DE1962607A1

DE1962607A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Spalten von Soapstock

Info

Publication number: DE1962607A1
Application number: DE19691962607
Authority: DE
Inventors: Rodger Gadefaix; Jean Klere
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1968-12-17
Filing date: 1969-12-13
Publication date: 1970-07-09
Also published as: SE360673B; GB1292126A; FR1602818A; ZA698680B; BR6915063D0; ES374614A1; BE743242A; AT295703B; NL6917290A; CH522727A

Description

Museumpark 1, Rotterdam/Holland

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Spalten von Soapstook.

Priorität: Französische Patentanmeldung Nr. 178 690 vom 17.Dezember 1968

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Spalten von Soapstock und auf eine zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Soapstock, bestehend aus einer Mischung von Seife, öl, Wasser und verschiedenen anderen geringeren Bestandteilen, ist ein Nebenprodukt der Raffinierung von ölen, wenn rohe Grlyceridöle mit einer alkalischen Lösung neutralisiert werden. Während der Raffinierung werden die in den Rohölen vorhandenen freien Fettsäuren durch das alkalische Medium neutralisiert. Die gebildete Seife wird zusammen mit gewissen in dem Rohöl vorhandenen Verunreinigungen von dem raffinierten Öl abgetrennt» Dieses Produkt kann als Ausgangematerial für andere Verfahren verwendet werden, z.B· zur Herstellung von Toiletteseife. Es ist übliche Praxis, den Soapstock zusammen mit einer anorganischen Säure, insbesondere Schwefelsäure, zu verrühren, um die sauren öle freizusetzen, welche Mischungen aus Glyceriden und freien fettsäuren sind· Diese sauren öle werden dann abgetrennt und nach Entferiumg der restlichen Glyoeride weiter gereinigt, z.B. durch Destillation, um sie zur Verwendung als Ausgangsmaterial für die Herstellung von

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Toiletteseife geeignet zu machen. Im Hinblick auf die grossen zu "behandelnden ilüssigkeitsmengen ist es erwünscht, die Spaltung von Soapstook in kontinuierlicher Weise durchzuführen,. Jedoch ist bis heute ein solch kontinuierliches Verfahren mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden gewesen_e

Diese Schwierigkeiten sind die folgenden. Die Verwendung anorganischer Säuren, insbesondere konzentrierter Schwefelsäure, schuf sehr schwierige Korrosionsprobleme. Daher ist es kaum möglich gewesen, beispielsweise Pumpen oder andere rotierende oder sich bewegende mechanische Teile zu benutzen, um innige Mischung von Säure und Soapstock zu bewirken und diese Stoffe zu fördern₀

lerner wurden unter den heute angewendeten Bedingungen verhältnismässig lange Ruhezeiten benötigt, damit die sauren Öle sich von der wässrigen Schicht abtrennen konnten, was naturgemäss bei einem kontinuierlichen Verfahren nicht zulässig ist. Überdies werden ohne zusätzliche Massnahmen sehr hartnäckige Emulsionen oft gebildet, welche schwierig zu brechen sind, sodass verhältnismässig grosse Mengen an saurem öl von dem sauren Wasser mitgenommen werden·

Ein wesentlicher Zweck der Erfindung besteht darin, ein kontinuierliches Verfahren für das Spalten von Soapstock mit anorganischen Säuren, insbesondere Schwefelsäure, zu schaffen, wobei die erwähnten Schwierigkeiten vermieden sind.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens zu schaffen·

Gemäss der Erfindung werden saure, freie Fettsäuren enthaltende öle in kontinuierlicher Weise aus Soapstook freigesetzt und aus der sauren wässrigen Schicht in kontinuierlicher Weise abgetrennt duroh ein Verfahren, welches umfasst: kontinuierliches Vermisohen eines

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Wasserdampfstromes mit einem Strom einer anorganischen Säure und anschliessend mit einem Strom einer Seifenlösung, Fördern der erhaltenen Mischung in ein Trenngefäss zur Bildung einer öligen und einer wässrigen Schicht und Trennen dieser Schichten.

