DE2344683C2 - Verfahren zur Aufarbeitung von Soapstock - Google Patents
Verfahren zur Aufarbeitung von SoapstockInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D13/00—Making of soap or soap solutions in general; Apparatus therefor
- C11D13/02—Boiling soap; Refining
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Soapstock unter Verwendung von Mineralsäure.
Bei der Entfernung der freien Fettsäuren aus pflanzlichen oder tierischen ölen oder Fetten mit
Glyccridstmktur, nachfolgend zusammenfassend als öl bezeichnet, mittels Neutralisationsmitteln separiert
sich von der Phase des neutralen Öles eine spezifisch schwerere Phase, der Soapstock.
Als Neutralisationsmittel dienen meist wässerige Lösungen der Hydroxide oder Carbonate der Alkalien
oder Ätzalkalien oder Mischungen dieser Verbindungen. Überwiegend findet wässerige Natronlauge
Verwendung. Dabei ist zur Neutralisation der freien Fettsäuren ein Überschuß an Neutralisationsmittel über die theoretisch notwendige Menge erforderlich,
um die Hydrolyse der Seife zurückzudrängen, die Fließeigenschaften des Soapstock zu verbessern,
die Tendenz zur Emulsionsbildung zu vermindern und den Verbrauch an Neutralisationsmittel
durch die in geringem Maße ablaufende parasitäre Verseifung von neutralem Öl auszugleichen. Der
Überschuß kann in Abhängigkeit von der Sorte und der Qualität des zu neutralisierenden Öles, seines
Gehaltes an Schleimstofien, sowie der technischen
Durchführung des Neutttütsationsprozesses, nämlich
der Art und der Konzentration des Neutralisationsmittels, der Temperatur, der Anwendung des kontinuierlichen oder des diskontinuierlichen Verfahrens
bis zu 150Vo der stöchlometrischen Menge betragen. Meistens liegt er zwischen 10 und 60·/·.
Im Soapstock befinden sich außer der im wesentlichen durch die Neutralisation der freien Fettsäuren
angefallenen Seife stets auch beachtliche Mengen an neutralem öl. Der Soapstock xnthäit weiterhin das
Überschüssige Neutralisationsmittel und Schlelmstoffe. soweit solche In dem zur Neutralisation ge
langten rohen öl vorhanden waren, und Wasser, das entweder zum Ansetzen der Lösung der Neutralisationsmittel,
zur Verdünnung des Soapstock oder zu Wasch- und Spülvorgängen diente.
Der Soapstock wird bei Temperaturen nahe 100° C mit Mineralsäure, vorzugsweise mit Schwefelsäure, aufgearbeitet. Dabei werden die fettsauren Salze der Neutralisationsroittel in die mineralsauren umgewandelt, d. h. die Seifen zerstört und die so freigesetzten
Der Soapstock wird bei Temperaturen nahe 100° C mit Mineralsäure, vorzugsweise mit Schwefelsäure, aufgearbeitet. Dabei werden die fettsauren Salze der Neutralisationsroittel in die mineralsauren umgewandelt, d. h. die Seifen zerstört und die so freigesetzten
ίο Fettsäuren aus der wässerigen Phase aufgerahmt.
Dieser Prozeß ist als Soapstock-Spaltung bekannt. Die oben abgeschiedene Schicht ist die rohe Raffinationsfettsäure
oder Rohfettsäure, die untere Schicht das Sauerwasser, das auf Grund des eingesetzten
Überschusses an Mineralsäure saure Reaktion aufweist.
Die Rohfettsäure enthält außer den aus ihren Seifen freigesetzten Fettsäuren auch die Mengen an
neutralem Öl, die im Verlauf des Neutralisations\organges mit in den Soapstock gelangen, sowie unverseifbare
organische Bestandteile, Reste an Schleimstofien und Feuchtigkeit mineralsarrer Reak.ion. da
die Separierung durch Absitzenlassen nie ganz vollständig gelingt. Um nachgeschaltete Prozeß-Installa-
tionen vor Korrosion und die Fettsäure von Qualitätseinbußen
durch die verbliebenen Mineralsäurespuren zu bewahren, wäscht man d'ese mit Wasser
aus. Dabei kommt es unter dem Einfluß der Schleimstoffe mitunter zur Bildung schwer trennbarer Emulsionen.
