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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Verbesserung der Farbe und Farbstabilität von Ölsäure.
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Hintergrund der Erfindung
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Ölsäure hat
viele gewerbliche und kommerzielle Anwendungen und Verwendungen,
bei denen die Farbe von großer
Bedeutung ist. Wenn Ölsäure in viele
Verbraucherprodukte eingeführt
wird, ist ein farbloses oder hell gefärbtes Material erforderlich.
Wenn zusätzlich
dazu Ölsäure in chemischen
Verfahren als Reaktionsteilnehmer verwendet wird, kann die Farbstabilität wichtig
sein, wenn farblose oder hell gefärbte Produkte erforderlich
sind.
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Stand der Technik
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Es ist bekannt, dass die Farbe und
Farbstabilität
von Ölsäure durch
geringe Mengen von Nebenkomponenten in der Ölsäure beeinflusst wird. Die Nebenkomponenten
und die Auswirkung auf die Farbe und Farbstabilität werden
in einer Reihe von Artikeln diskutiert, die in JAOCS, Bd. 59, Nr.
1 (Januar 1982) Seiten 42–51; Sherman
S. Lin et al., CHARACTERIZATION OF MINOR CONSTITUENTS IN COMMERCIAL
OLEIC ACID. JOACS, Bd. 59, Nr. 1 (Januar 1982) S. 42–46; Yokunobo
Murase et al., ORIGIN OF MINOR CONSTITUENTS OF COMMERCIAL OLEIC
ACID: JAOCS, Bd. 59, Nr. 1 (Januar 1982) S. 47–50; und Sherman S. Lin et
at. qualitative and quantitative COMPARISON 0F MINOR CONSTITUENTS
IN DIFFERENT COMMERCIAL OLEIC ACIDS. JAOCS, Bd. 59, Nr. 1 (Januar
1982) S. 50–51
erschienen sind.
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Die Artikel offenbaren, dass etwa
1,2% an Verunreinigungen in kommerzieller Ölsäure für die Farbe und Farbstabilität von Ölsäure verantwortlich
sind. Ein Teil der eine Verfärbung
bewirkenden Materialien liegen im Talg (Rohmaterial) vor, aus dem
die Ölsäure hergestellt
wird, und ein Teil der eine Verfärbung
bewirkenden Materialien wird während
der Herstellung der Ölsäure aus
Talg erzeugt.
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Die Artikel offenbaren, dass die
eine Verfärbung
bewirkenden Materialien (Nebenbestandteile) aus der Ölsäure durch
Adsorption an aktivierte Kieselsäure
entfernt werden können.
Das Verfahren entfernt auf wirksame Weise die Nebenkomponenten aus
der Ölsäure. Das
Adsorptionsverfahren ist jedoch im Allgemeinen nicht für ein kommerzielles
Verfahren geeignet, und zwar aufgrund der Schwierigkeit, die aktivierte
Kieselsäure zu
regenerieren oder den verbrauchten Feststoff zu entsorgen.
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Kommerzielle farbstabile Ölsäure hoher
Reinheit wird durch eine Kombination von Destillations- und Absorptionsverfahren
hergestellt, wobei sich nachfolgend die Schwierigkeit ergibt, die
mit der Handhabung und Entsorgung des festen Adsorptionsmaterials
verbunden ist. Es wäre
nützlich,
ein kommerzielles Verfahren bereitzustellen, das auf wirksame Weise
die Farbe und Farbstabilität
von Ölsäure verbessert,
ohne dass ein Adsorptionsschritt notwendig ist. Eine Anzahl von
Destillationsverfahren für
Fettsäuren
wird in G. Diechelmann und H. J- Heinz, THE BASIC OF INDUSTRIAL
OLEOCHEMISTRY, Peter Pomp GmbH (ISBN 3-89355-008-9), Seiten 52–74 offenbart (siehe die 55 und 57).
