JP2782472B2 - 水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体からの金属石鹸の除去 - Google Patents

水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体からの金属石鹸の除去

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体から金
属脂肪酸石鹸を除去する方法に関する。
脂肪酸のような脂肪から得られる生成物は、動物性及
び/又は植物性油脂から、例えば、グリセロールと脂肪
酸に分解することによって得ることができ、後者の生成
物、即ち脂肪酸は原子番号が27乃至29である金属(コバ
ルト、ニッケル、及び銅)に基づく触媒を少量使用し
て、170乃至235℃の温度及び1乃至3MPaの水素圧力で、
工業的規模で水素添加される。不飽和脂肪酸をより飽和
した脂肪酸に転換する水素添加反応以外に、金属脂肪酸
石鹸の形成をもたらす脂肪酸と触媒中の金属との間の副
反応もまた起こる。この金属脂肪酸石鹸は脂肪酸中に可
溶である。この副反応は、実際の水素添加の前の触媒/
脂肪酸スラリーの昇温期間中に既に始まっている可能性
がある。水素添加が終了すると、水素の供給を止め、圧
力を開放し、そして通常水素を窒素で置換し、その後、
脂肪酸から触媒を分離する前に、水素添加された脂肪酸
を中間容器に流し込む[ジー・ディーケルマン(G.Diec
kelmann)、エイチ・ジェー・ハインツ(H.J.Heinz)の
工業的マーガリン化学の基礎(The basics of industri
al oleochemistry)1988年、76、77頁を参照のこと)。
上述の副反応は、水素添加脂肪酸が触媒と接触したまま
である限り水素圧力を開放した後も(即ち、触媒が実際
に除去されるまで)さらに進行することができる。従っ
て、通常、粗水素添加脂肪酸は、使用された処理技術と
触媒にもよるが、脂肪酸1kg当たり約200mgの遊離金属の
量で、脂肪酸金属石鹸を含有する。
例えば蒸留により水素添加脂肪酸をさらに精製するこ
とによって、金属脂肪酸石鹸を除去することができる
が、これは金属脂肪酸石鹸に富んだ濃縮物或いは残渣
(残渣1kg当たり10000mgまでの金属を含むもの)を生じ
させる。この濃縮物或いは残渣をさらに処理するのは困
難である。1つの可能性は、この有機物質を燃焼させ、
灰から金属を回収するということである。
もう1つの仮の理論的可能性は、特殊な方法によっ
て、粗水素添加脂肪酸中に最終的に存在する脂肪酸金属
石鹸を除去するか又はその量を最小化することである。
本発明の目的は、原子番号が27乃至29である金属から
誘導された脂肪酸金属石鹸を水素添加脂肪酸又はそれら
の誘導体から除去する方法であって、0.05(好ましくは
0.1、より好ましくは0.2)乃至10MPaの範囲の圧力の水
素の影響下に固体金属を析出させること及び析出した固
体金属を水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体から分離す
ることを含む方法を提供することである。固体金属は、
いろいろな方法で石鹸を含有する水素添加脂肪酸又はそ
れらの誘導体から析出させることができる。例えば、特
定水素圧力を固体金属が析出するのに十分な時間維持す
ることによって可能である。析出した固体金属は、その
後、水素圧力を維持したままか、或いは析出固体金属が
可溶性石鹸に戻らないような条件下で分離する。好まし
い方法においては、0.5乃至5MPaの圧力範囲の水素の影
響下に、固体金属を析出させ、より好ましくは1乃至3M
Paの範囲の圧力の水素の影響下に析出させる。
本発明の方法は、原子番号が27乃至29である金属、特
にニッケル(N=28)の脂肪酸石鹸の除去に有用であ
る。
加圧状態の水素の影響下の水素添加とそれに続く金属
の析出の後、金属粒子を水素添加脂肪酸又はそれらの誘
導体から、好ましくは濾過によって、より好ましくは水
素圧力下(0.05〜5MPa)の濾過によって、分離する。こ
れは、ナイアガラフィルター(Niagara filter)のよう
な垂直圧力リーフフィルター(vertical pressure leaf
filter)によって簡便に達成できる。先行する水素添
加工程を選択的に含む本発明の方法は、回分式、連続
式、又ま半連続式、例えばカスケード法によって行うこ
とができる。
本発明の別の実施態様においては、中間タンク中で水
素添加脂肪酸又はそれらの誘導体/脂肪酸金属石鹸混合
物に0.05(好ましくは0.1、より好ましくは0.2)乃至10
MPaの圧力の水素によって予備処理を施しその後混合物
を分離する。水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体/脂肪
酸金属石鹸混合物は、粗生成物である水素添加脂肪酸又
はそれらの誘導体でも脂肪酸又は脂肪アルコールを蒸留
などによりさらに精製することによって得られる残渣又
は濃縮物でもよい。このような残渣は、粘稠且つ黒色で
