DE2639596C2

DE2639596C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Neutralisierung einer Seifenlösung

Info

Publication number: DE2639596C2
Application number: DE2639596A
Authority: DE
Inventors: Alan John Tonbridge Kent Duff; Jacobus Cornelis Dipl.-Chem. Nieuwerkerk aan de Ijssel Segers
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1982-11-25
Also published as: GB1559794A; ZA765292B; NO149141B; FI762533A; NL166981C; CA1091126A; NO149141C; MX3992E; SE7609787L; FR2322919A1; NO763012L; BE845864A; JPS5241611A; YU39247B; ES451231A1; BR7605867A; DE2639596A1; AU1734176A; FR2322919B1; DK398476A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtung zur kontimiierlichen Neutralisierung einer Seifenlösung mit einer Säure, in dem die relativen Mengen an Säure und Seifenlösung über ein Signal gesteuert werden, welches von der Messung des pH-Wertes des Reaktionsgemisches abgeleitet ist. Insbesondere bezifhl sich die Erfindung auf die Neutralisierung von Seifenlösungen, die bei der Alkaliraffination von Triglyceriden erzeugt werden, um hieraus ein Fettmaterial zu erhalten.

Bei der Alkaliraffination von fetten Glyceridölen wird das öl in einem ansatzweisen Verfahren oder in einem kontinuierlichen Verfahren mit wäßrigem Alkali behandelt, um freie Fettsäuren und andere unerwünschte Verunreinigungen, die im öl vorhanden sind, zu entfernen. Diese Behandlung ergibt eine raffinierte ölphase und eine wäßrige Phase, die gewöhnlich als Seifenmasse bezeichnet wird und die die Fettsäureseife, etwas öl und Verunreinigungen enthält. Die Seifenmasse wird von der raffinierten ölphase üblicherweise getrennt, und zwar entweder durch Absetzen oder durch Zentrifugieren. Der Gesamtfettmaterialgehalt in der wäßrigen Phase ändert sich in Übereinstimmung mit der Art des Rohöles und mit der Art des Verfahrens, welches für die Alkaliraffination des Öles verwendet wird, und er kann im Bereich von 0,2 bis 40% liegen.

Die Seifenmasse kann dann angesäuert werden, beispielsweise mit einer Säure, wie Schwefelsäure oder Salzsäure, und das Reaktionsgemisch iann anschließend in ein saures öl, welches im wesentlichen aus freien Fettsäuren besteht, und in eine wäßrige Phase, die üblicherweise als saures Wasser bezeichnet wird und die überschüssige Säure und Salze hiervon sowie einige Verunreinigungen enthält, getrennt werden. Die Behandlung mit Säure wird üblicherweise als Seifenmassenspaltung bezeichnet.

Bisher wurde die Seifenmassenspaltung überwiegend ansatzweise .Aisgeführt. Um eine vollständige Umsetzung zwischen der Säure und der Seifenmasse zu erhalten, wird das Gemisch gewöhnlich unter Wasserdampf gerührt. Dieses ansatzweise Verfahren der Spaltung von Seifenmasse kann zu sauren ölen schlechter Qualität und zu hohem Säureverbrauch, aufgrund der relativ schlechten Mischbedingungen führen. Die Verwendung von direktem Wasserdampf zum Rühren führt ebenfaHs zur Abgabe von Dämpfen, durch welche schlechter Geruch und Schwierigkeiten hinsichtlich Korrosion verursacht werden.