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die Farbe und Farbstabilität von Ölsäure kann
durch ein Destillationsverfahren verbessert werden, umfassend das
Einleiten einer Ölsäurebeschickung
(eines Ölsäurezustroms)
in eine erste Destillationszone, die einen Anreicherungsabschnitt
und einen Strippabschnitt aufweist, um eine kleinere Menge eines
Kopfprodukts und eine größere Menge
eines Sumpfprodukts, das die Ölsäure enthält, voneinander
zu trennen, und das Einleiten des Sumpfprodukts, das die Ölsäure enthält, in einen
unteren Teil einer zweiten Destillationszone mit einem Anreicherungsabschnitt
und Entnehmen einer gereinigten Ölsäure als
Kopfpro dukt und einer Rückstandsfraktion
aus dem Sumpf der zweiten Destillationszone, wobei die erste Destillationskolonne
bei einem Rückflussverhältnis von
5 : 1 bis 30 : 1 betrieben wird und die zweite Destillationskolonne
bei einem Rückflussverhältnis von
0,2 : 1 bis 1 : 1 betrieben wird.
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Das Verfahren reduziert auf wirksame
Weise die Mengen an Nebenkomponenten, die für die Farbbildung und Farbinstabilität verantwortlich
sind, und erzeugt eine kommerziell brauchbare, farbstabile Ölsäure, ohne
dass ein Adsorptionsschritt notwendig ist. Die durch das Verfahren
der vorliegenden Erfindung hergestellte Ölsäure kann im Handel erhältlicher Ölsäure überlegen
oder wenigstens gleichwertig sein, die durch ein Destillations-
und Adsorptionsverfahren hergestellt wird, ohne dass die gleichzeitigen
Schwierigkeiten auftreten, die mit der Handhabung und dem Entsorgen
von festen Materialien verbunden sind.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die Figur ist eine schematische Darstellung
des Verfahrens der Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die durch das Verfahren der Erfindung
zu reinigende Ölsäure wird
im Allgemeinen aus Talg erhalten. Talg ist ein Triglycerid, das
als Hauptkomponente Estergemische von Ölsäure, Palmitinsäure und
Stearinsäure enthält. Glycerinester
anderer Carbonsäuren,
die 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, können auch in geringeren Mengen
vorliegen. Die Glycerinester werden im Allgemeinen hydrolysiert,
um ein Gemisch der Carbonsäuren,
die in den Estern vorliegen, und eine verdünnte Glycerin-Lösung bereitzustellen.
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Die Mischung von Carbonsäuren wird
in einem Lösungsmittel
für die
Säuren
bei einer erhöhten
Temperatur gelöst.
Die Lösung,
die 20 bis 50 Gew.-% der Säuren
in einem Lösungsmittel
wie Methanol enthält, wird
dann gekühlt,
und die weniger löslichen
gesättigten
Carbonsäuren
kristallisieren aus der Lösung
aus und werden durch einen Filtrationsschritt abgetrennt. Die Lösung oder
Suspension der ungesättigten
Carbonsäuren
wird vom Lösungsmittel
abgetrennt und als Beschickung des Verfahrens der Erfindung verwendet.
Ein Beispiel eines solchen Verfahrens wird im Technical Bulletin 140A,
Process and Facilities, Henkel Emery Group gezeigt. In einem alternativen
Verfahren wird die Mischung der Carbonsäuren gekühlt, um die Säuren mit
höheren
Schmelzpunkten auszukristallisieren, dann wird die Mischung mit
Wasser vermischt, das ein Tensid enthält, und das kristalline Material
wird von der Emulsion der flüssigen
Säuren
abgetrennt.
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Die Ölsäurebeschickung des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung enthält
im Allgemeinen 65 bis 80 Gew.-% Ölsäure, geringere
Mengen an Linolsäure,
Linolensäure,
Palmitinsäure
und Stearinsäure.
Die Mengen an Ölsäure, Linolsäure und
Linolensäure
in der Mischung liegen im Verhältnis
zu der Menge vor, die im Talg vorliegt, aus dem die Ölsäurebeschickung
für das
Verfahren erhalten wird.
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Die kleineren Mengen an gesättigten
Carbonsäuren
wie Palmitinsäure
und Stearinsäure
sind Reste dieser Säuren,
die in der Ölsäure aus
dem Kristallisationsschritt zurückblieben.
Zusätzlich
zu den Carbonsäuren
enthält
die Ölsäurebeschickung
kleinere Bestandteile, die die Farbe und Farbstabilität der Ölsäure beeinflussen
können.
Um ein kommerziell brauchbares Material zu sein, werden die kleineren
Bestandteile im Allgemeinen auf eine Menge reduziert, die die Farbe
und Farbstabilität
der Ölsäure nicht übermäßig beeinträchtigt.
