JPS6313417B2 - - Google Patents

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JPS6313417B2
JPS6313417B2 JP17895582A JP17895582A JPS6313417B2 JP S6313417 B2 JPS6313417 B2 JP S6313417B2 JP 17895582 A JP17895582 A JP 17895582A JP 17895582 A JP17895582 A JP 17895582A JP S6313417 B2 JPS6313417 B2 JP S6313417B2
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JP
Japan
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zone
mixture
acid
adsorbent
desorbent
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JP17895582A
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Japanese (ja)
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JPS5970637A (en
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Terensu Kuriarii Mitsusheru
Kuruparashipanja Santei
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Honeywell UOP LLC
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UOP LLC
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Publication date
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Publication of JPS6313417B2 publication Critical patent/JPS6313417B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明の関する技術分野は脂肪酸類の固体層
吸着分離である。更に詳しくは、本発明は2種以
上の脂肪酸を含有する仕込混合物から一つの脂肪
酸を選択的に吸着する特異な重合体類を含有する
吸着剤を使用する脂肪酸類分離法に関する。 或る結晶性アルミノ珪酸塩類を用いて或る脂肪
酸エステル類をその混合物から分離できることが
当該分離技術において知られている。例えば、米
国特許第4048205号、第4049688号及び第4066677
号において、種々の程度の不飽和度の脂肪酸エス
テル類を飽和及び不飽和脂肪酸のエステル類の混
合物から分離する方法が特許請求されている。こ
れらの方法は交換可能な陽イオン坐席に、選ばれ
た陽イオンを持つX又はYゼオライトを含有する
吸着剤類を使用する。 これに対して、本発明は脂肪酸エステル類より
むしろ或る脂肪酸類の分離に関する。我々は、非
イオン性・疎水性・不溶性の架橋ポリスチレン重
合体が他の一つの脂肪酸に関して一つの脂肪酸に
対して吸着選択性を示し、かくして固体層選択吸
着によるそのような脂肪酸類の分離を可能にする
ことを見出した。一つの特定の具体的態様として
は、我々の方法はパルミチン酸からステアリン酸
を分離する方法である。他の一つの特定の具体的
態様としては、我々の方法はリノール酸からオレ
イン酸を分離する方法である。脂肪酸類の実質上
の用途は可塑剤及び界面活性剤の分野にある。脂
肪酸誘導体類は潤滑油調合の際に、繊維及び成形
業界用潤滑剤として、特殊なラツカー類におい
て、防水剤として、化粧品及び医薬品分野におい
て、及び生分解性洗剤類において重要である。 本発明は、簡単に要約すると、一つの具体的態
様としては、ステアリン酸及びオレイン酸からな
る群から選ばれる第1脂肪酸をこの第1脂肪酸及
びパルミチン酸及びリノール酸からなる群から選
ばれる第2脂肪酸を含有する混合物から分離する
方法であつて、この方法は吸着条件下に上記混合
物を、上記第1脂肪酸に対して吸着選択性を有す
る非イオン性・疎水性・不溶性の架橋ポリスチレ
ン重合体を含有する吸着剤と接触させ、かくして
上記第1脂肪酸を選択的に吸着することを含み、
この場合、第1脂肪酸がステアリン酸である時は
第2脂肪酸はパルミチン酸であり、かつ第1脂肪
酸がオレイン酸である時は第2脂肪酸はリノール
酸である。 本発明の更に他の一つの具体的態様は、ステア
リン酸及びオレイン酸からなる群から選ばれる第
1脂肪酸を、この第1脂肪酸とパルミチン酸及び
リノール酸からなる群から選ばれる第2脂肪酸と
を含有する混合物から分離する方法であつて、こ
の場合、上記第1脂肪酸がステアリン酸である時
は上記第2脂肪酸はパルミチン酸であり、かつ上
記第1脂肪酸がオレイン酸である時は上記第2脂
肪酸はリノール酸であり、この方法は非イオン
性・疎水性・不溶性の架橋ポリスチレン重合体を
含有する吸着剤を使用し、かつこの方法は下記の
諸工程を含む: (a) 上記吸着剤のカラムを通る正味の流体流を単
一方向に保持する工程、このカラムは少なくと
も3個の帯域を中に持ち、これらの帯域はその
中で生ずる別々の操作機能を持ち、かつ帯域の
連続接続を与えるように接続された上記カラム
の末端の帯域と連続的に相互に連絡しており; (b) 吸着帯域は上記カラム内に保持する工程、こ
の帯域は帯域の上流境界における仕込み投入流
(input stream)と帯域の下流境界におけるラ
フイネート産出流(output stream)との間に
ある上記吸着剤により限定され; (c) 精製帯域を上記吸着帯域の直ぐ上流に保持す
る工程、この精製帯域はこの帯域の上流境界に
おける抽出物産出流と精製帯域の下流境界にお
ける仕込み投入流との間にある上記吸着剤によ
り限定され; (d) 脱着帯域を上記精製帯域の直ぐ上流に保持す
る工程、この脱着帯域はこの帯域の上流境界に
おける脱着剤投入流とこの帯域の下流境界にお
ける抽出物産出流との間にある上記吸着剤によ
り限定され; (e) 上記仕込み混合物を上記吸着帯域内に吸着条
件下に通して吸着帯域内の吸着剤により上記第
1脂肪酸を選択的に吸着し、かつ上記第2脂肪
酸を含有するラフイネート産出流を上記吸着帯
域から取出す工程; (f) 脱着剤物質を上記脱着帯域内に脱着条件下に
通して上記第1脂肪酸を脱着帯域内の上記吸着
剤から排除する工程; (g) 上記第1脂肪酸と脱着剤物質を含有する抽出
物産出流を上記脱着帯域から取出す工程; (h) 上記抽出物産出流の少なくとも一部を分離手
段に通し、かつその中で分離条件下に上記脱着
剤物質の少なくとも一部を分離する工程;およ
び (i) 上記仕込み投入流、ラフイネート産出流、脱
着剤投入流及び抽出物産出流を、上記吸着帯域
内の流体流に関して下流方向に、上記吸着剤カ
ラム内を周期的に進行させて、帯域を上記吸着
剤中を移動させ、抽出物産出流及びラフイネー
ト産出流をつくる工程。 本発明の他の具体的態様は仕込み混合物類、吸
着剤類、脱着剤類、脱着剤物質類及び操作条件類
についての詳細を包含しており、これらのすべて
は本発明の様相の各々についての以下の記述中に
開示されている。 先ず、本明細書を通じて用いられる種々の用語
を定義することが本発明の操作、目的及び利点を
明瞭にするのに役立つであろう。 “仕込み混合物”は本方法により分離される一
つ以上の抽出物成分及び一つ以上のラフイネート
成分を含有する混合物である。“仕込み流”とい