Um diese Nachteile des ansatzweisen Verfahrens zu beseitigen, sind kontinuierliche Verfahren zum Spalten von Seifenmassen vorgeschlagen worden. Obwohl solche kontinuierlichen Verfahren im Vergleich zu den bekannten ansatzweisen Verfahren allgemein vorteilhaft sind, haben sie den ernsthaften Nachteil, daß ein großer Überschuß an Säure gegenüber der stöchiometrischen Menge verwendet werden muß, um ein vollständiges Spalten aller in der Seifenmasse enthaltenen Seifen zu gewährleisten -und um die Bildung von sauren Seifen zu verhindern. Die Bildung von sauren Seifen bedeutet Verluste in der Menge wiedergewonnener freier Fettsäuren, und sie erhöht die Schwierigkeiten bei der Trennung des sauren Öles und des sauren Wassers. Daher wird in der Praxis oftmals ein Überschuß von wenigstens 30 %> bis 100^fl/o Säure verwendet. Da das von der angesäuerten Seifenmasse getrennte saure Wasser keinen wirtschaftlichen Wert besitzt, muß es beseitigt werden, jedoch muß dann der pH-Wert durch große Mengen von Alkali eingestellt werden, um einen weniger zu beanstandenden Wert zu erhalten. Jedoch bringen auch die hohen Konzentrationen von Salz in dem sauren Wasser Umweltprobleme mit sich, und, wenn es nicht zulässig ist, Abfallflüssigkeit, die solch hohe Salzmengen enthält, ins offene Wasser und/oder in Abwassersysteme fließen zu lassen, müssen hohe Kosten aufgewendet werden, um das saure Wasser zu behandeln.

In der CH-PS 321112 ist bereits ein kontinuierliches Verfahren zur Neutralisierung einer Seifen-

lösung beschrieben worden, in dem die Säuremenge über ein Signal gesteuert wird, welches von der Messung des pH-Wertes des Reaktionsgemisches abgeleitet ist. Die Säuredosierung soll derart sein, da3 keine sauren Seifen gebildet werden. Dies soll dadurch erreicht werden, daß der pH-Wert des Reaktionsgemische; unterhalb 5 liegt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Säure innerhalb einer Rohrleitung zugegeben, wonach das Gemisch in einer Zahnradpumpe innig vermischt wird. Erst dann wird der pH-Wert des Gemisches gemessen. Nachteilig an ditsem bekannten Verfahren ist, daß Klümpchen gebildet werden, die in einer gesonderten Einrichtung zerschlagen werden müssen. Diese Klümpchenbiidung kann nur durch die Anwesenheit von sauren Seifen hervorgerufen werden, welche durch zeifweises Überschreiten eines pH-Wertes von 5 gebildet werden. Dies wird durch ein zu großes Verhältnis der Gesamttotzeit zur mittleren Verweilzeit verursacht.

In der DD-PS 45 791 wird ebenfalls ein kontinuierliches Verfahren zur Neutralisation von Seifenlösungen beschrieben. Die Beschreibung iit jedoch sehr aufgabenhaft und Angaben über die anzuwendenden Bedingungen fehlen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Neutralisierung einer Seifenlösung mit einer Säure sowie einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei die Anwendung einer überschüssigen Menge an Säure weitgehend vermieden werden kann und saure Seifen nur in vernachlässigbaren Menge gebildet werden und gleichzeit die Probleme hinsichtlich der Abwasserbeseitigung auf ein Minimum zurückgeführt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Neutralisierung einer Seifenlösung mit einer Säure, in dem die relativen Mengen an Säure und Seifenlösung über ein Signal gesteuert werden, welches von der Messung des pH-Wertes des Reakti.nsgemisches abgeleitet ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Säure einem Strom der Seifenlösung zugegeben wird, kurz bevor oder wenn diese Lösung in eine Reaktionszone, in welcher turbulente Fließbedingungen aufrechterhalten werden, eintritt, die Messung des pH-Wertes im turbulenten Reaktionsgemisch erfolgt, und daß ein Verhältnis der Gesamttotzeit zur mittleren Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der Reaktionszone angewendet wird, welches kleiner als 1 ist.

