DE721454C

DE721454C - Process for the separation of unsaponifiable components from their mixtures or compounds with saponifiable components

Info

Publication number: DE721454C
Application number: DEN43763D
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Pardun
Original assignee: Noblee and Thoerl GmbH
Current assignee: Noblee and Thoerl GmbH
Priority date: 1939-12-30
Filing date: 1939-12-30
Publication date: 1942-06-05

Description

Verfahren zur Abtrennung unverseifbarer Bestandteile aus ihren Gemischen oder Verbindungen mit verseitbaren Bestandteilen Das Hauptpatent 72o 478 beschreibt ein Verfahren zur Abtrennung unverseifbarerBestandteile aus solche enthaltenden Gemischen oder Verbindungen. Das durch Verseifung mit alkalisch wirkenden Mitteln erhaltene wäßrige Verseifungsprodukt wird nach diesem Verfahren durch Einspritzen in bereits geschmolzene Seife vom Wasser und einem Teil des Unverseifbaren befreit. Aus der so erhaltenen wasserfreien Seifenschmelze wird darauf der Rest des Unverseifbaren durch eine Destillation im Hochvakuum entfernt.Method for separating unsaponifiable constituents from their mixtures or compounds with solubilizable constituents Main patent 72o 478 describes a method for separating unsaponifiable constituents from mixtures or compounds containing such. The aqueous saponification product obtained by saponification with alkaline agents is freed from water and some of the unsaponifiable material by this process by injection into already melted soap. The remainder of the unsaponifiable material is then removed from the anhydrous soap melt obtained in this way by distillation in a high vacuum.

Das nach diesem Verfahren erhaltene Gemisch aus Wasserdampf und Unverseifbarem enthält eine verhältnismäßig geringe Menge Unv erseifbares, die keineswegs dem von dem Wasserdampf maximal mitführbaren Anteil entspricht. Dies hängt, wie Versuche gezeigt haben, mit der geringen Berührungszeit des Wasserdampfes mit der geschmolzenen Seife zusammen.The mixture of steam and unsaponifiables obtained by this process contains a relatively small amount of unsaponifiables, which is by no means the same as that of corresponds to the maximum amount that can be carried along with the water vapor. This depends on how attempts are made have shown, with the short contact time of the water vapor with the molten Soap together.

Es wurde nun gefunden, daß man die Menge an mit Wasserdampf übergetriebenen unverseifbaren Bestandteilen erheblich erhöhen kann, wenn man das durch Einspritzen des wäßrigen Verseifungsproduktes in bereits geschmolzene Seife erhaltene Gemisch von Wasserdampf und Unverseifbarem so lange mit der geschmolzenen Seifenmasse in Berührung läßt, bis vollständige Sättigung des Dampfes an Unverseifbarem eingetreten ist, Zur Erzielung dieses Effektes läßt man das primär erhaltene Dampfgemisch im Gleich= Strom oder Gegenstrom in geeigneten, geheizten Austauschvorrichtungen auf die Seifenschmelze einwirken, und zwar vorteilhaft derart, daß die Geschwindigkeit des Dampfes größer als die der Seifenschmelze ist. Die Austauschvorrichtung besteht aus einem Kolonnensystem oder einer Rohrschlange, die sowohl vom gebildeten Dampf wie von der Seifenschmelze durchflossen wird.It has now been found that the amount of steam exaggerated unsaponifiable ingredients can be increased significantly if you can do that by injection of the aqueous saponification product in already melted soap of water vapor and unsaponifiables for so long with the melted soap mass in Let it touch until the steam is completely saturated with unsaponifiables is, To achieve this effect, the primary vapor mixture obtained is left in Equal = current or countercurrent in suitable, heated Exchange devices act on the soap melt, advantageously such that the speed of the steam is greater than that of the soap melt. The exchange device exists from a column system or a coil, both from the steam formed how the soap melt flows through it.