う用語は本方法において使用される吸着剤に通す
仕込み混合物の流れを示している。 “抽出物成分”は上記吸着剤により一層多く選
択的に吸着される化合物又はかかる型の化合物で
あり、一方、“ラフイネート成分”は一層少なく
選択的に吸着される化合物又はかかる型の化合物
である。この方法においては、第1脂肪酸は抽出
物成分であり、第2脂肪酸はラフイネート成分で
ある。用語“脱着剤物質”は概して、抽出物成分
を脱着できる物質を意味することにする。用語
“脱着剤流”又は“脱着剤投入流”は脱着剤物質
がそれを通して吸着剤に行く流れを示す。“ラフ
イネート流”又は“ラフイネート産出流”はラフ
イネート成分がそれを通じて吸着剤から除去され
る流れを意味する。ラフイネート流の組成は実質
上100%の脱着剤物質ないし実質上100%のラフイ
ネート成分の範囲内で変化し得る。用語“抽出物
流”又は“抽出物産出流”は脱着剤物質により脱
着された抽出物質がそれを通じて吸着剤から除去
される流れを意味することにする。抽出物流の組
成も同様に実質上100%の脱着剤物質ないし実質
上100%の抽出物成分の範囲内で変化し得る。本
分離法からの抽出物流の少なくとも一部及び好ま
しくはラフイネート流の少なくとも一部は分離手
段、典型的には精溜装置に通され、ここで脱着剤
物質の少なくとも一部が分離されて抽出物生成物
及びラフイネート生成物を生ずる。用語“抽出物
生成物”及び“ラフイネート生成物”はそれぞ
れ、抽出物流及びラフイネート流中に見出される
抽出物成分及びラフイネート成分よりも一層高い
濃度でそれらを含有する、本方法により生成され
る生成物を意味する。本発明方法によれば、高純
度の第1脂肪酸生成物又は第2脂肪酸生成物(又
は両者)を高い回収率で製造することが可能であ
るけれども、抽出物成分は決して上記吸着剤によ
り完全には吸着されないか又はラフイネート成分
は吸着剤により完全には非吸着ではないことが理
解されるであろう。それ故、ラフイネート成分の
種々の量が抽出物流中に現われることができ、同
様に抽出物成分の種々の量がラフイネート流中に
現われることができる。そこで、抽出物及びラフ
イネート流は更に、特定の流れの中に現われる抽
出物成分及びラフイネート成分の濃度の比により
お互から、かつ仕込み混合物から見分けられる。
更に詳しくは、第1脂肪酸の濃度の、一層少なく
選択的に吸着される第2脂肪酸の濃度に対する比
はラフイネート流中で最低となり、仕込み混合物
中で最高に次ぎ、かつ抽出物流中で最高となろ
う。同様に、一層少なく選択的に吸着される第1
脂肪酸の濃度の、一層多く選択的に吸着される第
2脂肪酸の濃度に対する比はラフイネート流中で
最高となり、仕込混合物で最高に次ぎ、かつ抽出
物流中で最低となろう。 上記吸着剤の“選択性細孔容積”という用語は
抽出物成分を仕込混合物から選択的に吸着する吸
着剤の容積と定義される。上記吸着剤の“非選択
性空隙容積”という用語は抽出物成分を仕込み混
合物から選択的には保持しない吸着剤の容積であ
る。この容積は、吸着性坐席を持たないが吸着剤
粒子間にすきまの空隙空間を持つ吸着剤の空洞を
含んでいる。上記の選択性細孔容積及び非選択性
空隙容積は概して容積の量で表示され、所与の量
の吸着剤に対して効率的な操作が生じるために操
作帯域内に通す必要がある流体の適当な流速を決
定する際に重要である。吸着剤が本発明の一つの
具体的態様において使用される操作帯域(後で定
義し説明することにする)内に“移行する”時、
その非選択性空隙容積はその選択性細孔容積と共
に、流体をその帯域内に運ぶ。上記非選択性空隙
容積は、吸着剤に対して向流方向に同じ帯域内へ
移行して非選択性空隙容積内に在る流体を排除す
べき流体の量を決定する際に用いられる。一つの
帯域内に移行する流体の流速がその帯域内に移行
する吸着剤物質の非選択性空隙容積速度より小さ
い場合には、その吸着剤よるその帯域内への液体
の正味のエントレインメントがある。この正味の
エンターテイメントはその吸着剤の非選択性空隙
容積内に在る流体であるから、それは大ていの場
合、一層少なく選択的に保持された仕込み成分か
らなつている。一つの吸着剤の選択性細孔容積
は、或る例においては、その吸着剤を取囲む流体
からラフイネート物質の部分を吸着する、何故な
らば、或る例においては、選択性細孔容積内の吸
着性坐席に対して抽出物物質とラフイネート物質
との間に競争があるからである。抽出物物質に対
して大量のラフイネート物質が吸着剤を取囲む場
合にはラフイネート物質は、吸着剤により吸着さ
れるのに十分なだけの競争力があり得る。 本発明方法に装入できる仕込み混合物を考慮す
る前に、先ず、脂肪酸類の用語及び一般的生産に
ついて簡単に述べる。脂肪酸類は大きな群の脂肪
族モノカルボン酸類であり、その多くは天然油脂
中にグリセライド類(グリセロールのエステル
類)として見出されている。用語“脂肪酸類”は
或る人により、直鎖及び分枝鎖の両者の酢酸系列
の飽和酸類に制限されているが、今日では一般
に、かつこの明細書においても同様に、関連不飽
和酸類、或る置換酸類及び脂環置換基をもつ脂肪
族酸をも同時に含むように使用されている。天然
産脂肪酸類は、二、三の例外はあるが、偶数の炭
素原子をもつ高級直鎖未置換酸類である。不飽和
脂肪酸類は炭化水素鎖中の二重結合の数に基づ
き、モノエタノイド、ジエタノイド、トリエタノ
イド、等(又はモノエチレン性、等)に分けられ
る。かくして、用語“不飽和脂肪酸”は少くとも
1個の二重結合をもつ脂肪酸に対する総称的用語
であり、用語“ポリエタノイド脂肪酸”は1分子
につき2個以上の二重結合をもつ脂肪酸を意味す
る。脂肪酸類は典型的には、数個の“分裂”
(splitting)又は加水分解法の一つによりグリセ
ライドの脂類又は油類からつくられる。すべての
場合に、加水分解反応は脂又は油を水と反応させ
て脂肪酸類プラスグリセロールを生ずる反応とし
て要約される。現今の脂肪酸のプラントにおいて
はこの方法は脂の連続的高圧高温加水分解により
行なわれている。脂肪酸類の生産用に最も普通に
用いられる出発物質類はヤシ油、パーム油、食用
に適さない動物脂類、及び通常、使用される植物
油類、大豆油、綿実油及びトウモロコシ油を含
む。“分裂装置”(splitter)から得られる脂肪酸
類の組成はそれらが作られる脂又は油に依存して
いる。脂類の脂肪酸組成についての詳細なデータ
が広範囲の物質に渡つて蓄積するにつれて、天然
脂類はそれらの成分酸類により、それらの生物学
的起原に応じた群として提携し易いことが益々明
らかになつている。更に、最も簡単で、最も原始
的な生物類の脂類は通常、脂肪酸類の非常に複雑
な混合物からつくられているが、しかるに、生物
学的発展が進むにつれて、高級生物類の脂類の主
要成分酸類は数が一層少くなつていることが明ら
かになつた。動物界においては、この型の変化は
著しく首尾一貫しており、高級陸上動物の脂類に
おいて、オレイン酸、パルミチン酸及びステアリ
ン酸が唯一の主要成分類である脂類において、頂
点に達する。水生起原のすべての脂数は広範囲
の、主として不飽和系列の結合脂肪酸類を含有し
ている。水生動物の脂類から陸上動物の脂類に移
行する際、混合脂肪類の組成の著しい単純化も存
在する;オレイン酸を除き、不飽和酸類の大部分
が消滅する。最終結果は、高級陸上動物類の大部
分において脂類の主要成分酸類はオレイン酸、パ
ルミチン酸及びステアリン酸に限られること、更
に、それら酸類の約60−65%が飽和又は不飽和の
C18系列に属することである。かくして、“分裂装
置”から得られる脂肪酸類の組成は“分裂装置”
に仕込まれる脂又は油に依存して広く変化し得
る。“分裂装置”から得られる脂肪酸混合物の組
成が大ていの用途にとつて理想的であるか、又は
満足できさえすることは稀である。それ故、分別
が殆ど一般的に使用されて“分裂装置”から得ら
れる混合物よりも特定末端用塗にとつて一層好ま
しい生成物をつくる。分子量に依る分別は通常、
分別蒸留の際に達成される。異なつた鎖長の任意
