FI110951B - Menetelmä suovan hapottamiseksi - Google Patents
Menetelmä suovan hapottamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI110951B FI110951B FI20011853A FI20011853A FI110951B FI 110951 B FI110951 B FI 110951B FI 20011853 A FI20011853 A FI 20011853A FI 20011853 A FI20011853 A FI 20011853A FI 110951 B FI110951 B FI 110951B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- tall oil
- carbon dioxide
- soap
- reaction
- aqueous
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 239000000344 soap Substances 0.000 title claims description 29
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 claims description 51
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 40
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 39
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 36
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 16
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 14
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 13
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002535 acidifier Substances 0.000 claims 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 13
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 6
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000000061 acid fraction Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 239000010447 natron Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000010665 pine oil Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B3/00—Refining fats or fatty oils
- C11B3/02—Refining fats or fatty oils by chemical reaction
- C11B3/04—Refining fats or fatty oils by chemical reaction with acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B13/00—Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials
- C11B13/005—Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials of residues of the fabrication of wood-cellulose (in particular tall-oil)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/74—Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
' 110951 9-
MENETELMÄ SUOVAN HAPOTTAMISEKSI
TEKNIIKAN ALA
' Keksintö liittyy metsäteollisuuden kemiaan ja erityisesti suovan hapotukseen sekä 5 siihen liittyvään erotustekniikkaan. Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa suopa saatetaan kosketuksiin korkeapaineisen hiilidioksidin kanssa ja samanaikaisesti suoritetaan syntyneen vesi- ja öljyfaasien erotus, jolloin hapotus saadaan menemään loppuun asti ilman rikkihappolisäystä. Menetelmällä voidaan valmistaa hyvälaatuista mäntyöljyä.
10
TEKNIIKAN TAUSTA
.Mäntyöljy on sulfaattiselluloosan keitosta saatava sivutuote, joka sisältää pääasiassa hartsi- ja rasvahappoja. Keittolämpötilassa olevan sulfaattiselluloosakeiton emäliemi eli mustalipeä, johon suurin osa mäntyöljystä on sekoittuneena saippuoituneessa 15 muodossa, johdetaan paisunnan kautta haihduttamolle. Raakamäntyöljysaippua nousee vähitellen mustalipeän pintaan, josta se voidaan kuoria yhdessä tai useammassa vaiheessa talteen. Mustalipeän kuiva-ainepitoisuutta voidaan tarvittaessa kasvattaa haihduttamalla, jolloin raakamäntyöljysaippuan saanto saadaan mahdollisimman korkeaksi.
20 : Raakamäntyöljysaippuasta voidaan valmistaa mäntyöljyä hapottamalla. Perinteisesti hapotuksessa on käytetty rikkihappoa. Rikkihappolisäyksen jälkeen mäntyöljy voidaan erottaa suolapitoisesta vesifaasista selkeytysastiassa, jonka jälkeen mäntyöljy voidaan fraktioida erilaisiksi tuotteiksi tislaamalla. Mäntyöljystä valmistetaan muun 25 muassa painoväriä, sideaineita, pinnoitteita ja voiteluaineita.
9 »«
Suovan palstoituksessa käytetty rikkihappo lisää sulfaattisellutehtaan rikkimäärää * merkittävästi lisäten samalla tehtaan rikkipäästöjä. Koska metsäteollisuuden rikkipäästöihin kiinnitetään yhä enemmän huomiota ja suovan hapotus on eräs 30 prosessi, jossa rikkiä lisätään kemikaalikiertoon, on suurta tarvetta kehittää ·’ vaihtoehtoisia mäntyöljysuovan hapotusmentelmiä.
110951 US-patentissa No. 3,901,869 esitetään prosessi, jossa raakamäntyöljysaippuan hapotus tapahtuu osittain hiilidioksidilla. Mäntyöljysaippua hapotetaan ensin hiilidioksidilla siten, että pH on 7-8 paineen ollessa atmosfäärinen tai sitä korkeampi.