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Im Verfahren des Standes der Technik
wurde die Ölsäurebeschickung
destilliert, und das Überkopfprodukt
der Kolonne enthält
die Ölsäure, die
dann einer Adsorption (Bleichschritt) unterzogen wird, in der die Ölsäure mit
einem Adsorptionsmaterial in Kontakt gebracht wurde. Das Adsorptionsmaterial
entfernt eine ausreichende Menge der Nebenkomponenten, um die Farbe
und Farbstabilität
der Ölsäure zu verbessern.
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Der Adsorptionsschritt erfordert
die Verwendung beträchtlicher
Mengen eines festen Adsorptionsmittels, was Handhabungs- und Entsorgungsprobleme
verursachen kann. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung eliminiert
den Adsorptionsschritt und stellt ein Verfahren bereit, das weniger
kostspielig ist, leicht durchführbar
ist und eine Ölsäure mit
verbesserter Farbe und Farbstabilität bildet.
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In dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung wird die oben beschriebene Ölsäurebeschickung in einen mittleren
Teil einer Destillationskolonne eingeführt, die einen Anreicherungsabschnitt
und einen Strippabschnitt aufweist. Im Anreicherungsabschnitt wird
ein kleiner Kopfteil von Materialien, die einen niedrigeren Siedepunkt
haben und Gerüche
verursachen, im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-% der Beschikckung als
Kopfprodukt entfernt. Die Menge des Kopfprodukts wird durch das
Rückflussverhältnis und
die Destillationsstufen bestimmt, die in den Anreicherungsabschnitt
der Kolonne eingefügt
sind. Das Rückflussverhältnis liegt
im Bereich von 5 : 1 bis 30 : 1 und ist von der Menge des Kopfprodukts,
das entfernt wird, und den gleichwertigen Destillationstrennstufen
in dem Anreicherungsteil der Kolonne abhängig.
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Unterhalb des Zugabepunktes hat die
Kolonne einen Strippabschnitt, um das Entfernen der niedriger siedenden
Bestandteile von dem Sumpfprodukt zu erleichtern, das hauptsächlich Ölsäure und
andere Säuren mit
Siedepunkten in der Nähe
des Siedepunkts der Ölsäure und
Materialien mit höherem
Siedepunkt umfasst, die in der Beschickung vorliegen. Der Sumpfteil
der Kolonne wird durch eine Heizvorrichtung erwärmt. Die Kolonne wird im Allgemeinen
bei einem reduzierten Druck an der Oberseite im Bereich von 267
bis 2000 Pa (2 bis 15 mm Quecksilber) und einer Temperatur an der
Oberseite im Bereich von 150°C
bis 180°C
betrieben. Die Temperatur der Kolonnenunterseite liegt im Bereich
von 200°C
bis 250°C.
Wie in der Technik der Fettsäure-Destillation
wohlbekannt ist, werden die Kolonnen bei reduzierten Drücken betrieben,
um die Temperatur in den Kolonnen abzusenken, um eine thermische
Zersetzung der Fettsäuren
zu verhindern. Eine geringe Dampfmenge kann in den unteren Teil
der Kolonne eingeführt
werden, um das Entfernen der Materialien mit niedrigerem Siedepunkt
zu erleichtern. Die Destillationskolonnen sind vorzugsweise gepackte
Kolonnen, und die sind vorzugsweise mit einer Packung mit geringem
Druckabfall gepackt, um die Temperatur in dem Kolonnen-Nachverdampfer
abzusenken und die thermische Zersetzung der Fettsäuren zu
reduzieren.
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Das Sumpfprodukt der Kolonne enthält die Ölsäure und
höhersiedende
Materialien, die mit der Beschickung eingeführt wurden, und es hat einen
reduzierten Gehalt an Carbonsäuren
mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen von weniger als 14. Die anfängliche
Destillation soll jedoch geringe Mengen an Materialien mit niedrigem
Siedepunkt entfernen, die Nebenkomponenten umfassen, welche den
Geruch, die Farbe und Farbstabilität der Ölsäure beeinflussen.
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Der Unterlauf der Kolonne wird zum
Sumpfteil einer Destillationskolonne geleitet, die hauptsächlich einen
Anreicherungsabschnitt umfasst. Das Sumpfprodukt der ersten Destillationstrennstufe
kann direkt in den Sumpf der zweiten Destillationstrennstufe geleitet
werden oder es kann in die Kolonne eine kurze Distanz oberhalb des
Sumpfes der Kolonne mit einem kurzen Strippabschnitt eingeführt werden.