の二つの脂肪酸の揮発性に幾分かの差違があり、
かつ実際には、分別蒸留の効用は、天然脂類中の
奇数酸類の不存在、従つて2個の炭素原子が殆ど
常に、混合物中に存在する脂肪酸類の鎖長の最小
差であることにより増進される。このような操作
における分別塔は時々、問題の鎖長に依存して鎖
長の観点から95%以上の純度の脂肪酸類を製造で
きる。然しながら、すべてが同一鎖長又は鎖長の
最小差をもつ場合には商業分別蒸留により、不飽
和脂肪酸類をお互から又は飽和脂肪酸類から分離
するとか、或る飽和脂肪酸類をお互から分離する
ことは不可能である。 本方法はこれらの脂肪酸類の或る混合物類を分
離することに関し;更に詳しくは、本方法は、第
1脂肪酸を第1脂肪酸及び第2脂肪酸を含有する
混合物から分離することに関するものであつて、
この場合、第1脂肪酸がステアリン酸である時は
第2脂肪酸はパルミチン酸であり、第1脂肪酸が
オレイン酸である時は第2脂肪酸はリノール酸で
ある。典型的な仕込み混合物の例はほゞ、パルミ
チン酸1容量%、ステアリン酸2容量%、オレイ
ン酸51容量%、リノール酸45容量%及びその他、
4容量%からなつている。本方法に装入できる仕
込み混合物は脂肪酸の他に、上記吸着剤により吸
着されず、かつ好ましくは、分別蒸留により抽出
物及びラフイネート産出流から分離可能である希
釈剤物質を含有できる。希釈剤が使用される場
合、希釈剤及び脂肪酸類の混合物中の希釈剤の濃
度は数容量%ないし約90容量%までであり得る。 種々の先行技術の吸着分離法において使用され
る脱着剤物質は使用される操作の型の如き因子に
依存して変化する。選択的に吸着される仕込み成
分がパージ流により吸着剤から除去されるスイン
グ層系においては、脱着剤の選択は限界的のよう
なものではなく、メタン、エタン、等の如き気体
炭化水素又は窒素又は水素の如き他の型の気体を
含有する脱着剤物質類を昇温又は減圧又はその両
者の下に用いて、吸着された仕込み成分を吸着剤
から効果的にパージすることができる。然しなが
ら、概して、実質上一定の圧と温度で連続的に操
作されて液相を確保する吸着分離法においては、
脱着剤物質を慎重に選択して多くの基準を満足さ
せなければならない。第1に、脱着剤物質は、適
正な質量流速で、かつそれ自身は、抽出物成分が
つぎの吸着サイクルにおいて脱着剤物質を排除す
るのを不当に防止する程には強く吸着されずに、
抽出物成分を吸着剤から排除すべきである。選択
性(後で一層詳細に論説する)の見地に立つて述
べると、吸着剤は、このものがラフイネート成分
に関して脱着剤物質に対して選択性であるより
も、ラフイネート成分に関して抽出物成分類のす
べてに対して一層選択性であることが好ましい。
第2に、脱着剤物質類は特定の吸着剤及び特定の
仕込み混合物と相溶性でなければならない。更に
詳しくは、それらはラフイネート成分に関して抽
出物成分に対する吸着剤の限界的選択性を減少さ
せ又は破壊してはならない。更に、脱着剤物質類
は、本方法中に通される仕込み混合物から容易に
分離できる物質であるべきである。ラフイネート
流及び抽出物流の両者は脱着剤物質と混ざつて吸
着剤から除去され、従つて脱着剤物質の少くとも
一部を分離する方法を用いなければ、抽出剤生成
物及びラフイネート生成物の純度は非常に高くは
なならいであろう、或は脱着剤物質は本方法にお
ける再使用に利用できないであろう。それ故、本
方法において使用されるいずれの脱着剤物質も、
仕込み混合物の平均沸点とは実質上、異なつた平
均沸点を持つことにより、簡単な分別蒸留により
抽出物及びラフイネート流中の仕込み成分類から
の、脱着剤物質の少くとも一部の分離を可能に
し、かくして本方法における脱着剤物質の再使用
を可能にすることが好ましいと考えられる。こゝ
に使用される用語“実質上、異なつた”は脱着剤
物質と仕込み混合物との間の平均沸点間の差が少
くとも約5℃であることを意味することにする。
吸着剤物質の沸点範囲は仕込み混合物のそれより
高くても低くてもよい。最後に、脱着剤物質類も
容易に入手でき、従つて価格が適度のものである
物質であるべきである。本発明方法の、好ましい
等温、等圧、液操作において、我々は、アセトニ
トリル及びメタノール;アセトニトリル、テトラ
ヒドロフラン及び水;アセトン及び水;ジメチル
アセトアミド及び水;メタノール及び水;ジメチ
ルホルムアミド及び水;第4級メチルアンモニウ
ム水酸化物、水及びメタノール;及び第4級プロ
ピルアンモニウム水酸化物、水及びメタノールか
らなる混合物の群の中の混合物の一つを含有す
る、特に有効な脱着剤物質類を見出した。 先行技術も、吸着剤の或る特性類が、選択吸着
法の上首尾の操作にとつて、絶対に必要というの
ではないが、非常に好ましいことを認めていた。
このような特性類は本方法にとつても等しく必要
である。このような特性類の内は下記のものがあ
る:吸着剤1容当り抽出物成分の或る容に対する
吸着能力;ラフイネート成分及び脱着剤物質に関
する抽出物成分の選択吸着;及び抽出物成分の、
吸着剤への又はそれからの吸着及び脱着の十分に
早い速度。抽出物成分の特定容を吸着する吸着剤
の能力は勿論、必要要件である;このような能力
がなければ吸着剤は吸着分離にとつて役に立たな
い。更に、抽出物成分に対する吸着剤の能力が一
層高くなる程、吸着剤は一層良好である。特定の
吸着剤の能力が増加すると、仕込み混合物の特定
の仕込み速度で含有された既知の濃度の抽出物成
分を分離するのに必要な吸着剤量を減少させるこ
とが可能となる。特定の吸着分離に必要な吸着剤
量が減少すると、分離法の経費が減少する。吸着
剤の良好な当初の能力が、或る経済的に好ましい
寿命に渡つて、分離法における実際の使用の間、
保持されることが重要である。第2の必要な吸着
剤特性は吸着剤が仕込み成分類を分離できること
である;換言すれば、吸着剤が他の一つの成分に
比べての、一つの成分に対する吸着選択率〔B〕
をもつことである。相対選択率は、他の一つの仕
込み成分に比べての、一つのそれに対して表わさ
れることができるのみならず、任意の仕込み混合
物成分と脱着剤物質との間においても表わされる
ことができる。本明細書を通じて使用される選択
率〔B〕は、吸着された相の上記2成分の比対平
衡条件下における吸着されなかつた相中の同一2
成分の比の比として定義される。相対選択率は下
記式として示される: 式 選択率〔B〕=〔Cの容量%/Dの容量%〕A/〔Cの
容量%/Dの容量%〕U たゞし、C及びDは容量%で表わした仕込みの
2成分であり、サブスクリプトA及びUはそれぞ
れ、吸着された相及び吸着されなかつた相を表わ
す。平衡条件は吸着剤層上を通る仕込みが、吸着
剤層と接触した後、組成を変化しなかつた時に決
定された。換言すれば、吸着されなかつた相と吸
着された相との間に生ずる正味の物質移動が無か
つた。2成分の選択率が1.0に近づく場合には、
他の成分に関して、一つの成分の、吸着剤による
優先的吸着は生じない;それらは両者とも、お互
に関してほゞ同程度に、吸着される(又は吸着さ
れない)。上記の〔B〕が1.0より小さく又は大き
くなるにつれて、他の成分に関して、一つの成分
に対する、吸着剤による優先的吸着がある。一つ
の成分C対成分Dの、吸着剤による選択率を比較
すると、1.0より大きい〔B〕は吸着剤内での成
分Cの優先的吸着を示している。1.0より小さい
〔B〕は、成分Dが優先的に吸着されて、成分C
の一層多い、吸着されなかつた相及び成分Dの一
層多い、吸着された相を残すことを示している。
理想的には吸着剤物質類はすべての抽出物成分類
に関して約1に等しいか又は1より僅かに小さい
選択率を持つべきである、その結果、抽出物成分
類のすべては脱着剤物質の適度の流速を持つクラ
スとして脱着されることができ、かつ抽出物成分
類は次の吸着工程において脱着剤物質を排除でき
る。一つのラフイネート成からの一つの抽出物成
分の分離は、ラフイネート成分に関しての抽出物
成分に対する吸着剤の選択率が1より大きい場合
には、理論的には可能であるけれども、このよう