5 Reaktioseoksen annetaan seistä, jolloin muodostunut mäntyöljy erottuu vesipitoisesta faasista ja mäntyöljy voidaan ottaa talteen. Reaktion loppuun asti saamiseksi lisätään seokseen rikkihappoa,· jonka jälkeen seoksen pH on 3-4.
Patenttijulkaisussa WO 95/23838 (Metsä-Botnia Ab et ai.) vesi ja mäntyöljysaippua 10 erotetaan kahdessa vaiheessa, ensin paineisella hiilidioksidilla ja tämän jälkeen pH lasketaan lähelle neutraalia normaalipaineessa rikkihapolla. Neutralisointivaihetta seuraa veden erotusvaihe.
US-patentissa 4,495,095 (Union Camp) esitetään menetelmä suovan hapottamiseksi, 15 jossa ylikriittisellä hiilidioksidilla hapotetaan ensin suopa sekä tämän jälkeen uutetaan syntyneet happojakeet eroon reaktioseoksesta hiilidioksidilla. Patenttivaatimusten mukaan menetelmässä käytettävä lämpötila voi olla 31-400 °C ja paine 73-3400 bar. Käytännön haittana menetelmän sovellettavuudelle on syntyneiden hartsi- ja rasvahappojen heikko liukoisuus ylikriittiseen hiilidioksiin, 20 mistä johtuen hapotukseen ja uuttoon käytettävän hiilidioksidin määrä suhteessa t suovan syöttöön kasvaa erittäin suureksi.
Veteen liukenemattoman hiilivedyn käyttö hiilidioksidilla tapahtuvassa hapotuksessa on tunnettua US-patentista 4,075,188 (Westvaco Corp.). Menetelmässä 25 mäntyöljysuopa sekoitetaan hiilidioksin ja hiilivetyliuottimen kanssa, jolloin pH • saavuttaa arvon 7-8. Suopa hapotetaan loppuun rikkihapolla.
US-patentin 5,286,845 (Union Camp) mukaan on tunnettua, että vesipitoinen mäntyöljysuopa saatetaan kosketuksiin paineisen hiilidioksidin kanssa 3-54 barin paineessa, jonka jälkeen reaktioseoksen annetaan seistä samassa paineessa, jolloin 30 mäntyöljyfaasi ja suolapitoinen vesifaasi eroavat toisistaan. Mäntyöljyfaasi voidaan ’. erottaa vesifaasista antamalla seoksen seistä, jonka jälkeen mäntyöljyfaasi voidaan 3 110951 erottaa vesifaasista. Esimerkeissä esitetyt reaktioajat ovat 60-180 minuuttia ja seisotusajat 15 minuutista jopa kolmeen päivään. Esimerkkikokeissa hapotukseen tarvittavan rikkihapon kulutusta saatiin vähennettyä 55-82 %, kun käytettiin pelkkää hiilidioksidia. Menetelmässä voidaan käyttää hiilivetyliuotinta apuliuottimena, jotta 5 mäntyöljyn saanto saadaan korkeammaksi kuin pelkällä hiilidioksidilla. Kun käytettiin naftaa apuliuottimena saavutettiin 94 % vähennys täydelliseen hapotukseen vaadittavasta rikkihappomäärästä. Patenttitekstin mukaan on asiantuntijalle ilmeistä, että mäntyöljyfaasin ja suolapitoisen vesifaasin erottamiseen voidaan käyttää sentrifugia tai muita pisaroiden yhdistymistä edistäviä laitteita.