Es wird jedoch bevorzugt, dass der Unterlauf der ersten Destillationstrennstufe
direkt in den Sumpf der zweiten Destillationstrennstufe eingeführt wird.
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In der zweiten Destillationstrennstufe
wird das Ölsäureprodukt
mit einer verbesserten Farbe und Farbstabilität als Kopfprodukt entfernt,
und eine kleine Menge an Rückstand
wird aus dem Sumpf der Kolonne entfernt. Das Rückflussverhältnis hängt primär von der Anzahl der theoretischen
Destillationstrennstufen in der Kolonne und der erforderlichen Reinheit
der Ölsäure ab.
Die Kolonne wird auf wirksame Weise bei Rückflussverhältnissen im Bereich von 0,2
bis 1,0 betrieben. Höhere
Rückflussverhältnisse
können
jedoch verwendet werden, um ein weiterhin verbessertes Produkt bereitzustellen.
Erhöhte
Rückflussverhältnisse
erfordern jedoch einen größeren Dampfstrom
und im Allgemeinen höhere
Nachverdampferund Sumpftemperaturen. Die zweite Kolonne stellt ein
Kopfprodukt bereit, das 85% bis 95% der Beschickung und einen Rückstand
umfasst, der 5% bis 15% der Beschickung ausmacht. Die Kolonne kann
bei einem Kopfdruck im Bereich von 400 bis 1332 Pa (3 bis 10 mm
Hg) und einer Temperatur im Bereich von 185 °C bei einer Temperatur des Sumpfes
von 220°C
bis 280°C
betrieben werden.
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Das Überkopfprodukt des zweiten
Destillationsschritts hat eine Farbe und Farbstabilität, die denjenigen
eines Produkts gleich sind, das durch eine kommerziell verwendete
Destillation mit einem Absorptions/Bleich-Schritt hergestellt wurde.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung benötigt nicht das In-Kontakt-Bringen des Ölsäure-Produkts
mit einem Bleichmittel, um ein hellgefärbtes, farbstabiles Produkt
zu erhalten.
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Die zweite Destillationskolonne ist
vorzugsweise eine gepackte Kolonne, es können aber Bodenkolonnen verwendet
werden. Ein Stromzerstäuber
wird vorzugsweise in den unteren Teil der Kolonne eingeführt.
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Das Verfahren wird in Bezug zur 1 beschrieben.
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Die zu reinigende Ölsäure tritt
in die Destillationskolonne 1 durch die Leitung 4 ein.
Die Beschickung tritt an einer Stelle zwischen einem Anreicherungsabschnitt 2 und
einem Strippabschnitt 3 in die Kolonne ein. Die Anreicherungs-
und Strippabschnitte können
Glockenböden,
Siebböden
oder ein Packungsmaterial umfassen. Vorzugsweise enthalten der Anreicherungsabschnitt 2 und
der Strippabschnitt 3 Packungsmaterialien mit geringem
Druckabfall wie SULZERTM BX oder GLITSCH
GEMPAKTM. Das Überkopfprodukt der Kolonne verlässt die
Kolonne durch die Leitung 5 und wird im Überkopfkühler 6 kondensiert,
das Kondensat wird durch die Leitung 10 zu einem Sammelgefäß 7 geleitet.
