JPH03172396A - 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水素添加脂肪生成物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３　ＭＰｘ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生成物中に可溶であ
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・デイ−ケル？　ン（Ｇ、　ＤＩ
ｅｃｋｅ１ｍｓｎ＊）。

エイチ・ジエー・ハインッ（）ｌ、　　Ｊ、　Ｒｅ１ｎ
２）の工業的マーガリン化学の基礎（Ｔｈｅ　ｂｘｓｉ
ｃｓ　ａｔ　１ｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｏｌｅｏｃｂｅｍ
ｉｓｌｒ７）　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、粗水素添加脂肪酸生成物は、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２０
０ｍｇ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ｌ　００００　ｍｇまでの金属を含むもの
）を生じさせる。この生成物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、
粗水素添加生成物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生成物から
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１０　ＭＰｚの範囲の圧力
の水素の影響下に、析出した固体金属を水素添加脂肪生
成物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含有生成物から析
出させることができる。例えば、特定水素圧力を固体金
属が析出するめ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５１Ｐａ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３　ＭＰＪ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、金属粒子を脂肪生成物から、好ましくは濾過
によって、より好ましくは水素圧力下（Ｌ０５〜５　Ｍ
ＰＪ）の濾過によって、分離する。

これは、ナイアガラフィルター（Ｎｉａｇａ＋ａ　ｆｉ
ｌｔｅｒ）のような垂直圧力リーフフィルター（ｖｅ＋
＋１ｃａｐｒｅｓｓｕｒｅ　１ｅａｆ　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
添加脂肪生成物／脂肪酸金属石鹸混合物に０．０５Ｃ好
ましくはり、１、より好ましくは０，２）乃至Ｉｌｌ　
ＭＰＪ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。水素添加脂肪生成物／脂肪酸金属石鹸
混合物は、粗水素添加脂肪物質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
られた残渣又は濃縮物でもよい。このような残渣は、粘
稠な黒色の生成物であり、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物質は、脂肪酸金属石鹸
を含有する、完全に水素添加された生成物、部分的に水
素添加された生成物、或いは水素漂白された（ｈ７ｄｒ
ｏｂｌｅｇｃｈｅｄ）生成物（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）を同時に水素添加物質
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５■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、或いは生成物１　ｋｇ当たり金属８〜３０
ｍｇの典型的金属含有率を有する蒸留残渣を生成する工
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生成物は、ＣＩ
Ｑ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、或いはまたＣ１
０乃至Ｃ２２脂肪アルコールであるのが好ましい。脂肪
物質の水素添加は１７Ｇ乃至２３５°Ｃの温度で起こる
ことが多いが、金属を水素添加脂肪物質から分離する間
の水素添加脂肪酸／金属石鹸混合物の温度は通常８０乃
至１２０℃、非常に粘稠な生成物に対しては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５　００　ｍｌのホフマン（Ｈｏｌｆｍｇｎｎ）オー
トクレーブに、３００ｍ１の工業的オレイン酸（沃素価
９３．６．硫黄含有量６．２ｍｇ／ｋｇ；燐含有量２　
ｍｇ　／　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（Ｐｒｉ
Ｃ１＋）９９３２、ドイツ、エンメリッヒのユニケマ・
ケミ−・ＧＩＩｌｂＨ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、Ｉ　ＭＰｓの圧力まで窒
素を充填した。内容物を８００ｒ　ｐ、ｍで攪拌し、２
０分間で２００℃に加熱した。２００℃で窒素を３　　
ＭＰａ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３　　ＭＰ
ａ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。

水素圧力（ＭＰａ　）　　　ニッケル含有率（ｍｇ　／
　ｋｇ　）０　（０，ｌ　ＭＰ！のＮ２で比較）２００
０．１４５ ０．５　　　　　　　　　　　　２０ １．０　　　　　　　　　　　　１５ １．５　　　　　　　　　　　　１１ ２．０５ 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
具なっていた。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−・ＧｍｂＨ製の触媒の商標である）。結果を以下
のようにまとめた。

プリキャット９９３３　　　０．５　　　　　１３プリ
キヤツト９９０Ｇ　　　　０．５　　　　　２０プリキ
ヤツト９９４３　　　２．０　　　　　　　？プリキャ
ット９９０６　　　２．０　　　　　　９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１．５ＭＰ１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
以下のようにまさめた。

プリキャット９１１２　　　３Ｇ プリキヤツト９９３３　　　３０ プリキヤツト９９３２　　　４５ プリキヤツト９９１０　　　− ニソファクト　＋０１　　　６２ ［ニソファクト（Ｎｙｓｏｌｓｃｌ） ルンのエンジェルハード （Ｅｎｇｅｌｈａ＋ｄ　Ｃｈｅｍｉｅ　ＢＹ）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リツトルのメデイメツクス（Ｍｅｄｉｍｅ
ｔ）オートクレーブに、３　Ｉｔ　［１ｍｌ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ｍ　１　ｋｇ当たり
４２００　ｍｇ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（１目ｐｐｉｎ
ｇ　ｒｇｅｎｌ）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３００＋ｐｍ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１１．２ＭＰａ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、２ＭＰｉ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２７
ｍｇ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０．２ＭＰ＊の水素圧下で処理した後、残渣を１
０℃で濾過する間０．２ＭＰｉ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、４２１１０
■ニッケル／ｋｇ残清から２９■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リツトルのメディメックスオートクレープ
に、３００＋ａｌ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４２０Ｇ、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２．０ＭＰ！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９■ニッケル／ｋｇ残渣である
ことが判明した。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （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生成物から除去する方
   法であって、０．０５乃至１０ＭＰａの圧力範囲の水素
   の影響下に、析出した固体金属を水素添加脂肪生成物か
   ら分離することを含む方法。
2. （２）０．２乃至５ＭＰａの範囲の圧力の水素の影響下
   に、析出した固体金属を分離することを含む、請求項第
   １項に記載の方法。
3. （３）１乃至３ＭＰａの範囲の圧力の水素の影響下に、
   析出した固体金属を分離することを含む、請求項第１項
   に記載の方法。
4. （４）金属が原子番号２８を有し、ニッケルである、請
   求項第１項に記載の方法。
5. （５）分離を濾過、好ましくは０．０５乃至５ＭＰａの
   水素圧力下での濾過によって行う、請求項第１項に記載
   の方法。
6. （６）濾過を垂直圧力リーフ（ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｐｒ
   ｅｓｓｕｒｅｌｅａｖｅｓ）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. （７）水素添加脂肪生成物／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、
   その後金属を脂肪生成物から分離する、請求項第１項に
   記載の方法。
8. （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. （９）水素添加脂肪生成物が、Ｃ＿１＿０乃至Ｃ＿２＿
   ２脂肪酸、Ｃ＿２＿０乃至Ｃ＿４＿４二量体脂肪酸、及
   び／又はＣ＿１＿０乃至Ｃ＿２＿２脂肪アルコールを含
   む、請求項第１項に記載の方法。
10. （１０）分離の間、水素添加脂肪生成物／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。