な選択率は2の価に近づくことが好ましい。相対
的揮発性と同様に、選択率が高い程、分離を行な
うことが一層容易となる。選択率が高い程、吸着
剤使用量を減少できる。第3の重要な特性は仕込
み混合物物質の抽出物成分の交換速度、換言すれ
ば、抽出物成分の相対的脱着速度である。この特
性は、吸着剤から抽出物成分を回収するため、本
方法において使用しなければならない脱着剤物質
の量に直接、関し;一層早い交換速度は、抽出物
成分を除去するのに必要な脱着剤物質の量を減少
し、従つて、本方法の運転費の減少を可能にす
る、交換速度が一層早い場合には、一層少ない脱
着剤物質をポンプで本方法中に送り、かつ本方法
における再使用のため、抽出物流から分離しなけ
ればならない。 動的試験装置を使用して、特定の仕込み混合物
及び脱着剤物質を用いて種々の吸着剤類を試験
し、吸着能力、選択率及び交換速度の吸着剤特性
類を測定する。この装置は、吸着剤室からなり、
この室は室の反対端に入口及び出口部分を持つ約
70c.c.の容量のらせん状カラムからなる。この室を
温度調節手段の内に入れ、かつ更に圧調節装置を
用いて一定の、あらかじめ定めた圧でその室を操
作する。屈折計、旋光計及びクロマトグラフの如
き定性及び定量分析装置を上記室の出口ラインに
取付けて使用し、吸着剤室を離れる流出液流中の
一つ又はそれより多い成分を定性的に検出し又は
定量的に決定することができる。この装置及び下
記の一般的手順を用いて行なわれるパルス試験を
用いて種々の吸着剤系についての選択率及びその
他のデーターを決定する。吸着剤を充填して、特
定の脱着剤物質を吸着剤室中を通すことにより脱
着剤物質と平衡させる。都合のよい時に、既知の
濃度のトレーサー及び特定の抽出物成分又はラフ
イネート成分又はその両者(すべてが脱着剤で希
釈される)を含有する仕込みのパルスが数分の
間、注入される。脱着剤流が再開され、トレーサ
ー及び抽出物成分又はラフイネート成分(又はそ
の両者)が液体−固体クロマドグラフイー操作の
場合と同様に溶離される。流出液はオンストリー
ムで分析でき、或は代りに、流出液試料を周期的
に集め、後で、分析装置及び展開された、相当す
る成分のピークの包絡線のトレースにより別に分
析することもできる。 上記試験から得た情報から、吸着剤能力が抽出
物成分又はラフイネート成分に対する空隙容積、
保持容積、他の成分に関しての一つの成分に対す
る選択率、及び脱着剤による抽出物成分の脱着速
度として等級づけることができる。抽出物成分又
はラフイネート成分の保持容積は、抽出物成分又
はラフイネート成分のピークの包絡線及びレーサ
ー成分又は或る他の既知の基準点のピークの包絡
線の中心間の距離により特性づけることができ
る。この保持容積はピークの包絡間の距離により
表わされるこの時間間隔の間にポンプで送られる
脱着剤の立方センチメートルの容積として表わさ
れる。ラフイネート成分に関しての抽出物成分に
対する選択率〔B〕は、抽出物成分のピークの包
絡線とトレーサーのピークの包絡線(又は他の基
準点)の中心間距離対ラフイネート成分のピーク
の包絡線とトレーサーのピークの包絡線の対応中
心間距離の比により特性づけることができる。脱
着剤による抽出物成分の交換速度は概して、半強
度におけるピークの包絡線の幅により特性づける
ことができる。ピーク幅が狭い程、脱着速度は早
い。脱着速度はトレーサーのピークの包絡線と脱
着されたばかりの抽出物成分の消滅の中心間距離
により特性づけることもできる。この距離もこの
時間間隔の間にポンプで送られる脱着剤の容積で
ある。 更に、有望な吸着剤系を評価し、かつこの型の
データを実用的な分離法に飜訳するには連続的、
向流、液体−固体接触装置内での最善系の実際的
な試験が必要である。かゝる装置の一般的操作原
理は前記してあり、かつブラフトン
(Broughton)の米国特許第2985589号中に見出さ
れる。これらの原理を利用する、特定の実験室用
の大きさの装置がド.ロツセ(de Rosset)の米
国特許第3706812号中に記載されている。これら
の原理を利用する特定の実験室用の大きさの装置
がド.ロツセ等の米国特許第3706812号中に記載
されている。この装置は複合の吸着剤層からな
り、これらの層は層内の分配器に取付けられ、回
転分配弁を末端とする多数の出入ラインを有す
る。所与の弁位置において、仕込及び脱着剤は上
記ラインの内の2個を通じて導入されつゝあり、
かつラフイネート及び抽出物流は2個以上を通じ
て取出されつゝある。残りのすべての出入ライン
は非活動状態にあり、かつ分配弁の位置が一指標
だけ進められる時、すべての活動位置は一層だけ
進められることになろう。このことは、吸着剤が
液流に対して向流の方向に物理的に動く条件をシ
ミユレートする。上記の非イオン吸着剤試験装置
及び吸着剤評価技術についての追加の詳細は1971
年、3月28日−4月2日の、カリフオルニア、ロ
スアンゼルスのアメリカン・ケミカル・ソサイア
テイに発表された、A.J.ド・ロツセ、R.W.ヌジ
ル(Neuzil)及びD.N.ロスバツク(Rosback)
による論文“吸着によるC8芳香族の分離”中に
見出すことができる。 本発明方法において使用される吸着剤類は非イ
オン性・疎水性・不溶性の架橋ポリスチレン重合
体類、好ましくはローム・アンド・ハース・カン
パニーにより製造され、“アンバーライト”
(Amberlite)の商品名で販売されているものを
含有するであろう。本発明による使用にとつて有
効であることがわかつているアンバーライト重合
体類の型はローム・アンド・ハース・カンパニー
の文献中でアンバーライトXAD−2及びアンバ
ーライトXAD−4と称されており、その文献中
で“高表面、多孔質重合体の硬質、不溶性球”と
記載されている。アンバーライト重合体吸着剤類
の種々の型は多孔度容積、表面積、平均孔径、骨
組密度及び呼称メツシユ寸法の如き物性が異なつ
ている。ローム・アンド・ハース・カンパニーの
文献中に示唆されたアンバーライト重合体吸着剤
類の用途はパルプミル漂白流出液の脱色、染料廃
物の脱色及び廃流出液からの殺虫剤除去を含んで
いる。勿論、その文献中には、ジエタノイド脂肪
酸類からのモノエタノイド脂肪酸類の分離におけ
るアンバーライト重合体吸着剤類の効果の我々の
驚ろくべき発見に対するヒントは存在しない。 アンバーライト重合体吸着剤類が結晶性アルミ
ノ珪酸塩類より基本的にすぐれている点は、前者
は後者と異なり、先ず、脂肪酸類を対応エステル
類に転化させることなく、脂肪酸類の直接分離に
使用できることである。上記先行技術の特許の方
法は脂肪酸エステル類にしか適用できない、何故
ならば、脂肪酸の遊離カルボン酸基が、それらの
方法により使用される結晶性アルミノ珪酸塩類と
化学的に反応するからである。本発明の吸着剤は
このような反応性を示さず、従つて本発明方法は
脂肪酸類の分離に比類なく適している。 吸着剤は仕込み混合物及び脱着剤物質類と交互
に接触される緻密で、コンパクトな固定層として
使用できる。本発明の最も簡単な具体的態様にお
いては、吸着剤は単一固定層として使用され、こ
の場合には本方法は半連続に過ぎない。他の一つ
の具体的態様においては、2個以上の固定層の1
組が適当な弁と接触する固定層内で使用でき、従
つて、仕込混合物は1個以上の吸着剤層内を通さ
れ、一方、脱着剤物質類は上記の組内の、1個以
上の他の層内を通されることができる。仕込み混
合物及び脱着剤物質類の流れは脱着剤内を上向又
は下向のいずれであつてもよい。固定層流体−固
体接触において使用される慣用装置のいずれも使
用できる。 然しながら、向流移動層又は類似の移動層の向
流流系は固定吸着剤層よりも遥かに高い分離効率
を持ち、従つて好ましい。移動層又は類似
(simulated)移動層法においては、吸着及び脱
着操作が連続的に起りつゝあり、このことは抽出
物及びラフイネート流の連続産出及び仕込み及び
脱着剤流の連続使用の両者を与える。本方法の一
つの好ましい具体的態様は当該技術において類似