Ein Teil des Überkopfprodukts
wird als Rückfluss
durch die Leitung 8 zur Kolonne zurückgeschickt, und Überkopfprodukt
oder Kopfprodukt verlässt
das System durch die Leitung 9. In Abhängigkeit von der Anzahl der
theoretischen Böden
in dem Anreicherungsabschnitt liegt das Rückflussverhältnis zwischen dem Überkopfprodukt,
das durch die Leitung 8 zur Kolonne zurückkehrt, und dem Kopfprodukt,
das durch die Leitung 9 aus der Kolonne entfernt wird,
im Bereich von 5 bis 30. Die Menge des Kopfprodukts
ist relativ gering – im
Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-% der Beschickung -, und es umfasst geruchsverursachende
Materialien, Carbonsäuren
mit weniger als 18 Kohlenstoffatomen und einen Teil der Farbkörper-bildenden
Materialien. Der Rest des Beschickungsmaterials, das nicht als Kopfprodukt
entfernt wurde, wird aus dem Sumpf der Kolonne durch die Leitung 13 und
die Leitung 17 entfernt. Dampf wird durch die Leitung 14,
die Austauscher-Einrichtung 15 und die Leitung 16 dem
Sumpfteil der Kolonne bereitgestellt. Die Wärmeaustauscher-Einrichtung
kann ein Zwangsumlauf-Wärmeaustauscher,
ein Fallfilm-Wärmeaustauscher,
ein Siederohr-Wärmeaustauscher
(wie gezeigt), eine Röhrenwärmeaustauscher- Einrichtung mit der
Flüssigkeit an
der Außenseite
der Röhren
und dergleichen sein. Die Wärmeaustauscher-Einrichtung
kann jede Einrichtung sein, die dem System Wärme im Temperaturbereich von
200°C bis
250°C bereitstellen
kann, ohne dass eine übermäßige Verschmutzung
der Wärmeübertragungsflächen durch
Zersetzung der Fettsäure-Materialien und
eine Zunahme des Drucks erfolgt.
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Die Destillationskolonne wird unter
reduziertem Druck betrieben und ist durch die Leitung 12 mit
einem Vakuumsystem verbunden. Die Kolonne arbeitet im Allgemeinen
bei einem oberen Druck im Bereich von 400 bis 2000 Pa (3 mm bis
15 mm Hg). Dampf kann durch die Leitung 11 in die Kolonne
eingeführt
werden, um das Strippen der Materialien, die einen niedrigen Siedepunkt
haben und Gerüche
verursachen, von der Ölsäurebeschickung
zu erleichtern; jedoch ist das Einführen von Dampf nicht entscheidend,
und ein geeignetes Material kann ohne Einführen von Dampf in die Kolonne 1 hergestellt
werden.
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Die Anmelden haben gefunden, dass
eine der Schwierigkeiten beim Entfernen der Materialien, welche die
Farbe und Farbstabilität
von Ölsäure beeinträchtigen,
darin besteht, dass eine Färbung
verursachende Körper
und Materialien, welche die Farbstabilität der Ölsäure reduzieren, größtenteils
niedrigsiedende Materialien sind, die während der Destillation Materialien
mit höheren
Siedepunkten bilden. D.h. die Verbindungen in dem Kolonnen-Überkopfprodukt
und im Rückfluss
mit niedrigem Siedepunkt, die eine Verfärbung verursachen und die Farbstabilität beeinträchtigen,
bilden häufig
bei der Temperatur des Kopfes der Kolonne Materialien mit höheren Siedepunkten,
die mit der flüssigen
Phase durch die Säule
nach unten wandern. Diese neu gebildeten Materialien mit höherem Siedepunkt
verlassen das Verfahren mit dem Unterlauf durch die Leitung 17.
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Da die Ölsäurebeschickung eine Verfärbung verursachende
Materialien und die Farbstabilität
beeinträchtigende
Materialien enthält,
die einen niedrigeren Siedepunkt haben als Ölsäure, und Materialien enthält, die
einen höheren
Siedepunkt haben als Ölsäure oder
wenigstens im gleichen Bereich liegen, ist es nicht möglich, eine
gering verfärbte,
farbstabile Ölsäure in einer
einzigen Destillationskolonne herzustellen.
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Der Unterlauf aus dem ersten Destillationsschritt,
der im Bereich von 95 Gew.-% bis 99,5 Gew.-% der eintretenden Beschickung
liegt, wird in den Sumpfteil der Kolonne 24 durch die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 22 und
die Leitung 23 eingeführt.
Der Sumpfteil der Destillationskolonne 24 enthält ein Prallblech 26,
das das Material, das durch die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 22 durch
die Leitung 27, die Pumpe 19 und die Leitung 18 zirkuliert,
von dem Material abtrennt, das über
die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 34 durch
die Leitung 28, die Pumpe 29 und die Leitung 32,
die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 34 und
Leitung 35 zirkuliert.