Das Verfahren wird vorzugsweise dadurch-ausgeführt, dass das Vermischen durch Einsaugen der Säure und des Soapstocks in den Dampfstrom bewirkt wird, zweckmässigerweise unter zweimaliger Verwendung des Venturiprinzips (ein Prinzip, welches häufig in Hydroaspiratoren benutzt wird). In e|ner bevorzugten Aus führungsform der Erfindung wird daher das Vermischen durch Benutzung von zwei in Reihe geschalteten Venturirohren'bewerkstelligt. Der Dampf wird in das erste Venturirohr eingeführt. Beim Verlassen dieses Rohrs erzeugt der Dampf einen unteratmosphärischen Druck, welcher das Einsaugen der anorganischen Säure und ihr inniges Vermischen mit dem Dampfstrom in dem unteren Teil dieses Venturirohrs verursacht. Die erhaltene Mischung geht dann durch das zweite Venturirohr und das beschriebene Verfahren wiederholt sich mit der Abänderung, dass anstelle anorganischer Säure jetzt der Soapstock eingesagt wird. Die Mischung geht dann durch eine Druckausgleichkammer, die vorzugsweise mit der Aussenatmosphäre verbunden ist, um jegliche störende Druckschwankungen zu vermeiden, wonach die Mischung vorzugsweise nach weiterem gründlichen Vermischen, z.B. in einer Verdichtungszone dieser Kanmer, in den unteren Teil des Trenngefässes fliesst. Beim Einsaugen der Soapstocklösung verursacht die heisse Mischung aus Dampf und anorganischer Säure ein fast augenblickliches Freisetzen der in den gebildeten Seifen gebundenen Fettsäuren, sodass die gesamte Mischung, wenn sie in dem Trenngefäss ankommt, schon voll- " ständig gespalten wurde. Weil die eingeführten Seifen somit unmittelbar in die freien Fettsäuren umgewandelt werden, wird die Bildung von Emulsionen verhindert.

Die Ausmasse des Trenngefässes, welches mit der Mischapparatur verbunden ist, sind solche, dass die Geschwindigkeit

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der in dieses Grefäss eintretenden Mischungjbeträchtlich verringert wird, um eine tatsächlich vollständige !Trennung -in eine obere ölige Phase und eine untere wässrige Phase vorzusehen. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche des Rohrs , durch welches die Mischung in das Trenngefäss eingeführt wird, 1 bis 1O# der Querschnittsfläche des Tremagefässes·

Is wurde auch als sehr vorteilhaft gefunden, die Fliessgeschwindigkeit der Mischung noch weiter zu verlangsamen durch Versehen des Trenngefässes mit einer Packzone und Einführen der Mischung in dem unteren Teil dieser Packzone.

Die freigesetzten und freie Fettsäuren enthaltenden sauren Öle werden mittels eines Überlaufs im oberen Teil des Trenngefässes abgezogen, während das saure Wasser vom Boden dieses Gefässas abgezogen wird»

Obwohl bei dem beschriebenen Verfahren jede anorganische Säure benutzt werden kann, wird vorzugsweise Schwefelsäure, insbesondere 20-30 ΪΓ Schwelelsäure verwendet, weil durch das Vermischen des Wasserdampfstromes und de» konzentrierten anorganischen Säure eine beträchtliche Wärmemenge freigesetzt wird, welche zusätzlich den Dampfstrom aufheizt. Selbstverständlich ist das erfindungsgemässe Verfahren nicht auf das Spalten von Soapstock beschränkt, welcher bei der Raffinierung roher G-lyceridöle anfällt. Aus anderen Verfahren stammende Seifenlösungen können ebenfalls verwendet werden, z.B. Seifenlösungen aus der Herstellung synthetischer" Fettsäuren· Somit ist also die Anwesenheit von Glyeeriden in dem Soapstock oder in dem sauren öl für das erfindungsgemäsBe Verfahren nicht wesentlich.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens werden nun noch an den Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des oberen Teils der Vorrichtung, worin die Materialien eingeführt werden,

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und Pig« 2 ist eine schematische Darstellung der gesamten Apparatur einschließlich der Trenneinrichtung. In Pig·. 1 tritt der Wasserdampfstrom in die Vorrichtung ein durch leitung 1, welche einen sich konisch gegen das Ende 2 verringernden Querschnitt besitzt. Leitung 1 ist von einem Rohr 3 weiteren Durchmessers umgehen, welches mit einem Teil 4 von noch weiterem Durchmesser (eier Druckausgleichskammer) verbunden ist· Der Leitung 1 an der öffnung 2 verlassende Dampfstrom wird auf den Einlass 5 eines anderen engen Rohrs 6 gerichtet, dessen öffnung einen sich konisch nach dem oberen Ende des Rohres x±xk erweiternden Querschnitt besitzt. Der Durchmesser von Rohr 6 ist grosser als derjenige von Rohr 1 und erweiter* sich vorzugsweise allmählich am unteren Teil. Der Einlass von Leitung 6 ist an der Wand des oberen Teils von Leitung J befestigt, sodass der obere Teil von Leitung 3 nur mit dem unteren Teil von Leitung 3 über Leitung 6 verbunden ist. Wenn der Dampfstrom die Auslassöffnung 2 von Leitung 1 verlässt, erzeugt er einen unteratmosphärischen Druck, welcher das Einsaugen der anorganischen Säure durch Einlassöffnung 7 verursacht.