Ferner wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend angegebenen Verfahrens geschaffen, bestehend aus einem Mischbehälter, der mit einer Rühreinrichtung ausgerüstet ist, einer Rohrleitung, die mit dem Mischbehälter verbunden ist, für die Einführung einer Seifenlösung, einer Rohrleitung für die Zuführung einer Säure zu der Seifenlösung, einer Rohrleitung, die mit dem Mischbehälter verbunden ist, für das Abführen des Reaktionsgemische?, einem Steuerventil, welches in der Rohrleitung für die Seifenlösung oder in der Rohrleitung für die Säure angeordnet ist, einer Zelle zum Messen des pH-Wertes des Reaktionsgemisches, und einer Einrichtung zum Liefern eines Signals von der Meßzelle zu einer Kontrolleinrichtung, durch welche die Fließgeschwindigkeit durch das Ventil bei Ansprechen auf dieses Signal gesteuert wird, die dadurch gekennzeichnet ^:rt, daß die Rohrleitung für die Säure mit dem Mischbehälter oder mit der Rohrleitung für die Seifenlösung in der Nähe des Eintrittspunktes der Seifenlösung in des M;ii''ihehäi!tf verbunden ist, and das Volumen des Mischbehällcrs, die !h,siiic;i des Ventils, die Position der Meßzelle und die Kapazität der Rühreinrichtung derart sind, daß das Verhältnis der Gesamttotzeit zur mittlere« Verweilzeit kleiner als 1 ist.

Es ist ein Hauptvorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung, daß eine automatische Steuerung der An- Säuerung von Seifenlösungen derart ermöglicht wird, daß die Menge an überschüssiger Säure, verglichen mit bekannten Verfahren drastisch verringert wird. Üblicherweise wird eine stabile pH-Wert-Rcgelung mit einem Säureüberschuß von nur 10 bis 20% er halten.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nur vernachlässigbare Mengen an saure-n Seifen gebildet werden, und die Seifen vollständig zu Fettsäuren umgewandelt werden, und ein Verkohlen oder Bren nen von in der Seifenmasse enthal^f?nem organischen Material sowie Nebenreaktionen vermieden werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Qualität der Abfallflüssigkeit verbessert ist und daß ihre Menge in: Ver- gleich zu bekannten Verfahren auf ein Minimum zurückgeführt ist.

Das Verfahren kann bei Temperaturen ausgeführt werden, bei denen die Viskosität der Seifenlösung und des Reaktionsgemisches ausreichend niedrig ist, um leichtes Pumpen durch Rohrleitungen und Aufrechterhaltung von turbulenten Fließbedingungen in der Reaktionszone zu gewährleisten. Für wäßrige Seifenmassen, die von der Alkaliraffinierung von gewissen Triglyceridölen abgeleitet sind, ist oftmals die Viskosität bei niedrigen Temperaturen zu hoch, so daß bei einer erhöhten Temperatur zwischen etwa 50⁰C und etwa 100⁰C, und vorzugsweise zwischen etwa 70° C und etwa 90° C gearbeitet wird.

Irgendeine Seifenmasse kann behandelt werden,

unabhängig von dem besonderen Alkaliraffinationsvorjang, bei welchem sie erhalten wurde, und unabhängig von dem auf diese Weise raffinierten besonderen öl. Die Seifenmasse hat vorzugsweise einen Gesamtfettmaterialgehalt im Bereich von etwa 1 %> bis etwa 25 %.

Seifenlösungen in Wasser oder in nichtwäßrigen Lösungsmitteln, die aus anderen Verfahren als von Alkaliraffinierungsverfahren erhalten wurden, können ebenfalls gemäß der Erfindung behandelt werden.

Als Säure wird vorzugsweise Schwefelsäure verwendet, obwohl andere Säuren, wie beispielsweise Salzsäure, ebenso gut verwendet werden können.

Turbulente Bedingungen sollen in der gesamten keaktionszone aufrechterhalten werden.

Vorzugsweise is», das Verhältnis der Oesamttutzeit zur mittleren Verweilzeit kleiner als 1 :5, und vorzugsweise kleiner als 1 :10. Der Grenzwert dieses Verhältnisses hängt von der Titrationscharakteristik der Seifenmasse und der Konstanz der Verfahrens-

όο bedingungen ab, und er kann unter idealen Umständen den Wert i erreichen.