Trotz eines erheblichen Überschusses an Mineralsäure, der bis über 1000<o betragen kann, ist die
technische Soapstock-Spaltung ein nur langsam ablaufender Vorgang. Außerdem wird die Trennung
der Rohfettsäure von dem Sauerwasser häufig durch voluminöse Zwischenschichten verzögert, in denen
Schleimstoff-Anreicherungen analytisch nachweisbar sind. Wegen des stark korrosiven Systems, welches
werkstoffmäßig für technische Verfahren noch nicht beherrscht wird, werden beschleunigt trennende
mechanische Hilfsmittel wie Zentrifugen nicht eingesetzt. Weiter sind trotz der deutlich unterschiedlichen
Dichte von organischer Phase und Sauerwasser und der mehrstündigen Kochung im stark sauren Milieu
die kolloid im Sauerwasser verbleibenden Fettmengen so hoch, daß sie neben dem niedrigem pH-Wert dieses
Wassers eine starke Belastung des Abwassers darstellen.
Die Rohfettsäure ist auf Grund ihrer Zusammensetzung,
ihrer dunklen Farbe und ihres Geruchs für viele Zwecke ungeeignet und wird daher vorzugsweise
durch Vacuumdestillation gereinigt, aus der sie als Destillat abgezogen wird. Im Destillationsrückstand
sammeln sich die Neutralöle, die während der Soapstock-Spaltung in der Rohfettsäure anfallen. Zur
Überführung auch dieser Neutralöle in den destillierbaren Zustand sind zwei Verfahren bekannt. Ent·
weder werden zunächst die freien Fettsäuren von dem nicht destillierbaren Rückstand abdestilliert, um die sen sodann einer Hydrolyse, der sogenannten Fett·
spaltung zu unterwerfen, oder die gesamte anfallende Rohfettsäure wird sogleich hydrolysiert und anschließend destilliert. In beiden Fällen werden die
Prozeßanlagen mit großen Baltastmengen beauf·
schlagt. In dem einen Falte wird das nicht destillierbare Neutralöl durch die Destillation geschleppt, im
anderen Falle beansprucht die Fettsäure großen Raum in den Hydrolyseanlagen, abgesehen davon,
daß ihre Anwesenheit sich ungünstig auf das sich im Verlauf der Fettspaltung einstellende Reaktionsgleichgewicht auswirkt. Diese Ballastmengcn führen
nx hohem Aufwand bei den Betriebskosten und bei
der Erstellung neuer Anlagen, Besonders letzterer fällt wegen der auf Grund des aggressiven Korrosionsverhaltens
der Fettsäuren unter Prozeßbedingungen erforderlichen Einsatzes hochwertiger Edelstahllegierungen
ins Gewicht, da nämlich zugleich auch die mechanischen Anforderungen an das Material
zu hoch sind. Müssen doch bei der aus Gründen der Rationalität überwiegend eingesetzten Fettspaltung
unter hohem Druck bei Temperaturen bis zu 260° C Drücke bis zu 50 atü ausgehalten werden.
Die mehrfache thermische Belastung der Ballastmengen wirkt sich außerdem ungünstig auf Ausbeute
und Qualität dieser empfindlichen Fettsubstanzen aus.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Aufarbeitung von Soapsiock zu schaffen, bei dem
die Behandlung der Rohfettsäure vereinfacht, wirtschaftlich verbessert sowie produkifreundlicher
durchgeführt und die Belastung des Abwassers durch das Sauerwasser verringert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor dem Einwirken der Mineralsäure der
Soapstock einer verseifenden Behandlung unterworfen wird.