10 US-patenttien 5,898,065 ja 5,891,990 mukaan on tunnettua neutraloida vesipitoinen mäntysuopa osittain hiilidioksidilla, edelleen hapottaa suopaa lisäämällä rikkihappoa, erottaa suolapitoinen vesifaasi suovasta ja keittää jäännössuopa rikkihapolla, jolloin saadaan mäntyöljyä. Hiilidioksin ja rikkihapon lisäksi hapottavana kemikaalina 15 voidaan käyttää muitakin aineita, kuten bisulfiittia, rikkidioksidia, suolahappoa, typpihappoa tai orgaanista happoa. Tekniikan tason mukaisissa menetelmissä reaktio ja faasien erotus tapahtuvat ajallisesti peräkkäin. Ensin tapahtuu reaktio, tämän jälkeen reaktioseoksen annetaan seistä, jotta mäntyöljy- ja vesifaasi erottuvat toisista, minkä jälkeen mäntyöljyfaasi voidaan poistaa seoksen päältä esimerkiksi 20 dekantoimalla.
KEKSINNÖN KUVAUS
Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jossa reaktio ja tuotteiden erotus tapahtuu samanaikaisesti jolloin saavutetaan korkeampi konverssio 25 ja lyhyempi reaktioaika kuin tekniikan tason mukaisilla menetelmillä. Keksinnön : mukainen menetelmässä ei tarvita erllistä erotusvaihetta ja sillä saadaan suoraan hyvälaatuista mäntyöljyä.
Tämän aikaansaamiseksi keksinnönmukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, 30 että mänty- tai sekaöljysuopa hapotetaan pelkällä paineistetulla hiilidioksidilla niin ·’ lähelle täydellistä konversiota, ettei hiilivetyapuliuotinta tai rikkihapon käyttöä enää 110951 tarvita. Korkea konversio saavutetaan käyttämällä yhtä laitetta, jossa tapahtuu sekä reaktio että mäntyöljyfaasin erotus samanaikaisesti.
Olemme havainneet, että hapotusreaktio etenee lähes loppuun, jos vesipitoinen 5 mäntyöljysuopa saatetaan kosketuksiin paineisen hiilidioksidin kanssa jatkuvatoimisessa laitteessa. Tällöin tapahtuu mäntyöljysaippuan hapotusreaktio, joka synnyttää suolapitoisen vesifaasin ja mäntyöljyfaasin. Samaikaisesti hapotusreaktion edetessä erotetaan syntynyt mäntyöljyfaasi suolapitoisesta vesifaasista. Jotta hapotusreaktio ja erotus voidaan tehdä samanaikaisesti, käytetään keskipakovoimaan 10 perustuvaa laitetta, joka toimii samanaikaisesti reaktorina ja erotuslaitteena.
Tekniikan tason mukaisissa menetelmissä reaktio ja faasien erotus tapahtuvat ajallisesti peräkkäin. Ensin tapahtuu reaktio, tämän jälkeen reaktioseoksen annetaan seistä, jotta mäntyöljy- ja vesifaasi erottuvat toisista, minkä jälkeen mäntyöljyfaasi 15 voidaan poistaa seoksen päältä esimerkiksi dekantoimalla. Kyseisissä menetelmissä ei saavuteta patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän etuja, jolloin tekniikan tason mukaisissa menetelmissä hapotukseen ja erotukseen vaadittava aika on pidempi kuin nyt keksityssä menetelmässä. Lisäksi konversio on yleisesti ottaen alhaisempi kuin nyt keksityssä menetelmässä.
20
Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan useita etuja. Rikkihapon käytöstä luopuminen parantaa merkittävästi tehtaan rikkitasetta ja vähentää rikkipäästöistä aiheutuvia terveyshaittoja. Lisäksi rikkihappohapotuksessa mahdollisesti syntyvien rikkipitoisten kaasujen, kuten merkaptaanien syntyminen vältetään, jolloin myöskään 25 mahdollisia pesusysteemejä ei tarvita. Hiilidioksidi on erittäin ympäristöystävällinen liuotin, joten prosessin käyttöönotto edistää vihreän imagon luomista. Kolmas etu on natriumin kierrättämisen tehostuminen tehtaassa. Hiilidioksidi reagoi hapotuksessa synnyttäen natriumkarbonaattia (Na2CC>3) ja natriumvetykarbonaattia (NaHCC^), joka hajoaa kuumennettaessa natriumkarbonaatiksi, vedeksi ja hiilidioksidiksi.