移動層として知られているものを使用する。この
ような流系の操作原理及びシークエンスがその参
考としてこゝに加えた米国特許第2985589号中に
記載されている。このような系においては、それ
は吸着剤室内に容れた吸着剤の上向移動をシミユ
レートする、吸着剤室の下方の複合液体出入点の
前進移動である。出入ラインの内の下記の4つだ
けが任意の一時において活動状態にある:仕込み
投入流、脱着剤入口流、ラフイネート出口流及び
抽出物出口流の出入ライン。固体吸着剤のこの模
倣、上向移動と、吸着剤の充填層の空隙容積を占
める液体の移動が重なりあつている。向流接触が
保たれるように、吸着剤室の下方の液体流をポン
プにより与えることができる。一つの活動状態の
液体出入点が一つのサイクルを通つて、即ち室の
頂部から底部へ移動するにつれて、室循環ポンプ
が、異なつた流速を必要とする異なつた帯域内を
通つて移動する。プログラミングされた流れ調整
装置を設けてこれらの流速をセツトし規制するこ
とができる。 活動状態の液体出入点は吸着剤室を、各々が異
なつた機能をもつ別々の帯域に有効に分割する。
本方法のこの具体的態様においては、本方法が起
きるためには、3個の別々の操作帯域が存在する
ことが概して必要である、たゞし、ある例におい
ては、任意の第4の帯域を利用できる。 吸着帯域、帯域1は、仕込み入口流とラフイネ
ート出口流との間にある吸着剤と定義される。こ
の帯域内においては、仕込み原料は吸着剤と接触
し、抽出物成分が吸着され、かつラフイネート流
が取出される。帯域1を通る一般流はこの帯域に
入る仕込み流ないしこの帯域から出るラフイネー
ト流であるから、この帯域内の流れは、仕込入口
流からラフイネート出口流へ進行する時、下流方
向にあると考えられる。 帯域1内の流体流に関して直ぐ上流に精製帯
域、帯域2がある。この精製帯域は抽出物出口流
と仕込み入口流との間の吸着剤と定義される。帯
域2内で行なわる基本操作は、吸着剤の非選択性
空隙容積からの、吸着剤のこの帯域内への移動に
より帯域2内に運ばれたラフイネート物質の排
除、及び吸着剤の選択性細孔容積内に吸着され
た、又は吸着剤粒子の表面に吸着されたラフイネ
ート物質の脱着である。精製は、帯域3を離れた
抽出物流物質の一部を帯域2の上流境界、抽出物
出口流において帯域2の中に通してラフイネート
物質を排除することにより達成される。帯域2内
の物質流は抽出物出口流から仕込み入口流への下
流方向にある。 帯域2内を流れる流体に関して帯域2の直ぐ上
流に、脱着帯域、帯域3がある。この脱着帯域は
脱着剤入口流と抽出物出口流との間の脱着剤と定
義される。脱着帯域の機能は、この帯域内に入る
脱着剤物質により、先の操作サイクルにおける帯
域1内での、先の仕込みとの接触の間に吸着剤上
に吸着された抽出物成分を排除することである。
帯域3内の流体流は実質上、帯域1及び2の方向
と同方向である。 或る例においては、任意の緩衝帯域、帯域4を
使用できる。ラフイネート出口流と脱着剤入口流
との間の吸着剤と定義される、この帯域は、使用
されるとして、帯域3への流体流に関して直ぐ上
流にある。帯域4は、脱着工程において使用され
た脱着剤の量を保全するために用いられることに
なろう、何如ならば、帯域1から除去されるラフ
イネート流の一部を帯域4内に通してこの帯域内
にある脱着剤物質をこの帯から排除して脱着帯域
に移すことができるからである。帯域4は、帯域
1を出て帯域4に移るラフイネート流内にあるラ
フイネート物質が、帯域3内に入つて、帯域3か
ら除去される抽出物流を汚染するのを防ぐことが
できる程に十分の吸着剤を含有することになろ
う。第4の操作帯域が使用されない例において
は、帯域1から帯域3内へ通るラフイネート流内
にある幾分かの量のラフイネート物質が存在する
場合には、帯域1から帯域3への直接の流れを停
止して抽出物出口流が汚染されないようにするた
め、帯域1から帯域4へ通されるラフイネート流
を注意深くモニターしなければならない。 吸着剤の固定層を通る投入流及び産出流の循環
進行はマニホールド系を用いて達成できる、この
系においては、この中の弁を順次的に操作して投
入流及び産出流を移動させ、かくして向流状の、
固体吸着剤に対する流体流を与える。流体に対す
る固体吸着剤の向流の流れを達成できる、他の一
つの操作法には回転小円板弁の使用が含まれ、こ
の場合、投入及び産出流は、仕込投入、抽出物産
出、脱着剤投入及びラフイネート産出の流れが通
過する弁及びラインに連結されて吸着剤層内を同
方向に進められる。マニホールドの配置及び小円
板弁は当該技術において知られている。特定的に
は、この操作において使用できる回転小円板弁は
米国特許第3040777号及び3422848号中に見出すこ
とができる。上述特許の両者は、固定源からの
種々の投入及び産出流の適当な進行を困難無く達
成できる回転型連結弁を開示している。 多数の例において、一つの操作帯域は或る他の
操作帯域よりも遥かに多量の吸着剤を含有するで
あろう。例えば、或る操作においては、上記緩衝
帯域は、吸着及び精製帯域にとつて必要な吸着剤
に比べて小量の吸着剤を含有することができる。
吸着剤から抽出物物質を容易に脱着できる脱着剤
を用いる例においては、緩衝帯域又は吸着帯域又
は精製帯域又はこれらのすべてにおいて必要な吸
着剤に比べて、脱着帯域においては比較的小量の
吸着剤が必要となるであろうことも了解できる。
吸着剤が単一カラムにある必要もない以上、複合
室又は一連のカラムの使用も本発明の範ちゆう内
にある。 投入又は産出流のすべてが同時に使用される必
要もなく、実際、多くの例においては、流れのう
ちの或るものは遮断でき、一方、他のものが物質
の投入又は産出を行なう。使用して本発明を達成
できる装置は、種々の投入又は産出流を取付け、
交互に、かつ周期的に移動させて連続操作を達成
できる投入又は産出タツプを載置した連結導管に
より連結される一連の個別の層を含有することも
できる。或る例においては、上記連結導管は、正
常操作の間は、物質が本方法に出入する導管とし
て機能しないトランスフア・タツプに連結でき
る。 抽出物産出流の少くとも一部が分離手段に入
り、この中で脱着剤物質の少くとも1部が分離さ
れて、濃度の減少した脱着剤物質を含有する抽出
物生成物を産出し得ることが考えられる。本方法
の操作にとつて好ましくは、たゞし必須ではない
が、ラフイネート産出流の少くとも1部も分離手
段に通される、この中では脱着剤物質の少くとも
一部が分離されて本方法において再使用できる脱
着剤物質及び濃度の減少した脱着剤物質を含有す
るラフイネート生成物を産出できる。この分離手
段は典型的には分別塔であろう、その設計及び操
作は分離技術にとつて周知である。 D.B.ブラフトンの米国特許第2985589号及び
1969年4月2日に日本、東京でのケミカル・エン
ジニアリングスの第34回年会に提出されたD.B.
ブラフトンによる、“連続吸着プロセスシング…
…新分離技術”という表題の論文を参照すること
ができる、両者は類似移動層向流法工程図を更に
説明するため、参考としてこゝに加入したもので
ある。 液相及び気相操作の両者が多くの吸着分離法に
おいて使用できるが、一層低い温度の要件の故
に、かつ液相操作により得られる抽出物の収率が
気相操作により得られるそれよりも高いため、液
相操作が好ましい。吸着条件は、液相を確保する
ため、約20℃ないし約200℃、好ましくは約20℃
ないし約100℃の温度範囲及び約大気圧ないし約
500psig(3450kPaゲージ)、好ましくは約大気圧
ないし約250psig(1725kPaゲージ)の圧範囲を含
むであろう。脱着条件は吸着条件に用いたのと同
じ範囲の温度と圧を含むであろう。 本発明方法を使用できるユニツトの大きさはパ
イロツトプラント規模のもの(例えば、参考とし
てこゝに加えた我々の譲渡人の米国特許第
3705812号を参照)ないし商業規模のものの間の
任意の範囲内にあり得、かつ流速が時間当り数C.