あり、特にピッチ、脂肪酸、重合体脂肪酸、トリグリセ
リド、金属石鹸、その他を含む。本明細書中において、
脂肪酸は単量体及び二量体の脂肪酸を含むものと理解さ
れるべきであり、脂肪アルコールは単量体及び二量体の
脂肪アルコールを含むものと理解されるべきである。二
量体酸/アルコールは通常36個の炭素原子を含み、1分
子中に2つの官能基を有する。
本発明によって処理できる脂肪酸又はそれらの誘導体
は、脂肪酸金属石鹸を含有する、完全に水素添加された
脂肪酸又はそれらの誘導体、部分的に水素添加された脂
肪酸又はそれらの誘導体、或いは水素漂白された(hydr
obleached)脂肪酸又はそれらの誘導体(沃素価があま
り低下していない)のいずれでもよい。
1段階の濾過工程において析出金属と水素添加触媒
(金属はしばしば触媒上に付着する)を同時に水素添加
脂肪酸又はそれらの誘導体から除去するのが有利なこと
が多い。
本発明の方法は、脂肪酸1kg当たり金属約5mgの典型的
金属含有率(金属石鹸によるもの)を有する粗水素添加
脂肪酸、或いは蒸留残渣であって、それ1kg当たり金属
8〜30mgの典型的金属含有率を有するものを生成する工
業的規模の操作をもたらす。
本発明によって処理される水素添加脂肪酸又はそれら
の誘導体は、C10乃至C22脂肪酸、C20乃至C44二量体脂肪
酸、水素添加脂肪酸から得られた蒸留残渣又は濃縮物、
或いはまたC10乃至C22脂肪アルコールである。脂肪酸の
水素添加は170乃至235℃の温度で起こることが多いが、
金属を水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体から分離する
間の水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体/脂肪酸金属石
鹸混合物の温度は通常80乃至120℃、非常に粘稠な水素
添加脂肪酸又はそれらの誘導体/脂肪酸金属石鹸混合物
に対しては160℃までの温度であり、従って中間容器に
おいて冷却工程を行うのが望ましい。
実施例1 高圧下での濾過に適するフィルター要素を取り付けら
れた500mlのホフマン(Hoffmann)オートクレーブに、3
00mlの工業的オレイン酸(沃素価93.6;硫黄含有量6.2mg
/kg;隣含有量2mg/kg未満;水含有率0.02%)を充填し、
0.045%のニッケルを22重量%のニッケルを含有する脂
肪ニッケル/シリカ触媒[プリキャット(Pricat)993
2、ドイツ、エンメリッヒのユニケマ・ケミー・GmbH
製)の形態で添加した。オートクレーブを密閉し、窒素
置換し、1MPaの圧力まで窒素を充填した。内容物を800
r.p.mで攪拌し、20分間で200℃に加熱した。200℃で窒
素を3MPaの水素で置換し、この温度と圧力を攪拌しなが
ら150分間維持した。その後、水素圧力を3MPaに維持し
ながら、オートクレーブと内容物を60分間で100℃に冷
却した。いくらかの脂肪酸ニッケル石鹸を含んでいる水
素添加脂肪酸と触媒との混合物を続いて、下記の表中に
示したような様々の水素圧力下で行ったいくつかの実験
において濾過を行い、触媒とニッケルを除去した。誘導
結合プラズマ原子分光分析によって、濾液をニッケル含
有率について分析した。その結果も下記の表に示す。
実施例2 実施例1の装置を用いて実施例1に記載した方法に従
って、同様な実験を行ったが、この実施例では、水素添
加と濾過の間の水素圧力を同一にした。使用した触媒
は、いずれもニッケル/シリカタイプのものであったが
幾分異なっていた。触媒9906はやや広い細孔を有してい
た。両方の触媒を実施例1と同じニッケル濃度で添加し
た(プリキャットはドイツ、エンメリッヒのユニケマ・
ケミー・GmbH製の触媒の商標である)。結果を以下のよ
うにまとめた。
実施例3 実施例1に記載した装置、脂肪酸、及び手順を用い
て、0.1と1.5MPaの各々の水素圧力で濾過を行って、異
なったニッケル/シリカ触媒を試験した。結果を以下の
ようにまとめた。
[ニソファクト[Nysofact);オランダ、デ・メールン
のエンジェルハード・ケミー・ビー・ブイ[Engelhard
Chemie BV)製] 実施例4 (高水素)圧下での濾過に適するフィルター要素を取
り付けられた1リットルのメディメックス(Medimex)
オートクレーブに、300mlの工業グレードステアリン脂
肪酸蒸留残渣(水素添加された工業グレードC18脂肪酸
からのもの、残渣1kg当たり4200mgのニッケルを含む)
を充填した。この残渣に3g(1重量%)の非晶質シリカ
−アルミナを濾過助剤及びニッケルトラッピング剤(tr
apping agent)として添加した。オートクレーブを密閉
し、水素でフラッシュし、内容物を300rpmで攪拌しなが
ら240℃に加熱した。240℃の最終温度に達したとき水素
圧力を0.2MPaにし、この温度と圧力を60分間維持した。
この後続いて、シリカ−アルミナを含む残渣を、140℃
の温度と0.2MPaの水素圧を維持しながら、濾過装置上で
濾過した。誘導結合プラズマ原子分光分析によって、濾