30 Natriumkarbonaatti reagoi kalsiumoksidin (CaO) kanssa muodostaen lipeää (NaOH) *. tunnetun prossessin mukaisesti. Vallitsevassa menetelmässä natronlipeä valmistetaan 5 110951 ruokasuolan vesiliuoksesta elektrolyyttisesti, jolloin samalla syntyy klooria. Koska lipeän ja kloorin kysyntä on epätasapainossa, yllä esitetyn lipeän valmistusmenetelmän uudelleenkäyttöönottoon on suurta mielenkiintoa maailmalla.
5 YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS
Kun hiilihappo reagoi mäntyöljysaippuan kanssa tapahtuu ensin seuraava reaktio 2 R-COONa + C02 + H20 2 R-COOH + Na2C03 (1) 10 Reaktiotasapainoreaktioon vaikuttavat monet tekijät kuten hiilidioksipaine, reaktiolämpötila ja seoksen vesimäärä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä reaktiotasapaino siirretään yhtälössä (1) oikealle poistamalla reaktioseoksesta syntyneet rasva- ja hartsihapot reaktion edetessä, jolloin reaktio etenee lähelle täydellistä konversiota. Keksinnön mukaisessa reaktiossa syntyvien faasien erotus 15 tapahtuu keskipakovoiman avulla toimivassa jatkuvatoimisessa laitteessa reaktion edetessä. Laite voi olla esimerkiksi sentrifugi tai keskipakodekantteri, edullisimmin sentrifugi.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä vesipitoinen mäntysuopa ja hiilidioksidi 20 syötetään jatkuvatoimiseen sentrifugiperiaatteella toimivaaan laitteeseen. Kun vesipitoinen mäntysuopa ja hiilidioksidi kohtaavat syntyy reaktion tuloksena emulsio, joka sisältää reaktiossa syntyneen natrium-pitoisen suolan sekä raakamäntyöljyn. Keskipakovoiman vaikutuksesta mäntyöljy erotetaan reaktioseoksesta samalla kun sitä syntyy reaktiossa.
25 ‘ Hiilidioksidin paine vaikuttaa reaktion konversioon. Yleisesti ottaen reaktiopaineen nostaminen aiheuttaa konversion nousemista. Jotta reaktio etenisi merkitsevästi, vaaditaan vähintään noin 10 barin hiilidioksidipaine. Toisaalta useiden satojen barien paineen käyttäminen asettaa helposti taloudellisia rajoitteita, koska prosessin 30 investointikustannukset nousevat. Prosessissa vaadittava hiilidioksidipaine on noin ? 10-200 bar, edullisimmin noin 50-100 bar.
6 110951
Periaatteessa reaktion konversioon voidaan vaikuttaa myös lämpötilaa muuttamalla. Lämpötilan laskeminen lisää hiilidioksidin liukoisuutta vesipitoiseen mäntysuopaliuokseen, mikä merkitsee korkeampaa konversiota. Toisaalta korkea lämpötila alentaa seoksen viskositeettiä, joka parantaa faasien erottumista, sekä 5 vähentää natriumbikarbonaatin liukoisuutta. Koska keksinnön mukaisessa menetelmässä faasien erotus tapahtuu keskipakoisvoiman avulla, voidaan käyttää korkeampaa lämpötilaa kuin on yleisesti ottaen järkevää menetelmissä, joissa mäntyöljy- ja vesifaasien erotus tapahtuu seisottamalla reaktioseosta. Tyypillisesti lämpötila on reaktiossa 50- 130 °C, edullisesti 70-90 °C, joskin muitakin lämpötiloja 10 voidaan käyttää.