C.もの小さゝないし時間当り多千ガロンの範囲内
にあり得る。 本発明方法を可能にする選択率関係を例示する
ため、下記の実施例が提示される。実施例は特許
請求の範囲の範ちゆうと精神を不当に制限するつ
もりのものではない。 実施例 I この実施例は、リノール酸とオレイン酸に関す
るアンバーライトXAD−2及びアンバーライト
XAD−4からなる二つのアンバーライト重合体
吸着剤の選択率を示すものである。 仕込混合物は問題のパルス試験において使用さ
れる脱着剤とトール油脂肪酸類からなり、脱着剤
対トール油脂肪酸類の比は90:10であつた。トー
ル油脂肪酸類は下記の組成を持つた: 脂肪酸 パルミチン酸(C160) 1 ステアリン酸(C180) 2 オレイン酸(C181) 51 リノール酸(C182) 45 その他 4 保持容積及び選択率は先述のパルス試験装置及
び手順を用いて得られた。特定的には、吸着剤は
各パルス試験に対して下記の操作のシークエンス
を用いて、70c.c.のらせんコイルのカラム中で試験
された。脱着剤物質は吸着剤を含有するカラム内
を呼称時空速度(LHSV)約1.0で連続的に走行
させた。空隙容積は充填乾燥カラムを充たすのに
必要な脱着剤の容積を測定することにより決定さ
れた。好都合の時に、脱着剤物質の流れを停止
し、かつ仕込み混合物の試料10c.c.を試料ループを
経てカラム内に注入し、脱着剤物質の流れを再開
させた。流出液試料を自動的に自動試料収集器内
に集め、その後、クロマトグラフイ分析により分
析した。これらの試料の分析から、ピーク包絡線
濃度を仕込み混合物成分について展開した。脂肪
酸に対する保持容量は、基準点上の時間ゼロから
脂肪酸のそれぞれの中点値への距離を測定し、吸
着剤の空隙容積を示す距離を差引くことにより計
算した。脱着剤物質の存在下の、リノール酸に関
するオレイン酸に対する吸着剤の選択率はオレイ
ン酸に対する保持容量をリノール酸に対する保持
容量で割つて得た商である。これらのパルス試験
の結果を表1に示してある。
The technical field to which this invention relates is solid layer adsorption separation of fatty acids. More specifically, the present invention relates to a method for separating fatty acids using an adsorbent containing specific polymers that selectively adsorbs one fatty acid from a feed mixture containing two or more fatty acids. It is known in the separation art that certain crystalline aluminosilicates can be used to separate certain fatty acid esters from mixtures thereof. For example, US Patent Nos. 4048205, 4049688 and 4066677
No. 1, 2003, claims a method for separating fatty acid esters of varying degrees of unsaturation from a mixture of esters of saturated and unsaturated fatty acids. These methods use adsorbents containing X or Y zeolites with selected cations in an exchangeable cation seat. In contrast, the present invention relates to the separation of certain fatty acids rather than fatty acid esters. We show that nonionic, hydrophobic, insoluble cross-linked polystyrene polymers exhibit adsorption selectivity for one fatty acid with respect to another, thus enabling the separation of such fatty acids by solid layer selective adsorption. I found something to do. In one particular embodiment, our method is a method for separating stearic acid from palmitic acid. In another specific embodiment, our method is a method for separating oleic acid from linoleic acid. A substantial use of fatty acids is in the field of plasticizers and surfactants. Fatty acid derivatives are important in the formulation of lubricating oils, as lubricants for the textile and molding industries, in special lacquers, as waterproofing agents, in the cosmetic and pharmaceutical sectors, and in biodegradable detergents. Briefly summarized, the present invention, in one specific embodiment, combines a first fatty acid selected from the group consisting of stearic acid and oleic acid with a second fatty acid selected from the group consisting of palmitic acid and linoleic acid. A method for separating fatty acids from a mixture containing a fatty acid, the method comprises separating said mixture under adsorption conditions from a nonionic, hydrophobic, insoluble cross-linked polystyrene polymer having adsorption selectivity for said first fatty acid. contacting the first fatty acid with an adsorbent containing the fatty acid, and thus selectively adsorbing the first fatty acid;
In this case, when the first fatty acid is stearic acid, the second fatty acid is palmitic acid, and when the first fatty acid is oleic acid, the second fatty acid is linoleic acid. In yet another specific embodiment of the present invention, a first fatty acid selected from the group consisting of stearic acid and oleic acid is combined with a second fatty acid selected from the group consisting of palmitic acid and linoleic acid. A method of separating the first fatty acid from a mixture containing stearic acid, in which the second fatty acid is palmitic acid when the first fatty acid is stearic acid, and the second fatty acid is palmitic acid when the first fatty acid is oleic acid. The fatty acid is linoleic acid, the method uses an adsorbent containing a nonionic, hydrophobic, insoluble cross-linked polystyrene polymer, and the method includes the following steps: A process of maintaining a net fluid flow in a single direction through a column, the column having at least three zones within which the zones have separate operating functions occurring therein, and having continuous connection of the zones. (b) an adsorption zone is retained within said column, said zone being in continuous interconnection with a zone at the end of said column connected to give a (c) retaining a purification zone immediately upstream of the adsorption zone; (d) retaining a desorption zone immediately upstream of said purification zone, said desorption zone is defined by the adsorbent between the desorbent input stream at the upstream boundary of this zone and the extract output stream at the downstream boundary of this zone; selectively adsorbing the first fatty acid by an adsorbent in the adsorption zone through the removal of a raffinate output stream from the adsorption zone containing the second fatty acid; (f) removing a desorbent material from the adsorption zone; (g) removing from the desorption zone an extractive output stream containing the first fatty acid and desorbent material; (h) passing at least a portion of said extract output stream through a separation means and separating therein at least a portion of said desorbent material under separation conditions; and (i) said feed input stream, raffinate output. A stream, a desorbent input stream, and an extract output stream are periodically advanced through the adsorbent column in a downstream direction with respect to the fluid flow within the adsorption zone to move the zone through the adsorbent and extract product. The process of creating an outflow and a roughinate production stream. Other embodiments of the invention include details about charge mixtures, adsorbents, desorbents, desorbent materials, and operating conditions, all of which are specific to each aspect of the invention. As disclosed in the description below. First, it will be helpful to define various terms used throughout this specification to clarify the operation, objects, and advantages of the present invention. A "feed mixture" is a mixture containing one or more extract components and one or more roughinate components that are separated by the present method. The term "feed stream" refers to the flow of the feed mixture through the adsorbent used in the process. "Extract component" is a compound or type of compound that is more selectively adsorbed by the adsorbent, whereas "ruffinate component" is a compound or type of compound that is less selectively adsorbed. . In this method, the first fatty acid is an extract component and the second fatty acid is a ruffinate component. The term "desorbent material" shall generally mean a material capable of desorbing extract components. The term "desorbent stream" or "desorbent input stream" refers to the flow through which the desorbent material goes to the adsorbent. "Roughinate stream" or "ruffinate output stream" means a stream through which the roughinate components are removed from the adsorbent. The composition of the ruffinate stream may vary within the range of substantially 100% desorbent material to substantially 100% ruffinate component. The term "extract stream" or "extract output stream" shall mean the stream through which the extract material desorbed by the desorbent material is removed from the adsorbent. The composition of the extract stream may likewise vary within the range of substantially 100% desorbent material to substantially 100% extract components. At least a portion of the extract stream and preferably at least a portion of the raffinate stream from the separation process is passed to a separation means, typically a rectification device, where at least a portion of the desorbent material is separated to form the extract. yields a product and a ruffinate product. The terms "extract product" and "raffinate product" refer to a product produced by the present method that contains extract and raffinate components in higher concentrations than those found in the extract stream and the raffinate stream, respectively. means. Although according to the method of the invention it is possible to produce high purity first fatty acid products or second fatty acid products (or both) with high recoveries, the extract components are never completely absorbed by the adsorbent. It will be appreciated that the raffinate components are not completely unadsorbed by the adsorbent. Therefore, different amounts of the raffinate components can be present in the extract stream, and likewise different amounts of the extract components can be present in the raffinate stream. The extract and raffinate streams are then further distinguished from each other and from the charge mixture by the ratio of the concentrations of extract and raffinate components present in a particular stream.