液をニッケル含有率について分析した。この濾液中のニ
ッケル含有率は27mgニッケル/kg残渣であることが判明
した。
実施例5 この実施例は、実施例4に記載したステアリン脂肪酸
蒸留残渣からニッケルを除去することを説明するが、実
施例4とは異なり、この実施例においては、オートクレ
ーブ中で、0.2MPaの水素圧下で処理した後、残渣を10℃
で濾過する間0.2MPaの圧力の窒素を用いた。より高い粘
度と比較的低い濾過温度は明らかにニッケル石鹸が濾過
中に形成するのを妨害した。濾過した残渣を分析するこ
とによって、ニッケル含有率が、4200mgニッケル/kg残
渣から29mgニッケル/kg残渣まで減少したことが判明し
た。
実施例6 (高)水素圧下での濾過に適するフィルター要素を取
り付けられた1リットルのメディメックスオートクレー
ブに、300mlの工業グレードステアリン脂肪酸蒸留残渣
(残渣1kg当たり4200mgのニッケルを含む)を充填し
た。この残渣に3g(1重量%)の非晶質シリカ−アルミ
ナを濾過助剤及びニッケルトラッピング剤として添加し
た。オートクレーブを密閉し、水素でフラッシュし、内
容物を300rpmで攪拌しながら140℃に加熱した。最終の
温度での温度と圧力を60分間維持した。この後続いて、
シリカ−アルミナを含む残渣を、240℃の温度と2.0MPa
の水素圧を維持しながら、濾過装置上で濾過した。誘導
結合プラズマ原子分光分析によって、濾液をニッケル含
有率について分析した。この濾液中のニッケル含有率は
9mgニッケル/kg残渣であることが判明した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コルネリス・マルチヌス・ロック オランダ国、6941 ビーエル・ディダ ム、ドメラ・ニューエンヒュイストラー ト 14 (72)発明者 ヨハネス・コルネリス・オーデヤンス オランダ国、6904 エイエス・ゼベナー ル、エム・ド・リュイエルストラート 61 (56)参考文献 特開 昭54−3806(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C11C 1/08 C11C 3/12 C07C 51/43 C07C 29/76

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原子番号が27乃至29である金属から誘導さ
    れた脂肪酸金属石鹸を水素添加脂肪酸又はそれらの誘導
    体から除去する方法であって、0.05乃至10MPaの圧力範
    囲の水素の影響下に固体金属を析出させること及び析出
    した固体金属を水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体から
    分離することを含む方法。
  2. 【請求項2】0.2乃至5MPaの範囲の圧力の水素の影響下
    に固体金属を析出させ分離することを含む、請求項第1
    項に記載の方法。
  3. 【請求項3】1乃至3MPaの範囲の圧力の水素の影響下に
    固体金属を析出させ分離することを含む、請求項第1項
    に記載の方法。
  4. 【請求項4】金属が原子番号28を有するニッケルであ
    る、請求項第1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】分離を濾過によって行う、請求項第1項に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】濾過を垂直圧力リーフ(vertical pressur
    e leaves)を有するフィルター中で行う、請求項第5項
    に記載の方法。
  7. 【請求項7】水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体/脂肪
    酸金属石鹸混合物に0.05乃至10MPaの圧力の水素による
    処理を施して金属を析出させ、その後金属を水素添加脂
    肪酸又はそれらの誘導体から分離する、請求項第1項に
    記載の方法。
  8. 【請求項8】析出した金属及び水素添加触媒を同時に除
    去する、請求項第1項に記載の方法。
  9. 【請求項9】水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体が、C
    10乃至C22脂肪酸、C20乃至C44二量体脂肪酸、及び/又
    はC10乃至C22脂肪アルコールを含む、請求項第1項に記
    載の方法。
  10. 【請求項10】分離の間、水素添加脂肪酸又はそれらの
    誘導体/脂肪酸金属石鹸混合物が80乃至120℃である、
    請求項第1項に記載の方法。
JP2315271A 1989-11-23 1990-11-20 水素添加脂肪酸又はそれらの誘導体からの金属石鹸の除去 Expired - Lifetime JP2782472B2 (ja)

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