Mäntysuopaan voidaan lisätä vettä ennen kuin se saatetaan kosketuksiin hiilidioksidin kanssa. On yleisesti tunnettua, että vesi/mäntyöljysaippua-suhde on edullisesti 0.5-2, joskin muitakin vesi/mäntyöljysaippua-suhteita voidaan käyttää.
15
Hiilidioksidi on liuottimena ympäristöystävällinen, palamaton, kemiallisesti stabiili, myrkytön, suhteellisen halpa sekä ei-korrodoiva. Tukehtumisvaaraa lukuunottamatta se on vaaraton työntekijöille. Ympäristöystävällisyydestään johtuen se on erinomainen hapotuskemikaali.
20
Paineinen hiilidioksidi voi olla nestemäistä tai ylikriittistä. Ylikriittisyys viittaa aineen olomuotoon. Hiilidioksidi on ylikriittisessä tilassa, kun samanaikaisesti lämpötila on yli 31 °C ja paine on yli 73.8 bar. Ylikriittisessä tilassa olevalla fluidilla on sekä nestemäisiä että kaasumaisia ominaisuuksia, kuten nestemäinen tiheys, 25 kaasumainen viskositeetti sekä kaasun ja nesteen vastaavien arvojen välillä oleva : diffuusiokerroin.
Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkien avulla. Esimerkit 1 ja 2 kuvaavat menetelmää jossa käytetään panostoimista reaktoria ja Esimerkki 3 kuvaa 30 keksinnönmukaista menetelmää, jossa reaktio tapahtuu jatkuvatoimisesti sentrifugi * 7 110951 on reaktioastia. Tulosten mukaan menetelmän mukaisella keksinnöllä saavutetaan - parempi konversio.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu 5 vain esitettyyn esimerkkiin vaan ne voivat vaihdella jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa.
ESIMERKIT
1. Mäntysuovan hapotus hiilidioksidissa panostoimisessa reaktorissa 10 Mekaanisella sekoituksella varustettuun panosreaktoriin, jonka tilavuus oli 5 litraa, punnittiin 1502 g mäntysuopaa ja 1575 g vettä. Kansi suljettiin ja reaktioseos lämmitettiin 75 °C lämpötilaan. Reaktori paineistettiin 100 bariin pumppaamalla sinne 2200 g hiilidioksidia, minkä jälkeen reaktioseosta sekoitettiin 2 tunnin ajan 750 rpm kierrosnopeudella. Sekoitus kytkettiin pois ja seoksen annettiin seistä noin 4 15 tuntia. Sekä öljyfaasista että vesifaasista otettiin näytteitä. Talteen saadun mäntyöljyn (547 g) happoluku oli 131 ja saippualuku 28. Mäntyöljyn saanto oli noin 79% teoreettisesta määrästä.
2. Mäntysuovan hapotus hiilidioksidilla panostoimisessa reaktorissa 20 Kokeita jatkettiin vaihtelemalla alla olevien parametrien arvoja. Tulokset on nähtävissä taulukossa 1.
No. Reaktioaika Seisotusaika Vesipitoisuus Paine Lämpötila Happoluku Saanto (min) (min) (p%) (bar) (°C) (mg KOH/g) (%) Γ lÖÖ 240 50 1ÖÖ 53 ΪΪ3 64~ : 2 lÖÖ 200 50 180 136 133 8Ö~ 3 60 200 40 2Ö" 75 94 42~ 4 20 15 50 178 132 72 23~"
Taulukko 1. Mäntysuovan hapotus hiilidioksidilla.
25 8 110951 3. Mäntysuovan hapotus hiilidioksidilla reaktorina toimivassa sentrifugissa 400 kg/h mäntysuopaa, joka sisälsi vettä 60 p%, syötettiin yhdessä hiilidioksidin (200 kg/h) kanssa jatkuvatoimiseen sentrifugiin. Sentrifugi oli suunniteltu toimimaan korkeassa paineessa siten, että ympärille oli rakennettu paineenkestävä vaippa.