Die in den Neutral' ationsprozeß der öle eingespeisten
überschüssigen Neutralisationsmittel, die man im Soapstock wieder ausvrägt, ./erden erfindungsgemäß
nicht mit Mineralsäure: unbesetzt, sondern wirken vorzugsweise bei mäßig erhöhter Temperatur
und entsprechendem Druck verseifend auf die noch verseifbaren Bestandteile des Soapstock, im
wesentlichen Neutralöl und Schleimstoffe, ein. Dabei werden nicht nur die in dfu Glyceriden vorliegenden
Esterbindungen nahezu vollständig verseift, sondern auch die emulgierenden SchleimstofTe so weit abgebaut,
daß sie ihre störenden Einflüsse nicht mehr geltend machen. Dadurch gelingt es, in der Soapstock-Spaltung
den Mineralsäure-Überschuß und die Reaktionszeit zu reduzieren, die Trennung der Rohfettsäure
von dem Sauerwasser zu beschleunigen und die Qualität des Sauerwassers zu verbessern, was sich
in einer beachtlichen Senkung seines Gehaltes an petrol ätherlöslicher organischer Substanz zu erkennen
gibt.
Das Verfahren nach der Erfindung, mit dem die noch im Soapstock befindlichen Esterbindungen von
Glyceriden und Schleimstoflfen zweckmäßigerweise
bei Temperaturen oberhalb 100° C, meistens zwischen 100 und 200° C, vorzugsweise bei etwa 155° C,
wobei sich Drücke bis etwa 16 atü einstellen können, verseift werden, bietet gegenüber der bekannten
Fettspaltung noch den Vorteil kurzer Reaktionszeiten von im wesentlichen IS bis 45 Minuten, während
für die Fettspaltung unter erheblich härteren Reaktionsbedingungen etwa 3 Stünden Reaktionszeit benötigt werden. Da das erfindungsgemäße Verfahren
in alkalischem oder ätzalkalischem Milieu abläuft, sind außerdem Apparaturen aus aufwendigen Legierungen
nicht erforderlich.
Bin weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht noch darin, daß der Soapiitock-Spaltung bereits
nahezu vollständig verseifte Fettsäuren ohne nennenswerten Neutralöl-Anteü itugeführt werden,
wodurch die Fettspaltung entfällt und die Rohfettsäure nach Verlassen der Soapstock-Spaltung und
einer eventuellen Waschung mit Wasser zur Entfernung von Minerals'äurespuren sofort zur nahezu vollständigen
Destillation zur Verfugung steht. Die De-
stiUation dieser erfindungsgeraäß gewonnenen Rohfettsäuren
ergibt Destillat-Fettsäuren hoher Qualität. Es hat sich auch bewährt, dem Soapstock geringe
Mengen an alkalischem(n) oder ätzalkalischem(n) Neutralisationsmittel(n) zuzusetzen, falls dasVertuilt-
nis von neutralem öl zu verseifter Fettsäure und zu überschüssigem Neutralisationsmittel hoch ist und
daher die im Soapstock enthaltenden noch verseifbarer' Substanzen mit dem aus der Neutralisation
stammenden überschüssigen Neutralisationsmittel
is nicht vollständig umgesetzt werden.
Andererseits können zur Nutzung eines etwa vorhandenen großen Überschusses an alkalischem oder
ätzalkalischem Neutraiisationsmittel im .Soap.stock
dieser^ weitere Mengen an Neutralöl zur Verseifung
zugesetzt werden, solange ein ausreichender Überschuß des verseifenden Mittels gewahrt bleibt.
Die Erfindung wird im folgenden noch an Hand eines Vergleichsversuches erläutert:
10 t rohes, vorentschleimtes Sojaöl mit einem Gehalt
an freier Fettsäure von 0,63 °.'o (als ölsäure) und
an Phosphatiden von O,-;5°,o (es wurden bei nasser
Veraschung 0,0177°, ο Phosphor gefunden) wurde nach einer Behandlung mit 5 kg einer 75n/oigen
Phosphorsäure mit 110 Litern einer Natronlauge von 20° Be wie üblich entsäuert. 30 Liter der Natronlauge
dienten der Neutralisation der Phosphorsäure. Für die Neutralisierung der freien Fettsäure waren
theoretisch 54 Liter der Natronlauge erforderlich. Der Überschuß an Natronlauge von 26 Litern beträgt
demnach 48,20O. Nach Absetzen des gebildeten
Soapstock wurden daraus zwei Teilmengen entnommen und unabhängig voneinander aufgearbeitet.