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Die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 22 und
die separate Wärmeaustauscher-Einrichtung 34, die
mit separaten Strömen
arbeiten, wird offenbart. Jedoch kann. jede andere Wärmeaustauscher-Einrichtung, die
zum Erwärmen
des Rückstandes
des Sumpfteils der Kolonne 24 auf eine Temperatur im Bereich
von 220°C bis
280°C geeignet
ist, verwendet werden. Eine Fraktionierbürsten-Wärmeaustauscher-Einrichtung
kann auch brauchbar sein. Der durch die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtungen 22 und 34 erzeugte
Dampf geht durch die Anreicherungszone 25 hindurch und
verlässt
die Kolonne durch die Leitung 36. Der Dampf wird im Kühler 37 kondensiert
und geht durch die Leitung 38 zum Aufnahmebehälter 39.
Ein Teil des kondensierten Dampfes wird durch die Leitung 42 zur
Kolonne als Rückfluss
zurückgeschickt,
und ein gereinigtes Ölsäure-Produkt mit ausgezeichneter
Farbe und Farbstabilität
wird durch die Leitung 43 aus dem Verfahren entfernt. Das
System arbeitet bei einem reduzierten Druck, und die Leitung 44 ist
mit dem Vakuum-erzeugenden System (nicht gezeigt) verbunden.
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In einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung (nicht gezeigt) kann der Dampf, der im Fallfilmverdampfer 34 erzeugt
wird, von dem Dampf in der Kolonne 24 abgetrennt werden
und separat in einer Destillationskolonne oder in einem anderen
Verfahren behandelt werden.
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Der Anreicherungsabschnitt 25 der
Kolonne 24 kann jede Einrichtung sein, die in der Technik
bekannt ist, um eine Flüssigkeit
mit einem Gas in einer Destillations apparatur in Kontakt zu bringen.
Jedoch wird es bevorzugt, dass eine Kontakteinrichtung mit geringem
Druckabfall verwendet wird. Vorzugsweise ist die Anreicherungszone 25 ein
gepackter Abschnitt mit Niederdruckabfall-Eigenschaften. In Abhängigkeit
von der Anzahl der theoretischen Böden in der Anreicherungszone 25 liegt
das Verhältnis
von Rückfluss
zu Produkt im Bereich von 0,2 bis 1,5 und vorzugsweise von 0,4 bis
1,0. Kleinere Rückflussverhältnisse
werden bevorzugt, und zwar aufgrund der Natur der Rückstände, die
aus der Kolonne 24 durch die Leitung 33 entfernt
werden. Der Rückfluss
ist entscheidend, da eine einfache Destillation keine Ölsäure mit
geringer Farbe und Farbstabilität
bereitstellt.
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Um die niedrigste Konzentration an Ölsäure in dem
Rückstand
der Kolonne 24 zu erhalten, wird ein Zweiwärmeaustauschersystem
verwendet. In dem Wärmeaustauschersystem,
das die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 22 umfasst,
wird die Beschickung, die in die Kolonne eintritt, beibehalten und über die
Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 22 zusammen
mit dem Rückfluss,
der den Anreicherungsabschnitt 25 herabfließt, zirkuliert.
Der Rückfluss
wird zum Abschnitt 45 auf einer Seite der Prallblech-Einrichtung 26 geleitet. Die
Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 22 wird
bei einer Temperatur von 215°C
bis 240°C
betrieben.
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Um ein maximales Abstrippen der Materialien
mit niedrigem Siedepunkt von den Rückständen zu gewährleisten, fließt überschüssiges Material
im Kolonnen-Sumpfabschnitt 45 über das
Prallblech 26 zum Kolonnen-Sumpfabschnitt 46.
Das Material im Sumpfabschnitt 46 der Kolonne 24 wird
durch die Leitung 28, die Pumpe 29, die Leitung 32,
die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 34 und
die Leitung 35 zirkuliert und tritt in die Kolonne ein.
Eine geringe Dampfmenge wird kontinuierlich durch die Leitung 31 in
die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 34 eingeführt, um
das Entfernen der niedrigsiedenden Materialien von den Rückständen zu
erleichtern. Die Rückstände werden
durch die Leitung 33 aus dem System entfernt. Die Menge
der Rückstände beträgt 5 bis
15% und am meisten bevorzugt 6 bis 10 Gew.-% der Beschickung. Die
Wärmeaustauscher-Einrichtung 34 arbeitet
im Allgemeinen bei einer Temperatur im Bereich von 240°C bis 280°C.