Es ist wichtig, daß die Seifenschmelze vorteilhaft in möglichst dünner Schicht in innige Berührung mit <lern Dampf gebracht wird. Die Arbeitstemperaturen liegen wie in dein Hauptpatent 72o 478 zwischen Zoo und -loo°, c-orzugsweise zwischen 275 und 325°. Infolge der geringen Verweilzeit der Seifenschmelze ist die Gefahr einer Überhitzung denkbar gering. Die Abtreibung des Unverseifbaren aus der Seifenschmelze läßt sich durch Zugabe von Frischdampf erleichtern. Man wird jedoch im allgemeinen auf diese Hilfsmittel verzichten und die optimale Wasserdampfmenge durch Einstellung des Wassergehalts des wäßrigen Verseifungsproduktes regeln. Auch die Anwendung von Vakuum bringt mitunter Vorteile.It is important that the soap melt is brought into intimate contact with the steam in the thinnest possible layer. As in your main patent 72o 478, the working temperatures are between zoo and -loo °, c-preferably between 275 and 325 °. As a result of the short dwell time of the soap melt, the risk of overheating is extremely low. The abortion of the unsaponifiable from the soap melt can be facilitated by adding live steam. However, these auxiliaries will generally be dispensed with and the optimum amount of water vapor will be regulated by adjusting the water content of the aqueous saponification product. The use of a vacuum also has advantages.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine sehr weitgehende Abtrennung des Unverseifbaren von der Seife erzielt. In vielen Fällen, z. B. bei der Abtrennung niedrig siedender unverseifbarer Bestandteile öder wenn ein Restgehalt an Unverseifbarem von wenigen Prozenten nicht stört, braucht die erfindungsgemäß erhaltene Seife nicht weiterbehandelt zu werden. In anderen Fällen wird sie wie im Verfahren des Hauptpatents einer Hochvakuumdestillation unterworfen.The process according to the invention results in a very extensive separation of the unsaponifiable obtained from soap. In many cases, e.g. B. in the separation low-boiling unsaponifiable constituents or if there is a residual unsaponifiable content of a few percent does not interfere, the soap obtained according to the invention does not need to be treated further. In other cases it is the same as in the main patent procedure subjected to a high vacuum distillation.

Das Verfahren kann z. B. in einer kontinuierlich arbeitenden Anordnung, die in der Abbildung schematisch wiedergegeben ist, durchgeführt werden. Durch Einspritzen des wäßrigen Verseifungsproduktes mittels einer Düse 2 in ein auf die Schmelztemperatur der wasserfreien Seife erhitztes flaches, wannenförmiges Gefäß r, das bereits geschmolzene Seife enthält, verdampft man das in der Seife enthaltene Wasser und einen Teil des Unverseifbaren. Das gebildete, an Unverseifbarem noch ungesättigte Dampfgemisch wird zusammen mit der geschmolzenen Seife im Gleichstrom durch eine im Verhältnis zum Einspritzgefäß enge, beheizte Rohrschlange 3 geführt, deren Länge von der Art des Ausgangsmaterials abhängt. Die Seifenmasse fließt durch diese Schlange als dünner Film, dessen Oberfläche sich infolge der um ein Vielfaches höheren Dampfgeschwindigkeit stets erneuert. Die innige Berührung der Seifenschmelze mit dem Dampfgemisch hat zur Folge, daß sie ihre unverseifbaren Bestandteile zum größten Teil an den Dampf abgibt. Am Ende des Rohrsystems tritt die vom Unverseifbaren weitgehend befreite Seifenschmelze und der mit dem Verseifbaren gesättigte Dampf in einen Abscheider q. aus, in dem sie in bekannter Weise voneinander getrennt werden. Geheizt wird die Vorrichtung mittels der Ofen A und B, die eine möglichst gleichmäßige Temperatur gewährleisten müssen.The method can e.g. B. in a continuously operating arrangement, which is shown schematically in the figure, carried out. By injecting the aqueous saponification product through a nozzle 2 into a flat, tub-shaped vessel r which is heated to the melting temperature of the anhydrous soap and which contains melted soap, the water contained in the soap and part of the unsaponifiable material is evaporated. The vapor mixture formed, still unsaturated in unsaponifiable material, is passed together with the molten soap in cocurrent through a heated pipe coil 3 which is narrow in relation to the injection vessel and the length of which depends on the type of starting material. The soap mass flows through this snake as a thin film, the surface of which is constantly renewed due to the many times higher steam speed. The intimate contact of the soap melt with the steam mixture has the consequence that it gives off most of its unsaponifiable constituents to the steam. At the end of the pipe system, the soap melt, which has largely been freed from the unsaponifiable material, and the steam saturated with the saponifiable material, enter a separator q. in which they are separated from each other in a known manner. The device is heated by means of ovens A and B, which must ensure a temperature that is as uniform as possible.