Eine Teilmenge von 500 cms wurde mit 20 cm3
einer 50°/oigen Schwefelsäure 30 Minuten lang bei 98° C intensiv gerührt und sodann durch Zentrifugieren
in zwei homogene Schichten und eine inhomogene Zwischenschicht getrennt. Es schied sich als
schwerere Phase mit ^20= 1,015 das Sauerwasser
mit einem Gehalt an petrolätherlöslichen Stoffen von 944 mg/Liter ab. Die leichtere Phase di0 = 0,903
zeigte nach Auswaschen mit Wasser bis zu dessen Reaktion einen Spaltgrad
I definiert als
Säurezahl· 100 \
Verseifungszahl /
Verseifungszahl /
von 73,8. Bei dem Waschvorgang hatte sich zunächst eine schwer trennbare Emulsion gebildet. In der inhomogenen
Zwischenschicht der Sauerwasser-Ab-
trennung wurden bei einem Wassergehalt von 26,8 °/o (nach Karl Fischer) 0,139%>
Phosphor gefunden. Die andere Teilmenge von 500 cm3 wurde zunächst 30 Minuten lang im Rührautoklav auf 155° C
erhitzt, wobei ein Druck von 5 atü herrschte, bevor
sie ebenfalls mit 20 cm3 einer 5Ö*/oigen Schwefelsäure
30 Minuten lang bei 98° C gerührt und sodann durch Zentrifugieren in zwei homogene Schichten
ohne inhomogene Zwischenschicht getrennt wurde. Das Sauerwasser wies einen Gehalt an petrolätherlöslichen
Stoffen von 116 mg/Liter auf. Die Rohfettsäure
zeigte einen Spaltgrad von 96,5, nachdem sie ohne Emulsionsbildung mineralsäurefrei gewaschen
worden war.
Claims (6)
1. Verfahren zur Aufarbeitung von Soapstock
unter Verwendung von Mineralsäure, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Einwirken der Mineralsäure der Soapstock einer verseifenden
Behandlung unterworfen wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseifung bei erhöhter
Temperatur durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseifung bei Temperaturen
über 100° C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseifung
bei Temperaturen unter 200° C durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Soapstock
geringe Mengen verseifbare öle oder Fette zugesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Soapstock
geringe Mengen an alkalischem(n) oder ätzalkalischem(n) Neutralisationsmtttel(n) zugesetzt werden
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2344683A DE2344683C2 (de) | 1973-09-05 | 1973-09-05 | Verfahren zur Aufarbeitung von Soapstock |
NL7411616A NL7411616A (nl) | 1973-09-05 | 1974-09-02 | Werkwijze om soapstock op te werken. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2344683A DE2344683C2 (de) | 1973-09-05 | 1973-09-05 | Verfahren zur Aufarbeitung von Soapstock |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2344683B1 DE2344683B1 (de) | 1974-06-06 |
DE2344683C2 true DE2344683C2 (de) | 1975-01-09 |
Family
ID=5891654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2344683A Expired DE2344683C2 (de) | 1973-09-05 | 1973-09-05 | Verfahren zur Aufarbeitung von Soapstock |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2344683C2 (de) |
NL (1) | NL7411616A (de) |
-
1973
- 1973-09-05 DE DE2344683A patent/DE2344683C2/de not_active Expired
-
1974
- 1974-09-02 NL NL7411616A patent/NL7411616A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7411616A (nl) | 1975-03-07 |
DE2344683B1 (de) | 1974-06-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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B1 | Publication of the examined application without previous publication of unexamined application | ||
C2 | Grant after previous publication (2nd publication) |