5 Pystyasennossa olevan sentrifugin pallon halkaisija oli 50 cm ja se oli varustettu 40 levyllä. Sekä vesipitoinen mäntysuopa että hiilidioksidi syötettiin 80 barin paineeseen sentrifugin keskiakselin läpi. Kierrosnopeudella 4000 rpm ja lämpötilassa 77 °C havaittiin faasien erottuvan toisistaan siten, että kuohuvasta mäntyöljyfaasista ja vesifaasista saatiin näytteitä. Mäntyöljyfaasin happoluvuksi saatiin 153, 10 saippualuvuksi 7 ja tiheydeksi 0,957. Emävesi sisälsi mäntyöljyä 1.1 p%. Sen tiheys oli 1.092 ja pH 8,82. Mäntyöljyn saanto oli 93% teoreettisesta saannosta.
»
Claims (7)
- 9 110951 Α 1. Menetelmä suovan hapottamiseksi tunnettu siitä, että vesipitoinen mänty- tai sekasuopa saatetaan kosketuksiin paineisen hiilidioksidin kanssa jatkuvatoimisessa ’ laitteessa, joka toimii samanaikaisesti reaktorina ja erotuslaitteena, jossa 5 a) tapahtuu mäntyöljysaippuan hapotusreaktio, jolloin syntyy suolapitoinen vesifaasi ja mäntyöljyfaasi sekä samaikaisesti hapotusreaktion edetessä ja edelleen hiilidioksidipaineen alaisena b) erotetaan syntynyt mäntyöljyfaasi suolapitoisesta vesifaasista keskipakoisvoiman avulla, jolloin hapotusreaktio etenee lähes loppuun, ja 10 c) otetaan talteen mäntyöljyfaasi.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että vesipitoinen mäntyöljysuopa saatetaan kosketuksiin hiilidioksidin kanssa 10-200 barin paineessa, edullisesti noin 100 barin paineessa.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että vesipitoinen 15 mäntyöljysuopa saatetaan kosketuksiin hiilidioksidin kanssa 50-145 °C lämpötilassa, edullisesti noin 80 °C lämpötilassa.
- 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että vesi/mäntyöljysaippua-massasuhde on syötössä 0.4-2.5.
- 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että 20 hiilidioksidi/vesipitoinen mäntyöljysuopa-massasuhde on syötössä 0.3-8.
- ·· 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että hapotuslaitteesta vapautuva ylimäärähiilidioksidi kierrätetään takaisin prosessiin.
- 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että hiilidioksidin kanssa reagoinut natrium prosessoidaan ja kierrätetään. 10 110951
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20011853A FI110951B (fi) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Menetelmä suovan hapottamiseksi |
| PCT/FI2002/000739 WO2003025106A1 (en) | 2001-09-20 | 2002-09-17 | Method for acidification of tall oil |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20011853 | 2001-09-20 | ||
| FI20011853A FI110951B (fi) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Menetelmä suovan hapottamiseksi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20011853A0 FI20011853A0 (fi) | 2001-09-20 |
| FI110951B true FI110951B (fi) | 2003-04-30 |
Family
ID=8561926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20011853A FI110951B (fi) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Menetelmä suovan hapottamiseksi |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI110951B (fi) |
| WO (1) | WO2003025106A1 (fi) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1733013A1 (en) * | 2004-03-29 | 2006-12-20 | Cargill Incorporated | Soapstock treatment |