Die aus dem Ventil 5- ausfließende Seifenschmelze kann einer Hochvakuumdestillation unterzogen werden. Das Gemisch aus Wasserdampf und dampfförmigem Unv erseifbarem verläßt die Vorrichtung durch das Abzugsrohr G. Es wird, gegebenenfals nach Ausnutzung der in ihm erhaltenen Wärmeenerzie. z. B. in einem Einspritz- oder Uberffächenkondensator verdichtet.The soap melt flowing out of the valve 5 can undergo a high vacuum distillation be subjected. The mixture of water vapor and vaporous unsaponifiables leaves the device through the exhaust pipe G. It is, if necessary, after use the warmth received in it. z. B. in an injection or surface capacitor condensed.

Das Verfahren ist an diese Vorrichtung nicht gebunden. Das Einspritzgefäß kann eine andere Form aufweisen, z. B. läßt es sich durch eine Anordnung parallel geschalteter Rohre ersetzen. Die Rohrschlange kann man gegen eine geeignete Kolonne austauschen. Auch läßt sich unter einfacher Abänderung der beschriebenen Anordnung das Gegenstromprinzip in Anwendung bringen.The procedure is not tied to this device. The injection vessel may be of another shape, e.g. B. it can be parallel by an arrangement Replace switched pipes. The coil can be used against a suitable column change. The arrangement described can also be modified in a simple manner apply the countercurrent principle.

Das Verfahren eignet sich in noch höherem Maße als die Arbeitsweise nach dem Hauptpatent 720 478 zur Entfernung unverseifbarer Anteile aus ihren Gemischen oder Verbindungen mit natürlichen oder synthetischen Fettsäuren. Neben der Zerlegung der bereits in dem Hauptpatent genannten Stoffe zeigt es besondere Vorteile bei der Aufarbeitung der bei der Destillation natürlicher oder synthetischer Fettsäuren in der Destillationsblase verbleibenden Rückstände. Es gelingt, diese in Unverseifbares und Seifen hochmolekularer Fettsäuren zu zerlegen, die sich nach dem Ansäuern von neuem mit guten Ausbeuten destillieren lassen. Infolge der geringen Verweilzeit in der Einspritzzone und dem Austauschsystem vollzieht sich der Vorgang unter größter Schonung des Ausgangsstoffes.The process is even more suitable than the procedure according to the main patent 720 478 for removing unsaponifiable fractions from their mixtures or compounds with natural or synthetic fatty acids. In addition to breaking down the substances already mentioned in the main patent, it shows particular advantages in the processing of the residues remaining in the still after the distillation of natural or synthetic fatty acids. It is possible to break them down into unsaponifiables and soaps of high molecular weight fatty acids, which can be distilled again with good yields after acidification. As a result of the short dwell time in the injection zone and the exchange system, the process is carried out with the greatest possible care for the starting material.