Der pH Wert kann in der Reaktiomzone selbst gemessen werden, findet jedcch im Hinblick auf leichten Zugang ζ·, äcr pH-Mpßzelle zwecks Reinigung

unii jwecks Überprüfung ihrer richtigen V,',r^ngsweise am Ausiaß der Reaktionszone stau, unniii'ft'-bar nachdem das Reak:ionsgemisch die Reaktionszone verlassen hat.

Es ist wichtig, daß der pH-Wert gemessen wird, während das Reaktionsgemisch sich im Zustand turbulenter Strömung befindet, um eine Trennung des Reaktionsgemisches in eine saure ölphase und in eine saure wäßrige Phase zu verhindern. Eine solche Trennung würde fehlerhafte pH-Messungen hervorrufen und demgemäß die Steuerbarkeit des Verfahrens beeinträchtigen bzw. gefährden. Die erforderliche Turbulenz kann durch in der Technik bekannte Mittel erzielt werden, beispielsweise durch geeignet angeordnete I.eitbleche, Prallteile oder dgl.

Die Säure wird der Seifenlösung kurz vor oder bei deren Eintritt in die Reaktionszone zugegeben. Dies bedeutet, daß die Länge der Rohrleitung in einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zwischen der Stelle der Zugabe der Säure und der Stelle, an der die Rohrleitung mit der Reaktionszone verbunden ist, so kurz wie praktisch mög-

η ι u..»~

^IUUVIi Lcing*

nicht nur die Totzeit zunimmt, sondern auch Nebenreaktionen auftreten können, beispielsweise die Bildung von sauren Seifen und/oder Sulfonierung und Verkohlung bei Verwendung von konzentrierter Schwefelsäure. Die genaue Länge der Rohrleitung, die für eine gegebene Ncutralisierungsanlage zulässig ist, kann vom Fachmann unter Anwendung der Prinzipien der Erfindung bequem bestimmt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Fließschema, das eine besondere Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung erläutert.

F i g. 2 ist eine Schnittansicht des Mischbehälters 1 von Fig. 1.

F i g. 3 ist eine Schnittansicht des Mischbehälters nach Linie A—A der F i g. 2.

F i g. 4 zeigt typische Titrationskurven von Seifenmassen mit verschiedenem Gesamtfettmaterialgehalt, der auch als »TFM« bezeichnet wird.

In F i g. 1 ist der Mischbehälter mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Seifenmasse wird über eine Pumpe 3 und eine Leitung 2 in den Behälter 1 geführt. Wenn die Seifenmassenzufuhr schwankend ist, wird die Seifenmasse vorzugsweise zunächst in einen Speicherbehälter 4 geführt, um eine mehr oder weniger konstante Zufuhr zum Mischbehälter 1 zu gewährleisten, und um glatte Verfahrensregehing zu erleichtern. Der Speicherbehälter 4 ist vorzugsweise mit einer Rühreinrichtung versehen, um die Seifenmasse homogen zu halten, und wahlweise ist er mit einer Heizeinrichtung, beispielsweise mit Dampfschlangen, versehen, um die Seifenmasse auf der erforderlichen Temperatur zu halten.

Säure wird von einem Vorratsbehälter 5 über eine Leitung 6 und über ein Steuerventil 7 in die Seifenmasse geführt. Es ist wesentlich, daß die Säure der Seifenmasse zugegeben wird, kurz bevor diese in die Reaktionszone eintritt, oder wenn diese in die Reaktionszone eintritt, um die Kontaktzeit zwischen Säure und Seifenmasse vor ihrem gründlichen Mischen bei einem Minimum zu halten, um auf diese Weise ein Verkohlen des in der Seifenniasse enthaltenen organischen Materials und um Nebenreaktionen, wie Sulfonierung, zu verhindern. Es ist dies auch im Hinblick darauf wichtig, daß die Totzeit des Systems niedrig gehalten wird.