Die anorganische Säure und der Dampfstrom werden gründlich in der Einlassöffnung 5 gemischt, wobei eine beträchtliche Wärmemenge freigesetzt und die Mischung aufgeheizt; wird. Das erhaltene Gemisch fliesst aus Leitung 6 zu Rohr 14 unter ^raeugung eines unteratmosphärisohen drucks in dem unteren Teil von Leitung 3» welcher das Einsaugen des Soapstooks durch Einlassöffnung 8 in öffnung 9 von Rohr 14 verursacht· Während der Berührung des Soapstooks und der sauren Mieohung in Rohr 14 wird der gröesere Teil der Seifen in freie Fettsäuren übergeführt· Das gesamte Gemisoh tritt dann in den Teil 4 der Apparatur ein, welohe mit einer Packschioht 10 versehen sein kann· Diese Schicht dient zum weiteren Dispergieren der Bestandteile der Mischung, sodass die Reaktion in dieser Kammer vollendet wird. Teil 4 ist an die Atmosphäre über Leitung 11 angeschlossen, um Druok~

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Steuereinrichtungen, z.B. ein Überwachungsgerät bei 12^. (Pig. 2) mit Teil 4 verbunden sein. Die Mischung verlässt dann die Druckausgleichskammer 4 über Leitung 13» durch welche sie zu dem in Fig. 1 nicht gezeigten Trenngefäss gefördert wird.

In Fig. 2 ist die ganze Vorrichtung dargestellt, wobei das Trenngefäss mit 15 bezeichnet ist, welches mit dem oberen Teil der Vorrichtung mittels einer Einlassleitung 13 verbunden ist. Vorzugsweise ist in dem Trenngefäss eine Packschicht 16 vorgesehen, welche sich vom Siebboden 17 bis zu der durch Bezugszeichen 18 angegebenen Höhe erstreckt« Die Auslassöffnung 19 von leitung 13 liegt in der Packschicht, vorzugsweise in ihrem unteren Teil. Der gespaltene Soapstock wird in der Packzone verteilt, wo die Fliessgeschwindigkeit verlangsamt wird und die Zerlegung in eine leichtere Phase das saure Öl - und eine schwerere Phase - das saure Wasser mit einem Gehalt an Verunreinigungen - stattfindet. Das saure Öl sammelt sich im Raum 20 des Trenngefässes und wird mittels des Überlaufs 21 abgezogen. Das saure Wasser fliesst nach unten durch Siebboden 17 und wird am Boden des Apparats durch öffnung 22 entleert. Um den Durchsatz so wenig wie möglich zu beeinträchtigen ist es erwünscht, eine Packzone mit einem freien Raum von etwa 70-95$ des Volumens dieser Packzone zu verwenden. Um dieser Forderung zu entsprechen bestehen die fi Packkörper vorzugsweise aus grossen hohlen Zylindern odär Sätteln eines inerten · Materials , wie Glas, Porzellan, glasiertem Porzellan oder nichtrostendem Stahl. Die Druckausgleichskammer kann mit einer Packzone gleicher Art ausgerüstet sein· Die ganze Vorrichtung besteht aus einem inerten Material, z.B. Glas, oder einem twrtww Material mit einer inerten inneren Auskleidung·

Eine besondere AusfUhrungeform hatte folgende Ausmasse»

Höhe des Irenngefäsees von der Auslassöffnung des sauren Wassers* bis zu der Stell· , wo es mit dem Einlassroar verbunden ist: 1^950 mmf Purohmesier des TrenngefäsBea»500

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Höhe der Packschicht: 500 mmj Höhe des oberen Teils der Vorrichtung, berechnet von der Spitze "bis zu der Stelle, wo Rohr 13 an das Trenngefäss angeschlossen ist: 990 mmj Gesamthöhe der Vorrichtung: 2940 mmj. Durchmesser des Teils 4 des oberen Teils der Vorrichtung: 150 mm; Höhe der Packschicht in Teil 4s 150 mmj Durchmesser von Ruhr 1 : 14 mm, Durchmesser von Rohr 3: 50 mm. Die Temperatur des injezierten Wasserdampfs ist etwa 100-120°0, die Temperatur der Schwefelsäure etwa Raumtemperatur und die Temperatur des Soapstocks etwa 80-95°0. Der Durchsatz der Vorrichtung von diesen Ausmassen schwankt zwischen 6 bis 13 Tonnen/m /Stunde.