More specifically, the ratio of the concentration of the primary fatty acid to the concentration of the less selectively adsorbed secondary fatty acid is lowest in the raffinate stream, next highest in the feed mixture, and highest in the extract stream. Dew. Similarly, the less selectively adsorbed first
The ratio of the concentration of fatty acids to the concentration of more selectively adsorbed secondary fatty acids will be highest in the raffinate stream, next highest in the feed mixture, and lowest in the extract stream. The term "selective pore volume" of the adsorbent is defined as the volume of the adsorbent that selectively adsorbs extract components from the feed mixture. The term "non-selective void volume" of the adsorbent is the volume of the adsorbent that does not selectively retain extract components from the feed mixture. This volume contains adsorbent cavities that do not have adsorbent seats but have interstitial void spaces between adsorbent particles. Selective pore volume and non-selective pore volume, as described above, are generally expressed in terms of the amount of fluid that must be passed through the operating zone for efficient operation to occur for a given amount of adsorbent. This is important in determining the appropriate flow rate. When the adsorbent "transfers" into the operating zone (to be defined and explained below) used in one embodiment of the invention,
The non-selective void volume, along with the selective pore volume, transports fluid into the zone. The non-selective void volume is used in determining the amount of fluid that must migrate countercurrently to the adsorbent into the same zone to displace fluid present in the non-selective void volume. If the flow rate of fluid migrating into a zone is less than the nonselective void volume velocity of the adsorbent material migrating into that zone, there is a net entrainment of liquid into that zone by the adsorbent. . Since this net entertainment is the fluid present within the non-selective pore volume of the adsorbent, it often consists of less selectively retained feed components. The selective pore volume of one adsorbent adsorbs a portion of the ruffinate material from the fluid surrounding the adsorbent, since in some instances the selective pore volume This is because there is competition between the extractive material and the raffinate material for the adsorbent seat. If a large amount of raffinate material surrounds the adsorbent relative to the extract material, the ruffinate material can be competitive enough to be adsorbed by the adsorbent. Before considering the feed mixture that can be charged to the process of the invention, first a brief explanation of the terminology and general production of fatty acids is provided. Fatty acids are a large group of aliphatic monocarboxylic acids, many of which are found as glycerides (esters of glycerol) in natural fats and oils. Although the term "fatty acids" has been restricted by some to saturated acids of the acetic acid series, both straight-chain and branched, today it is generally, and in this specification as well, extended to related unsaturated acids, It is also used to include certain substituted acids and aliphatic acids with alicyclic substituents. Naturally occurring fatty acids are higher straight chain unsubstituted acids with an even number of carbon atoms, with a few exceptions. Unsaturated fatty acids are divided into monoethanoids, diethanoids, triethanoids, etc. (or monoethylenic, etc.) based on the number of double bonds in the hydrocarbon chain. Thus, the term "unsaturated fatty acids" is a generic term for fatty acids with at least one double bond, and the term "polyethanoloid fatty acids" refers to fatty acids with two or more double bonds per molecule. Fatty acids typically have several “splits”
prepared from glyceride fats or oils by one of the following methods: (splitting) or hydrolysis. In all cases, the hydrolysis reaction is summarized as the reaction of fats or oils with water to produce fatty acids plus glycerol. In modern fatty acid plants, this process is carried out by continuous high-pressure, high-temperature hydrolysis of fats. The most commonly used starting materials for the production of fatty acids include coconut oil, palm oil, inedible animal fats, and the commonly used vegetable oils, soybean oil, cottonseed oil, and corn oil. The composition of the fatty acids obtained from the "splitter" depends on the fat or oil from which they are made. As detailed data on the fatty acid composition of fats accumulate across a wide range of substances, it becomes increasingly clear that natural fats tend to be organized into groups depending on their component acids, depending on their biological origin. It's getting old. Furthermore, the fats of the simplest and most primitive organisms are usually made from very complex mixtures of fatty acids, but as biological development progresses, the lipids of higher organisms It has become clear that the number of major component acids is decreasing. In the animal kingdom, this type of change is remarkably consistent and culminates in the fats of higher land animals, in which oleic, palmitic, and stearic acids are the only major constituents. All lipids of aquatic origin contain a wide range of bound fatty acids, primarily of the unsaturated series. In passing from aquatic animal fats to terrestrial animal fats, there is also a significant simplification of the composition of mixed fats; with the exception of oleic acid, most of the unsaturated acids disappear. The final result is that in most higher terrestrial animals, the major fatty acid acids are limited to oleic acid, palmitic acid, and stearic acid, and that approximately 60-65% of these acids are saturated or unsaturated.
It belongs to the C 18 series. Thus, the composition of fatty acids obtained from the “splitting device” is
It can vary widely depending on the fat or oil used. The composition of the fatty acid mixture obtained from the "splitting device" is rarely ideal or even satisfactory for most applications. Therefore, fractionation is most commonly used to produce a product that is more desirable for specific end applications than the mixture obtained from a "splitting device." Fractionation based on molecular weight is usually done by
This is achieved during fractional distillation. There is some difference in the volatility of any two fatty acids of different chain lengths,
And in fact, the effectiveness of fractional distillation is due to the absence of odd-numbered acids in natural fats, so that two carbon atoms are almost always the smallest difference in chain length of the fatty acids present in the mixture. be promoted. Fractionation columns in such operations can sometimes produce fatty acids of greater than 95% purity in terms of chain length, depending on the chain length in question. However, commercial fractional distillation may be used to separate unsaturated fatty acids from each other or from saturated fatty acids, or to separate certain saturated fatty acids from each other, if all have the same chain length or a minimal difference in chain length. It is impossible to do so. The method relates to separating certain mixtures of these fatty acids; more particularly, the method relates to separating a first fatty acid from a mixture containing a first fatty acid and a second fatty acid; ,
In this case, when the first fatty acid is stearic acid, the second fatty acid is palmitic acid, and when the first fatty acid is oleic acid, the second fatty acid is linoleic acid. Examples of typical charge mixtures include approximately 1% by volume palmitic acid, 2% by volume stearic acid, 51% by volume oleic acid, 45% by volume linoleic acid, and others.
It consists of 4% by volume. In addition to the fatty acids, the feed mixture that can be charged to the process can contain diluent substances which are not adsorbed by the adsorbent and which are preferably separable from the extract and the raffinate output stream by fractional distillation. If a diluent is used, the concentration of diluent in the mixture of diluent and fatty acids can be from a few percent by volume to about 90 percent by volume. The desorbent materials used in the various prior art adsorptive separation processes vary depending on factors such as the type of operation used. In swing bed systems, where selectively adsorbed feed components are removed from the adsorbent by a purge stream, the choice of desorbent is not critical; it may be gaseous hydrocarbons such as methane, ethane, etc. or nitrogen. Alternatively, desorbent materials containing other types of gases, such as hydrogen, under elevated temperature or reduced pressure, or both, can be used to effectively purge adsorbed feed components from the adsorbent. However, in general, in adsorption separation processes that operate continuously at substantially constant pressure and temperature to ensure a liquid phase,
Desorbent materials must be carefully selected to satisfy a number of criteria. First, the desorbent material is adsorbed at a suitable mass flow rate and without itself being adsorbed so strongly as to unduly prevent extract components from displacing the desorbent material in subsequent adsorption cycles.
Extractable components should be excluded from the adsorbent. In terms of selectivity (discussed in more detail below), an adsorbent is more selective of the extractant component with respect to the raffinate component than it is with respect to the desorbent material with respect to the raffinate component. Preferably it is more selective for all.
Second, the desorbent materials must be compatible with the particular adsorbent and the particular feed mixture. More particularly, they must not reduce or destroy the critical selectivity of the adsorbent for extract components with respect to raffinate components. Additionally, the desorbent materials should be materials that can be easily separated from the feed mixture passed during the process. Both the raffinate stream and the extract stream are mixed with the desorbent material and removed from the adsorbent; therefore, unless a method is used to separate at least a portion of the desorbent material, the purity of the extractant product and the raffinate product may be affected. would not be very high or the desorbent material would not be available for reuse in this process. Therefore, any desorbent material used in the present method
Having an average boiling point that is substantially different from the average boiling point of the feed mixture allows separation of at least a portion of the desorbent material from the feed components in the extract and raffinate stream by simple fractional distillation. It is thus considered preferable to allow reuse of the desorbent material in the present method. As used herein, the term "substantially different" is intended to mean that the difference between the average boiling points of the desorbent material and the charge mixture is at least about 5°C.
The boiling range of the adsorbent material may be higher or lower than that of the feed mixture. Finally, desorbent materials should also be materials that are readily available and therefore of reasonable cost. In the preferred isothermal, isobaric, liquid operation of the process of the invention, we use acetonitrile and methanol; acetonitrile, tetrahydrofuran and water; acetone and water; dimethylacetamide and water; methanol and water; dimethylformamide and water; A particularly effective class of desorbent materials has been found containing one of the mixtures of ammonium hydroxide, water and methanol; and quaternary propylammonium hydroxide, water and methanol. The prior art has also recognized that certain properties of adsorbents are highly desirable, although not absolutely necessary, for the successful operation of selective adsorption processes.
Such properties are equally necessary for the present method. Among these properties are: adsorption capacity for a certain volume of extract components per volume of adsorbent; selective adsorption of extract components with respect to raffinate components and desorbent materials; and
Sufficiently fast rates of adsorption and desorption onto or from the adsorbent. The ability of the adsorbent to adsorb a specific volume of extract components is, of course, a necessary requirement; without such ability, the adsorbent is useless for adsorptive separations. Furthermore, the higher the capacity of the adsorbent for the extract components, the better the adsorbent. As the capacity of a particular adsorbent increases, it is possible to reduce the amount of adsorbent required to separate a known concentration of extract components contained at a particular feed rate of the feed mixture. Reducing the amount of adsorbent required for a particular adsorptive separation reduces the cost of the separation process. A good initial capacity of the adsorbent can be maintained during practical use in separation processes over a certain economically favorable lifetime.