Man erhält helles Unverseifbares und Seifen, die sich je nach dem Ausgangsstoff entweder direkt oder nach einer weiteren Reinigung technisch verwenden lassen.You get light unsaponifiables and soaps, depending on the Use raw material either directly or technically after further purification permit.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, wäßrige Verseifungsprodukte in Rohrschlangen unter Druck auf Temperaturen oberhalb 250" zu erhitzen und dann durch Entspannung eine Zerlegung in geschmolzene Seife einerseits und Unverseifbares anderseits herbeizuführen. Von diesem Verfahren unterscheidet sich das vorliegende dadurch, daß die durch Einspritzen erhaltene geschmolzene Seife ohne Anwendung höhereren Druckes mit dein während des Einspritzens erhaltenen Dampfgemisch behandelt wird. Dieses Verfahren vermeidet die Nachteile einer druckfesten Ausführung der Reaktionsapparatur und gestattet infolge des Fehlens irreversibel verlaufender Vorgänge eine bessere Wärmeausnutzung. Beispiele i. iooo Teile einer Seifenlösung aus einem bei 115° mit Luft oxydierten Paraffingatsch nach Fischer-Tropsch mit 458 Teilen Fettsäure und Unverseifbarem werden bei 32o° durch Einspritzen in bereits geschmolzene Seife vom Wasser und einem Teil Unverseifbarem befreit. Das erhaltene Dampfgemisch durchströmt zusammen mit der geschmolzenen Seife ein zu einer Schlange geformtes Stahlrohr von 2o mm Innendurchmesser und 5 m Länge. Am Rohraustritt werden die flüssigen und gasförmigen Endprodukte in einem Abscheider üblicher Bauart voneinander getrennt. Aus dem Dämpf werden mittels eines Kühlers 152 Teile eines hellfarbigen Unverseifbaren finit der SZ = 1,7, der VZ = 14,6 und der OH-Z = 52,i abgeschieden. Die Seife erstarrt zu einer braunen Masse. Die daraus isolierten Fettsäuren enthalten 5 °f, Unverseifbares und haben die SZ = 230, VZ = 23o, O H-Z = 38. Sie liefern bei der Destillation fast weiße Produkte. Die Seife kann aber auch durch Vakuumdestillation von dem restlichen Unverseifbaren befreit werden.It has already been proposed to heat aqueous saponification products in coiled tubing under pressure to temperatures above 250 "and then break them down into molten soap on the one hand and unsaponifiable substances on the other hand is treated with the vapor mixture obtained during the injection without the use of higher pressure. This process avoids the disadvantages of a pressure-resistant design of the reaction apparatus and, due to the lack of irreversible processes, allows better heat utilization oxidized slack wax according to Fischer-Tropsch with 458 parts of fatty acid and unsaponifiables are freed from water and some unsaponifiables at 320 ° by injection into already melted soap with the melted soap a steel tube shaped into a snake with an inner diameter of 20 mm and a length of 5 m. At the pipe outlet, the liquid and gaseous end products are separated from one another in a conventional separator. A cooler is used to separate 152 parts of a light-colored unsaponifiable material from the vapor with finite SZ = 1.7, VZ = 14.6 and OH-Z = 52, i. The soap solidifies to a brown mass. The fatty acids isolated from it contain 5 ° f, unsaponifiable and have the SZ = 230, VZ = 23o, O HZ = 38. When distilled, they yield almost white products. The soap can also be freed from the remaining unsaponifiable material by vacuum distillation.