Der Reaktionsbehälter ist vorzugsweise ein Rückmischbehälter, was bedeutet, daß Seiferunasse und Säure, die in den Reaktionsbehälter eintreten, mit dem gesamten Inhalt des Behälters innerhalb kürzestmöglicher Zeit gemischt werden. Ein geeigneter Grad an Rückmischung kann beispielsweise durch Anwendung von geeigneten Rühreinrichtungen, wie sie in der Technik bekannt sind, erhalten werden. Dies dient dazu, kurzzeitige Schwankungen des pH-Wertes auszugleichen und die Steuerbarkeit der Reaktion zu verbessern. Um ein gründliches Vermischen der

ίο Säure und der Seifenmassc zu gewährleisten, müssen in dem Reaktionsbehälter turbulente Bedingungen aufrechterhalten werden. Es wurde gefunden, daß für einen Reaktor gemäß der F i g. 2 und 3 die Turbulenz ausreichend ist, wenn die für die Spitze des

π Rührers errechnete Reynolds-Zahl wenigstens 8000 beträgt.

Die Reynolds-Zahl ist für diesen Fall gegeben durch die Gleichung

Rc =

/) = die Dichte des Seifenm.aerials (kg m¹).

/; = Rührergeschwindigkeit (LJ see).

</= Durchmesser des Rührers (in).

i] = Viskosität der Scifenrviasse (Ns irr).

Wir bereits früher festgestellt, ist das Verhältnis der Totzeit /ur mittleren Verweilzeit kleiner als 1. Die mittlere Verweilzeit I₁ wird durch die nachstehende Gleiehunc enriitelt:

Volumen /wischen der Steile der Säurezugabe und

der Stelle der Messung des pH-Wertes

F lieBueschwindiükeit ties Reak;i.»nsaemis<'hes

Die ;".nere Totzeit ist hier als Zeitverzug zwischen einer Schwankung des pH-Wertes an der Stelle der Säurezugabe, hervorgerufen durch Änderung des Säureflusses, der Säurekonzentration, des Flusses der Seifenmasse und/oder der Konzentration der Seifenmasse, und dem Zeitpunkt, zu welchem diese Schwankung an der Elektrode zum Messen des pH-Wertes gemessen wird, bestimmt.

Diese innere Totzeit besteht für eine Ausführung gemäß F i g. 1 w*. der Totzeil des Reaktionsbehälters, der Totzeit ucr Länge der Rohrleitung zwischen der Stelle der Säurezugabe und dem Reaktionsbehälter und ans 'er Totzeit der Länge der Rohrleitung zwischen dem Reaktionsbehälter und der Stelle der

so Messung des pH-Wertes.

Die Totzeit für einen Beiiäiter mit einem Tuioinenriihrer kann beispielsweise aus der nachstehenden Gleichung berechnet werden.

'a=

Volumen des Reaktcrs

worin: /,, = die Totzeit (in Sekunden) und

0r = die Pumpkapazität des Rührers (m³/s)

sind.

Die Pumpkapazität kann ihrerseits berechnet werden aus der Gleichuns:

worin:

sind.

d = Durchmesser des Rührers (m),
η = Rührergeschwindigkeit (U/s),
K = eine Konstante, abhängig von der Art des Rührers

Die Totzeit für die Rohrleitung ist gleich der Zeit, welche die Seifenmasse benötigt, um von der Stelle der Säurezugabe in den Reaktionsbehälter zu fließen, plus der Zeit, welciie das den Reaktionsbehälter verlassende Reaktionsgemisch benötigt, die Stelle der Messung des pH-Wertes zu erreichen, wenn eine dieser Stellen oder beide außerhalb des Reaktionsbehälter liegen. Diese zusätzlichen Zeitverzögerungen sollten vorzugsweise so kurz wie möglich gemacht werden, indem die beireffenden Verbindungsleitungen so klein bzw. so kurz wie möglich gemacht werden. Indem zur inneren Totzeit die Totzeit des Steuersystems addiert wird, wird die Gesamttotzeit erhalten.