| FI121427B (fi) * | 2008-06-17 | 2010-11-15 | Linde Ag | Menetelmä mäntyöljyn valmistamiseksi ja suolaliuoksen deaktivoinnin käyttö mäntyöljyn valmistuksessa |
| FI20096366A (fi) * | 2009-12-18 | 2011-06-19 | Linde Ag | Menetelmä ja laite mäntyöljysuovan neutraloimiseksi |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3901869A (en) * | 1974-01-11 | 1975-08-26 | Westvaco Corp | Acidification of tall oil soap |
| US4495095A (en) * | 1983-04-04 | 1985-01-22 | Union Camp Corporation | Acidulation and recovery of crude tall oil from tall oil soaps |
| US5286845A (en) * | 1992-05-20 | 1994-02-15 | Union Camp Corporation | Acidification of tall oil soap using carbon dioxide |
| US5283319A (en) * | 1993-06-23 | 1994-02-01 | Union Camp Corporation | Process and control strategy for the recovery and use of excess carbon dioxide discharge from a high pressure carbon dioxide acidulation process |
| FI95595C (fi) * | 1994-03-01 | 1998-12-01 | Air Liquide | Menetelmä vedenerottuvuuden parantamiseksi mäntyöljyn valmistusprosessissa sekä menetelmä mäntyöljyn valmistamiseksi |
| FI952176A (fi) * | 1995-05-05 | 1996-11-06 | Polargas Ab Oy | Suovan neutralointi |
-
2001
- 2001-09-20 FI FI20011853A patent/FI110951B/fi active
-
2002
- 2002-09-17 WO PCT/FI2002/000739 patent/WO2003025106A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20011853A0 (fi) | 2001-09-20 |
| WO2003025106A1 (en) | 2003-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1112422A (fr) | Production continue de carbonate de lithium | |
| FI100988B (fi) | Mäntyöljysaippuan parannettu hapettaminen käyttäen hiilidioksidia | |
| US4075188A (en) | Recovery of crude tall oil | |
| US3901869A (en) | Acidification of tall oil soap | |
| ES2733331T3 (es) | Procedimiento de recuperación de ácidos grasos libres a partir de grasas y aceites | |
| FI110951B (fi) | Menetelmä suovan hapottamiseksi | |
| CN104513174A (zh) | 一种球痢灵生产过程中的废酸的循环利用工艺及装置 | |
| CN109825322B (zh) | 一种从煤焦油或煤直接液化油中提取酚类物质的方法 | |
| CN108484406A (zh) | 一种丙烯酸异辛酯废油回收工艺 | |
| NO138817B (no) | Lysfoelsomt reproduksjonsmateriale. | |
| CN104557470B (zh) | 一种对苯醌经过硫系列还原剂还原成氢醌的方法 | |
| FI95723B (fi) | Menetelmä suovan hapottamiseksi suurella yliannostuksella NaHSO3-liuosta | |
| CN101157945B (zh) | 一种制备富含多不饱和脂肪酸的甘油酯的工艺 | |
| FI121427B (fi) | Menetelmä mäntyöljyn valmistamiseksi ja suolaliuoksen deaktivoinnin käyttö mäntyöljyn valmistuksessa | |
| JPH09509693A (ja) | トール油石鹸の処理 | |
| CN113292467B (zh) | 一种含醇碱液提纯维生素a油母液的方法 | |
| US2430029A (en) | Splitting tall oil soaps | |
| FI117705B (fi) | Menetelmä polttoaineen valmistamiseksi pehmeästä mäntysaippuasta | |
| CN108069858B (zh) | 一种脂肪酸皂和硝酸银耦合萃取分离亚麻酸甲酯的方法 | |
| CN105669609B (zh) | 一种四氢呋喃‑2‑甲酸工业化消旋工艺 | |
| WO2014079917A1 (en) | Method for preparing propanoic acid | |
| CA2133663C (en) | Improved acidification of tall oil soap using carbon dioxide | |
| EP3645786A1 (en) | Process for separating lignin from lignocellulosic materials | |
| CN109651152A (zh) | 一种去除酯类物质中不饱和化合物的方法 | |
| CN105037148B (zh) | 双草酸酯制备装置及其制备方法 |