2. ioo Teile eines bei der Destillation von Sojafettsäuren erhaltenen Pechs mit 15 °fo Unverseifbarem und den Kennzahlen SZ=25, VZ = 126, O H-Z = 14 werden mit 3o Teilen Kaliiimhydroxyd und ioo Teilen Alkohol zu einer homogenen Lösung verseift. Diese wird im Laufe von i Stunde in die beschriebene Apparatur eingespritzt. Es werden 2o Teile eines dunklen Unverseifbaren gewonnen mit den Kennzahlen SZ = i,9, VZ = 8,6, O H-Z = 17,7. Die aus der geschmolzenen Seife in üblicher Weise erhaltenen Fettsäuren sind zum Teil destillierbar.2. 100 parts of one obtained in the distillation of soy fatty acids Pechs with 15 ° fo unsaponifiables and the key figures SZ = 25, VZ = 126, O H-Z = 14 saponified with 30 parts of potassium hydroxide and 100 parts of alcohol to give a homogeneous solution. This is injected into the apparatus described in the course of 1 hour. It 2o parts of a dark unsaponifiable material are obtained with the key figures SZ = i, 9, VZ = 8.6, O H-Z = 17.7. Those obtained from the melted soap in the usual way Some of the fatty acids can be distilled.

3. 3oo Teile Pech aus der Destillation synthetischer, durch Oxydation von Fischer-Tropsch-Gatsch gewonnener Fettsäuren mit den Kennzahlen SZ = 92, VZ = 122, O H-Z = 44 werden mit der berechneten Menge Natriumhydroxyd bei i8o° unter Druck 2 Stunden verseift. Durch Einspritzen der auf ioo° abgekühlten Seifenlösung in die beschriebene Vorrichtung bei 32o bis 350° werden 4o Teile eines viscosen Unverseifbaren erhalten mit den Kennzahlen SZ=5,6, VZ=9,4, O H-Z = 88,i. Aus den in der Hitze sehr dünnflüssigen dunklen Seifen lassen sich durch Ansäuern Fettsäuren mit den Kennzahlen SZ = 144,7, VZ =I45,0, O H-Z = 32,7 abscheiden. Durch Wasser-Dampf-Destillation im Vakuum von i mm können zwischen 250 und 32o° daraus 30°%o Fettsäuren von gelblicher Farbe abgetrieben werden.3. 300 parts of pitch from the distillation of synthetic fatty acids obtained by oxidation of Fischer-Tropsch-Gatsch with the key figures SZ = 92, VZ = 122, O HZ = 44 are saponified with the calculated amount of sodium hydroxide at 180 ° under pressure for 2 hours. By injecting the soap solution cooled to 100 ° into the device described at 32 ° to 350 °, 40 parts of a viscous unsaponifiable material are obtained with the key figures SZ = 5.6, VZ = 9.4, O HZ = 88, i. Fatty acids with the key figures SZ = 144.7, VZ = I45.0, O HZ = 32.7 can be separated from the dark soaps, which are very thin in the heat. By water-steam distillation in a vacuum of 1 mm, between 250 and 32o ° can be driven off from 30 °% fatty acids of yellowish color.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for separating unsaponifiable constituents from their mixtures or compounds with saponifiable constituents by saponification with alkaline agents, freeing the aqueous saponification product from water and some of the unsaponifiable by injecting it into already melted soap and distilling off the remaining unsaponifiable from the anhydrous soap. High vacuum according to main patent 720 478, characterized in that the mixture of steam and unsaponifiables obtained by injecting the aqueous saponification product into already melted soap is left in contact with the melted soap mass until it is completely saturated with unsaponifiable matter and, if necessary, only then Soap melt obtained freed from the remaining portions of the unsaponifiable in a high vacuum.

2. Method according to claim i, characterized in that the vapor mixture obtained primarily from Water vapor and unsaponifiables in suitable exchange devices in the same or Countercurrent can act on the soap and this is advantageous the speed of the steam higher than that of the soap melt.

3. The method according to claims i and 2, characterized in that the soap melt advantageously in as possible brings a thin layer into intimate contact with the steam.

4. Device for implementation of the method according to claims i to 3, consisting of an injection vessel (i), an injection device, e.g. B. nozzle (2), a replacement device whose Ouschnitt is suitably smaller than that of the injection vessel, for. B. a pipe coil (3) and a separator (4).