Beispiel 1

In einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 2 wurde Kokosölsoapstock behandelte Der Soapstook war durch Neutralisieren von rohem, freie Fettsäuren enthaltendem Kokosöl mittels einer wässrigen alkalischen lösung erhalten worden* Der Wasserdampf hatte eine Temperatur von 110⁰C und wurde unter einem Druck von 0,5-1,5 kg/cm eingeführt. Die Schwefelsäure hatte eine Konzentration von 27 N und besass Raumtemperatur. Der Soapstock hatte eine Temperatur von 85⁰O. In Teil 4 der Vorrichtung war eine kleine Packschicht vorhanden, welche aus gläsernen Raschig-Ringen von 50 mm bestand. Die Packzone des Trenngefässes enthielt Füllkörper der gleichen Art. Die Menge an Fettmaterial im Kokosölsoapstock war 10#. Das saure Öl, welches in kontinuierliche Weise durch Auslassöffnung 21 abgezogen wurde, hatte einen Wassergehalt von 1#, einen Seifengehalt unter 0,1$ und enthielt nur Spuren von Schwefelsäure. Bas pH des sauren Wassers war 0,1.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abänderung, dass Palmölsoapstock anstelle von Kokosölsoapstock behandelt wurde. Die Verfahrensbedingungen waren die gleichen Der Palmölsoapstock enthielt 5$ Fettmaterial, Das saure Öl hatte einen Wassergehalt von etwa 1,3$, einen Seifengehalt von weniger als 0,1$ und enthielt nur Spuren

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von anorganischer Säure. Das pH des sauren Wassers war etwa 0,1 β

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Claims

Patentansprüche

(IJ, Verfahren zum kontinuierlichen freisetzen eines sauren, freie Fettsäure enthaltenden Öls aus einer Seifenlösung, dadurch gekennzeichnet , dass ein Strom aus Wasserdampf mit einem Strom einer anorganischen Säure und dann mit einem Strom einer Seifenlösung in kontinuierlicher Weise gemischt, die sich ergebende Mischung in ein Trenngefäss zur Bildung einer öligen und einer wässrigen Schicht gefördert wird und die Schichten getrennt werden.
2. Verfahren nach A_nsprucn -| _f dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen mittels zweier in Reihe geschalteter Venturirohre bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Misohung der Bestandteile, bevor sie in das Trenngefäss eingeführt wird, in einer Packzone dispergiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Misohung in den unteren !eil des Trenngefässes eingeführt wird , woraus das freigesetzte saure Öl durch einen Überlauf im obefen Teil des Trenngefässes und das saure Wasser vom Boden des Gefässes abgezogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Misohung der Bestandteile in den unteren Teil einer in dem Trenngefäss vorhandenen Packzone eingeführt wird.
6. Vorriohtung zur Ausführung dee Verfahrens von Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet _f dass sie umfasst ι Mittel zum Einspeisen von. Wasserdampf in eine Leitung, Mittel zum Einführen eines Strome einer anorganischen Säure und eines Strome der Seifenlösung an aufeinanderfolgenden Stilen in den Dampfstrom, Mittel zum Fördern der eioh ergebenden Strömty^ in ein Trenn-

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gefäss und Mittel zum Abziehen des freigesetzten:sauren Öls und des sauren Wassers.
7.Torrichtung nach Anspruch 6 und zum Ausführen der Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine MischeinrichTtung, welche sich mittels einer Entleerungsleitung in ein Trenngefäss entleert, wobei die Entleerungsöffnung dieser leitung in der unteren Hälfte des Trenngefässes liegt und die Querschnittsfläche der Entleerungsleitung 1-10$ der Querschnittsfläche des Trenngefässes beträgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass das Irenngefäss mit einer Packzone versehen ist.
9. Vorrichtung nach -Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsöffnung der Entleerungsleitung der Mischeinrichtung sich in den unteren Teil der Packzone im Trenngefäss entleert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η zeichne t, dass die Mischeinrichtung mindestens zwei in Reihe miteinander verbundene Venturirohre umfasst, welche sich in eine Bruckausgleichkammer entleeren«
11. Vorrichtung nach ^Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die druckausgleichskammer mit einer Packzone versehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet , dass sie aus Glass besteht oder mit einer inneren Emailauskleidung versehen ist.

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