Aus theoretischen Gesichtspunkten heraus wird der pH-Wert vorzugsweise im Reaktionsbehälter gemessen, jedoch erfordern Zellen für die Messung des pH-Wertes ein regelmäßiges Reinigen und Übernriifpn c/-» HqR Hi*» MaR7a1Ip vrtmii-icu/picf» in Hpr Δ UC- Die Fig. 2 und 3 sind jeweils eine Schnittansicht des Reaktionsbehälters 1 in Standardausführung, der beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Der Reaktionsbehälter oder Mischbehälter 1 weist vorzugsweise Prall- oder Leitteile 13 und eine Rühreinrichtung 14 auf, um das Mischen der Reaktionsteilnehmer zu unterstützen und um einen ausreichenden Grad an Rückmischung zu gewährleisten.

ίο Fig. 4 zeigt Titrationskurven von einigen typischen Seifenmassen, die aus Sojabohnenöl erhalten wurden. Fig. 4 zeigt, daß eine typische Seifenmasse mit einem Gesamtfettmaterialgehalt TFM von 4.8⁰O in ihrer Titrationskurve einen sehr steilen Teil zwi-

1-5 sehen einem pH-Wert von etwa 7 und 2,5 hat, wodurch angedeutet wird, daß eine kleine Änderung der Säurezufuhr in diesem Bereich zu großen und schnellen Änderungen des pH-Wertes führt. Es ist

Ait*c Aar r4«>raif*)i /Hm i>lnpm nK-Wprt unn hpicniplc-

trittsleirung des Reaktors angeordnet wird. Es muß darauf geachtet werden, daß das Reaktionsgemisch innerhalb der Zelle für die Messung des pH-Wertes sich in turbulentem Zustand befindet, beispielsweise mittels geeigneter Gestaltung der Rohrleitung und/ oder der Anordnung zweckentsprechender Prall- bzw. Leitteile, um eine Trennung von saurem öl und saurem Wasser zu verhindern, die ra fehlerhaften Messungen des pH-Wertes führen würde, wodurch die Steuerung des Verfahrens nachteilig beeinflußt würde. Maßnahmen zur Erzeugung und Aufrechterhaltung von Tr.bulenz sind in der Technik bekannt.

Die Meßzelle 8 für Messung des pH-Wertes ist von üblicher Ausführung. Das von der Zelle 8 gelieferte Signal wird von einer Einrichtung 9 an beispielsweise einen üblichen Verfahrensregler 10 (abgekürzt PHRC = »pH-Aufzeichnungsregler«) geliefert, in welchem ein Vergleich mit dem pH-Sollwert ausgeführt wird. Das Ausgangssignal der Kontrolleinrichtung 10 wird zur Regelung des Säurestromes mittels der Einstelleinrichtung 11 und des Ventiles 7, wie in der Technik bekannt, verwendet.

Das Reaktionsgemisch wird in ein Dekantiergefäß 12 übliener Gestaltung zur Trennung in saures Öl und saures Wasser geführt. In ähnlicher Weise kann diese Trennung auch durch Zentrifugieren ausgeführt werden.

Die Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung umfaßt den Mischbehälter I. der mit einer Rühreinrichtung versehen ist, die Rohrleitung 2, die mit dem Mischbehälter 1 verbunden ist, um die Seifenlösung in diesen einzuführen, die Rohrleitung 6, die mit Mischbehälter 1 oder mit der Rohrleitung 2 verbunden ist, um Säure in den Mischbehälter 1 oder in die Rohrleitung 2 an einer Stelle in Nähe des Mischbehälters 1 einzuführen, das Steuerventil 7, welches in der Rohrleitung 2 oder in der Rohrleitung 6 angeordnet ist, die Zelle 8 zum Messen des pH-Wertes, wobei diese Zelle entweder im Mischbehälter J ixlc; Ui .lassen Auslaßieitung 6' angeordnet ist, und die Einrichtung > ..''. Liefern eines Signal« von der Meßzelle 8 zu der Kontrolit^ricr; rung 10, von welcher die Fließgeschwindigkeit durch das Ventil 7 hindurch bei Ansprechen auf dieses Signal gesteuert wird, wobei das Volumen des Mischbehälters 1. die Position des Ventils 7, die Position der Meßzeile 8 und die Rührkapazität der Rühreinrichtung derart sind, daß das Verhältnis der Gesamttotzert zur mittleren Verweilzeit kleiner als 1 ist.