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Der Anreicherungsabschnitt 25 umfasst
Einrichtungen zum In-Kontakt-Bringen des flüssigen Rückflusses mit den aufsteigenden
Dämpfen
aus dem Nachverdampfer-Abschnitt
der Kolonne. Alle in der Technik bekannten Einrichtungen zum In-Kontakt-Bringen der
Flüssigkeit
mit dem Dampf, die den Druck im unteren Teil der Kolonne nicht übermäßig erhöhen, können verwendet
werden. Im Allgemeinen wird die Kolonne bei einem oberen Druck im
Bereich von 267 bis 2000 Pa (2 bis 15 mm Hg) und vorzugsweise von
533 bis 1333 Pa (4 bis 10 mm Hg) betrieben. Vorzugsweise ist der
Anreicherungsabschnitt 25 ein gepackter Abschnitt und vorzugsweise
ein gepackter Abschnitt mit einer Packung mit geringem Druckabfall
wie SULZERTM BX, GLITSCH GEMPAKTM oder
KOCH FLEXIPACTM.
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Die Packung mit geringem Druckabfall
ist behilflich, um den Druck und die Temperatur an der Unterseite
der Kolonne in einem Bereich zu halten, bei dem die Ölsäure im Wesentlichen
vom Rückstand
entfernt wird und wesentliche Mengen an Fettsäuren nicht durch die hohen
Temperaturen zersetzt werden. Obwohl Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtungen
offenbart werden, kann jede Einrichtung, die zur Übertragung
von Wärme
auf viskose Rückstandsmaterialien
in einem Temperaturbereich von 220°C bis 280°C geeignet ist, in dem Verfahren
verwendet werden. Vorzugsweise wird eine geringe Dampfmenge durch
die Leitung 31 auf kontinuierliche Weise in die Kolonne 24 eingeführt. Der
Dampf durchläuft
die Fallfilm-Wärmeaustauscher-Einrichtung 34 und
tritt durch die Leitung 35 in die Kolonne ein. Die geringe
Dampfmenge erleichtert das Abstrippen der Materialien mit niedrigem
Siedepunkt von dem Rückstand
und verbessert die Ausbeute des Verfahrens und wird bevorzugt.
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Das beschriebene Verfahren wurde
gefunden, als entdeckt wurde, dass die eine Verfärbung verursachenden und die
Farbe-destabilisierenden Verbindungen, die einen Siedepunkt haben,
der niedriger ist als derjenige der Ölsäure, in dem oberen Teil einer
Destillationskolonne reagieren und eine Verfärbung verursachende und die
Farbe destabilisierende Materialien bilden, die einen Siedepunkt
haben, der höher
ist als derjenige der Ölsäure. Dieses
Phänomen
erschwert es, eine geeignete Trennung zwischen Ölsäure und den eine Verfärbung verursachenden
und die Farbstabilität
reduzierenden Verbindungen in der Ölsäurebeschickung in einer einzigen
Destillationskolonne durchzuführen.
Anstatt eine Kolonne zu verwenden – wie im Stand der Technik
offenbart wird -, die hauptsächlich
einen Strippabschnitt für
die zweite Destillationstrennstufe umfasst, wurde gefunden, dass
eine zweite Kolonne, die hauptsächlich
einen Anreicherungsabschnitt enthält, am besten geeignet ist,
um die Ölsäure von
einem großen
Teil der eine Verfärbung
verursachenden und die Farbstabilität reduzierenden Zusammensetzungen
abzutrennen.
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Das folgende Beispiel erläutert das
Verfahren der Erfindung.
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Tabelle
1
Ölsäurebeschickung
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Eine Probe der Ölsäurebeschickung wurde in einer
ersten Kolonne mit einem Anreicherungsabschnitt mit 6 theoretischen
Böden und
einem Strippabschnitt mit 3 theoretischen Böden bei
einem Rückflussverhältnis von 24 und
einem Druck an der Oberseite der Kolonne von 800 Pa (6 mm Hg) und
einer Kopftemperatur von 180°C
und einer Nachverdampfer-Temperatur von 221°C destilliert. Die Beschickung
wurde auf kontinuierliche Weise in die Kolonne eingeführt, und
die Kopffraktion und die Sumpffraktion wurden kontinuierlich entfernt.
Es wurde kein Dampf in die erste Kolonne eingeführt.
