mehr C-Atomen als Nachlauf abtrennt, wobei diese Fraktionen separat von­ einander weiterbehandelt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man native Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen aus ei­ nem Rohfettsäuregemisch mit erucasäurereicher Rapsöl- Spaltfettsäure und einem Spaltgrad von 92% und mehr herstellt, indem man aus dem ungereinigten Rohfettsäure­ gemisch zunächst Fettsäuren mit 16 bis 18 C-Atomen als Vorlauf, Fettsäuren mit 18 bis 20 C-Atomen als Mittel­ lauf und Fettsäuren mit mehr als 20 C-Atomen als Nach­ lauf abtrennt, wobei man diese Fraktionen separat von­ einander weiterbehandelt.