weise 3.5), in welchem die Spaltungsreaktion vorzugsweise ausgeführt und gesteuert wird. Wenn versucht wird, den Arbeitspunkt entsprechend einem pH-Wert von 3.5 zu steuern, führt eine geringfügige Verringerung der Säurezufuhr (oder Erhöhung der Fließgeschwindigkeit der Seifenmasse usw.) gewöhnlich zu einem schnellen Anstieg des pH-Wertes. Es isi diese große Empfindlichkeit des pH-Werte:;, welche die Bedienungspersonen bei bekannten Verfahren veranlaßte, den Sollwert für den pH-Wert auf unter-

)o halb 3 einzustellen, um eine größere Stabilität der Messung zu erhalten. Jedoch führt dies zu einem großen Überschuß der vorgeführten Säure, beispielsweise zu einem Überschuß von lOO°/o oder mehr.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ermöglicht das Verfahren gemäß der Erfindung, eine stabile Messung und Steuerung des pH-Wertes zu erzielen, wobei nur ein geringer Säureüberschuß verwendet wird, der üblicherweise kleiner als 15 ¹Vo ist und in den meisten Fällen sogar nur 10¹Vn oder weniger beträgt, was zu beträchtlichen Säureeinspaningen bei der Seifenmassenspaltung führt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert.

Beispiel

Es wurde eine Seifenmassenspaltung nach einem Verfahren gemäß dem Fließschema der Fig. 1 und in einem Reaktionsbehälter gemäß den F i g. 2 und 3 ausgeführt. Der Reaktionsbehälter hatte ein Verhältnis von Höhe : Durchmesser von 1:1, und er war mit einem Turbinenrührer mit einem Schaufeldurchmesser von Vs des Durchmessers des Behälters ausgerüstet. Der Rührer war auf Va der Höhe vom Boden des Behälters angeordnet. Die Seifenmasse hatte eine Temperatur von 90⁰C. Das Reaktionsgemisch wurde einer Trennung in einem Dekantiergefäß während einer Stunde unterworfen. Die obere Schicht (saures öl) bestand aus Fettsäuren und Trirlyceridölen, und die untere Schicht (saures Wasser) entmeii iü-'lö, gemachtes Fettmaterial, Glycerin und überschüssige Schwefelsäure, und wies einen pH-Wert von etwa 3 auf. Für die Versuche waren ferner die folgenden Daten maßgebend:

Volumen des Reaktionsbehälters: 560 ml
Volumen der Meßzelle: 210 ml

Die Verbindung der beiden wurde mittels eines

ίο

biegsamen Rohres, dessen Länge geändert wtitde. um die Gesamttotzeit zu variieren, bewirkt.

Der Fluß der Seifenmasse wurde von 10 bis 140 l/h variiert.

Die letzten beiden Merkmale wurden kombiniert, wodurch es möglich wurde, das Verhältnis der Ge

Tabelle

sanittotzi-.it τη Verweilzeit im Bereich von I : 7 bis 1 :20 einzustellen,

die Rührergeschwindigkeit wurde ebenfalls variiert; die Schwefelsäurekonzentration betrug 78 Gew.-'/o.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

l:ii!enschiiflen der	Scilcnniiissc	ITA')	NaOII	Saure-	\ isko-
Ausganizs-	TIM	in		/ahl	siliil
!iinlcri.il		Tl-M
		<%)	("/„)	( -)	Kp)
	(X)	81.3	0.04		1.3
Palmöl	7.8	Si.3	0.04		i.3
Paimöi	7.8	81.3	0.04		1.3
Palmöl	7.8	81.3	0.04		1.7
Palmöl	7,8	68.1		1.3	0,94
Sovabohnenöl	4.8	68.1		1.3	1.02
Sovabohnenöl	4.8

*) Fi-'Λ = freie Fettsäure.