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Die Sumpfprodukte der ersten Kolonne
wurden dann in eine zweite Kolonne geführt, die einen Anreicherungsabschnitt
mit 6 theoretischen Böden
aufweist. Die zweite Kolonne wurde bei einem Druck am Kopf der Kolonne
von 706 Pa (5,3 mm Hg) und einer Kopftemperatur von 211°C betrieben.
Der Sumpf der Kolonne wurde bei einem Druck von 1613 Pa (12,1 mm
Hg) und einer Temperatur von 234°C
bis 251°C
gehandhabt. Das Rückflussverhältnis war
0,3, und der Rückstand,
der vom Sumpf der Kolonne entfernt wurde, machte 11% der Beschickung
aus. Dampf in einer Menge von 0,005 Teilen pro Teil der Beschickung
wurde in den Sumpf der Kolonne eingeführt. Die Farbe und Farbstabilität des Produkts,
das vom Kopf der Kolonne abgezogen wird, werden in der Tabelle 2
gezeigt.
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Wie aus den Ergebnissen ersichtlich
ist, die in der Tabelle 2 aufgeführt
sind, sind die Farbe und Farbstabilität wenigstens genau so gut wie
die Farbe und Farbstabilität
der zweifach destillierten Ölsäure, die
durch ein Destillations- und Adsorptionsverfahren hergestellt wird.
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Die prozentuale Lichtdurchlässigkeit
der Ölsäure wurde
bei 440 nm und 550 nm gemäß der A.O.C.S. Official
Method CC13C-50 gemessen. Die Farbstabilität wurde gemäß der A.O.C.S. Official Method
TD3a-64 gemessen. Ein zusätzlicher
Test unter der Überschrift
Air erfolgte gemäß einer
modifizierten Methode von A.O.C.S. Official Method TD3a-64, bei
der Kopfprodukte aus den Probenrohren entfernt wurden, und ein In-Kontakt-Bringen
der Proben mit Luft während
der einstündigen
Erwärmungszeit
ermöglich
wurde.
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Die gleiche Beschickung wie diejenige,
die gemäß dem Verfahren
der Erfindung behandelt wurde, wurde unter Verwendung des vorliegenden
Destillationsverfahrens destilliert. Die Beschickung wurde in das Unterteil
der Destillationskolonne eingeführt,
die zwei Abschnitte von 3 m einer Packung mit geringem Druckabfall
enthält,
wobei jeder Abschnitt 6 theoretische Böden umfasste. Wärme wurde
der Kolonne durch zwei Fallfilmverdampfer bereitgestellt, die bei
230°C und
249°C arbeiten.
Der Druck an der Oberseite der Kolonne betrug 800 Pa (6 mm Hg) und
die Kopftemperatur war 175°C.
Der Druck an der Unterseite der Kolonne war 1573 Pa (11,8 mm Hg).
Dampf in einer Menge von 0,005 Teilen pro Teil Beschickung wurde
in den Fallfilmverdampfer eingeführt,
der bei 249°C
arbeitet. Der Dampf von der Oberseite der Kolonne wurde durch einen
Teilverdampfer geführt,
in dem mehr als 99 Gew.-% des Dampfes kondensiert wurden und zur
Kolonne als Rückfluss
zurückkehrten,
ein Kopfprodukt, das weniger als 1% des Dampfes von der Oberseite
der Kolonne ausmacht, wurde als Kopfprodukt kondensiert. Die Flüssigkeit,
die den oberen Abschnitt der Packung verlässt, wurde gesammelt, das Produkt
wurde entfernt und ein Teil kehrte als Rückfluss zum unteren Abschnitt
der Packung zurück.
Das Rückflussverhältnis im
oberen Abschnitt der Packung war etwa 120, und das Rückflussverhältnis im
unteren Teil der Packung war 0,3. Das Produkt hatte eine prozentuale
Durchlässigkeit
bei 440 nm und 550 nm von 81/98 und eine prozentuale Durchlässigkeit
bei 440 nm und 550 nm nach dem zweistündigen Erwärmen auf 205°C unter Stickstoff
von 67/95 und nach dem zweistündigen
Erwärmen
auf 205°C
unter Luft von 28/83.
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Wie ersichtlich ist, stellt das Verfahren
der vorliegenden Erfindung Ölsäure mit
verbesserter Farbe und Farbstabilität bereit, gegenüber einer Ölsäure, die
durch ein bekanntes kommerzielles Verfahren unter Verwendung des
gleichen Einsatzmaterials hergestellt wird.