Reaktionshedingiingen

Rühr-

Rey-

Spalt-

Eigens

.•haften, welche den pH-Wert

hält-

pH-

steuern

Auf

Analysenergebnis!

TFM

600

-

540

•\usgangs-

gi:-

nolds-

lenipe-

Ver

Gesamt- Ver

ms

Wert

Über

zeich

Seife

in sau

1100

niiitcriiil

srlnvin-

/ahl

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IjI.

der

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rem

1010

digkcil

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zeit

ze i I

Spal

an

des pH-

rem Öl

Wasser

(ΙΪ min)

i,

I 7

tung

H-SO₁

Wertes

(ppm)

390

8000

90

(see)

I U)

3.0

(%)

stabil

(%)

_

Palmöl

390

8000

90

24

3.7

1 20

3.2

10

stabil

<0.01

Palmöl

390

8000

90

39

3.9

1 10

3.0

7

stabil

<0.01

Palmöl

510

8000

70

80

4.0

I 10

3.0

10

stabil

<0.01

Palmöl

300

8000

90

39

3.9

1 10

3.2

10

stabil

<0.01

Sovabohnenöl

300

8000

70

39

3.9

Blatt Zeichnungen

3.2

12

stabil

< 0,01

Soyubohnenöl

39

3.^Q

12

cO.01

Hierzu 3

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Neutraiisierung einer Seifenlösung mit einer Säure, in dem die relativen Mengen an Säure und Seifenlösung über ein Signal gesteuert werden, welches von der Messung des pH-Wertes des Reaktionsgemisches abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure einem Strom der Seifenlösung zugegeben wird, kurz bevor oder wenn diese Lösung in eine Reaktionszone, in welcher turbulente Fließbedingungen aufrechterhalten werden, eintritt, die Messung des pH-Wertes im turbulenten Reaktionsgemisch erfolgt, und daß ein Verhältnis der Gesamttotzeit zur mittleren Verweilzeit cks Reaktionsgemisches in der Reaktionszone angewendet wird, welches kleiner als 1 ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.ödß der pH-Wert des Reaktionsgemisches im Austritt der Reaktionszone gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Seifenmasse,

, die von einem Alkaliraffinationsverfahren eines Triglyceridöls erhalten ist, neutralisiert wird.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bestehend aus einem Mischbehälter (1), der mit einer Rühreinrichtung ausgerüstet ist, eine Rohrleitung (2), die mit dem Mischbehälter verbunden ist, für die Einführun£ einer Seifenlösung, einer Rohrleitung (6) für die Zuführung einer Säure zu der Seifenlösung, einer Rohrleitung (6), die mit dem Mischbehälter (1) verbunden wt, für das Abführen des Reaktionsgemisches, einem Steuerventil (7), welches in der Rohrleitung (2) für die Seifenlösung oder in der Rohrleitung (6) für die Säure angeordnet ist, einer Zelle (8) zum Messen des pH-wertes des Reaktionsgemisches, und einer Einrichtung (9) zum Liefern eines Signals von der Meßzelle (8) zu einer Kontrolleinrichtung (10), durch welche die Fließgeschwindigkeit durch das Ventil (7) bei Ansprechen auf dieses Signal gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (6) für die Säure mit dem Mischbehälter (1) oder mit der Rohrleitung (2) für die Seifenlösung in der Nähe des Eintrittspunktes der Seifenlösung in den Mischbehälter verbunden ist, und das Volumein des Mischbehälters, die Position des Ventils (7), die Position der Meßzcl'c (8) und die Kapazität der Rühreinrichtung derart sind, daß das Verhältnis der Gesamttotzeit zur mittleren Verweilzett kleiner als 1 ist.