It is important that it is retained. The second necessary adsorbent property is that the adsorbent is capable of separating the feed components; in other words, the adsorbent's adsorption selectivity for one component relative to another component [B]
It is to have. Relative selectivities can be expressed not only for one feed component compared to another, but also between any feed mixture component and the desorbent material. As used throughout this specification, selectivity [B] refers to the ratio of the two components in the adsorbed phase to the same component in the unadsorbed phase under equilibrium conditions.
Defined as the ratio of the ratios of components. The relative selectivity is expressed as the following formula: Formula Selectivity [B] = [Volume % of C / Volume % of D] A / [Volume % of C / Volume % of D] U , C and D are The two components of the charge are expressed in volume %, with subscripts A and U representing the adsorbed and unadsorbed phases, respectively. Equilibrium conditions were determined when the feed passing over the adsorbent layer did not change composition after contacting the adsorbent layer. In other words, there was no net mass transfer occurring between the unadsorbed and adsorbed phases. When the selectivity of two components approaches 1.0,
No preferential adsorption of one component by the adsorbent with respect to the other component occurs; they are both adsorbed (or not adsorbed) to approximately the same extent with respect to each other. As the above [B] becomes smaller or larger than 1.0, there is preferential adsorption of one component by the adsorbent with respect to other components. When comparing the selectivity of one component C versus component D by the adsorbent, a [B] greater than 1.0 indicates preferential adsorption of component C within the adsorbent. [B] smaller than 1.0 indicates that component D is preferentially adsorbed and component C
It is shown that more unadsorbed phase and more of component D remain in the adsorbed phase.
Ideally, the sorbent materials should have selectivities for all extractive components equal to or slightly less than 1, such that all of the extractive components have a selectivity of approximately 1 or slightly less than 1 for all extractive components. can be desorbed as a class with a flow rate of , and the extractant components can displace the desorbent material in the next adsorption step. Although separation of one extract component from one roughinate component is theoretically possible if the selectivity of the adsorbent for the extract component with respect to the roughinate component is greater than 1, such selectivity is is preferably close to a value of 2. As with relative volatility, the higher the selectivity, the easier it is to perform the separation. The higher the selectivity, the lower the amount of adsorbent used. A third important property is the rate of exchange of extractive components of the feed mixture material, or in other words, the relative rate of desorption of extractive components. This property is directly related to the amount of desorbent material that must be used in the method to recover the extractant components from the adsorbent; the faster the exchange rate, the more desorption Less desorbent material can be pumped into the process and less desorbent material can be pumped into the process if the exchange rate is faster, which reduces the amount of desorbent material and thus allows for a reduction in the operating costs of the process. Must be separated from the extract stream for reuse. Dynamic test equipment is used to test various adsorbents with specific feed mixtures and desorbent materials to determine adsorbent properties such as adsorption capacity, selectivity, and exchange rate. This device consists of an adsorbent chamber,
This chamber has an inlet and an outlet section at opposite ends of the chamber.
Consists of a helical column with a capacity of 70 c.c. This chamber is placed within a temperature regulating means and a pressure regulating device is further used to operate the chamber at a constant, predetermined pressure. Qualitative and quantitative analytical equipment, such as refractometers, polarimeters, and chromatographs, are used to qualitatively detect one or more components in the effluent stream leaving the adsorbent chamber, attached to the outlet line of the chamber. Or it can be determined quantitatively. Pulse tests performed using this equipment and the general procedure described below are used to determine selectivity and other data for various adsorbent systems. The adsorbent is loaded and equilibrated with the specific desorbent material by passing it through the adsorbent chamber. At a convenient time, a pulse of a charge containing a known concentration of tracer and specific extract or raffinate components or both (all diluted with desorbent) is injected for a period of several minutes. The desorbent flow is resumed and the tracer and extract or raffinate components (or both) are eluted as in a liquid-solid chromatography operation. The effluent can be analyzed on-stream, or alternatively, effluent samples can be collected periodically and later analyzed separately by means of an analyzer and the developed envelope tracing of the corresponding component peaks. . From the information obtained from the above tests, it is clear that the adsorbent capacity is
It can be graded as retention volume, selectivity for one component relative to other components, and rate of desorption of extract components by the desorbent. The retention volume of an extract component or roughinate component can be characterized by the distance between the centers of the envelope of the peak of the extract component or roughinate component and the peak envelope of the racer component or some other known reference point. . This retention volume is expressed as the volume in cubic centimeters of desorbent pumped during this time interval represented by the distance between the peak envelopes. The selectivity for the extract component with respect to the roughinate component [B] is the distance between the centers of the extract component peak envelope and the tracer peak envelope (or other reference point) versus the roughinate component peak envelope. It can be characterized by the ratio of the corresponding center distances of the tracer peak envelopes. The rate of exchange of extract components by a desorbent can generally be characterized by the width of the peak envelope at half intensity. The narrower the peak width, the faster the desorption rate. The rate of desorption can also be characterized by the distance between the envelope of the tracer peak and the center of disappearance of the extract component just desorbed. This distance is also the volume of desorbent pumped during this time interval. Furthermore, to evaluate potential adsorbent systems and translate this type of data into practical separation methods, continuous
Practical testing of the best systems in countercurrent, liquid-solid contacting devices is needed. The general principles of operation of such a device have been described above and are found in Broughton, US Pat. No. 2,985,589. Certain laboratory-sized devices utilizing these principles are available. de Rosset, US Pat. No. 3,706,812. Certain laboratory-sized devices that utilize these principles are available. No. 3,706,812 to Lotse et al. The device consists of multiple adsorbent beds that are attached to distributors within the bed and have a number of ingress and egress lines terminating in rotary distribution valves. At a given valve position, charge and desorbent are being introduced through two of the lines;
And the roughinate and extract streams are being removed through more than one. All remaining input/output lines are inactive, and when the distributor valve position is advanced by one index, all active positions will be advanced by one index. This simulates a condition in which the adsorbent physically moves in a countercurrent direction to the liquid flow. Additional details regarding the nonionic sorbent test equipment and sorbent evaluation techniques described above can be found in 1971.
AJ de Rothsse, RW Neuzil, and DN Rosback presented at the American Chemical Society, Los Angeles, California, March 28-April 2, 2016.
can be found in the paper “Separation of C 8 Aromatics by Adsorption” by The adsorbents used in the process of the invention are non-ionic, hydrophobic, insoluble cross-linked polystyrene polymers, preferably manufactured by the Rohm and Haas Company and known as "Amberlite".
(Amberlite). Types of Amberlite polymers that have been found useful for use in accordance with the present invention are designated in the Rohm and Haas Company literature as Amberlite XAD-2 and Amberlite XAD-4. , described in the literature as "hard, insoluble spheres of high surface, porous polymers." The various types of Amberlite polymer adsorbents differ in physical properties such as porosity volume, surface area, average pore size, framework density, and nominal mesh size. Applications of Amberlite polymer adsorbents suggested in the Rohm and Haas Company literature include decolorizing pulp mill bleach effluents, decolorizing dye waste, and removing pesticides from waste effluents. Of course, there is no hint in that literature for our surprising discovery of the effectiveness of Amberlite polymer adsorbents in the separation of monoethanoid fatty acids from diethanoid fatty acids. The fundamental advantage of Amberlite polymer adsorbents over crystalline aluminosilicates is that, unlike the latter, the former can be used for the direct separation of fatty acids without first converting them to the corresponding esters. It is possible. The methods of the above-mentioned prior art patents are only applicable to fatty acid esters because the free carboxylic acid groups of the fatty acids chemically react with the crystalline aluminosilicates used by those methods. The adsorbents of the invention do not exhibit such reactivity and the process of the invention is therefore uniquely suited for the separation of fatty acids. The adsorbent can be used as a dense, compact fixed bed that is contacted alternately with the charge mixture and the desorbent materials. In the simplest embodiment of the invention, the adsorbent is used as a single fixed bed, in which case the process is only semi-continuous. In another specific embodiment, one of the two or more fixed layers
The set can be used in a fixed bed in contact with suitable valves, so that the feed mixture is passed through one or more adsorbent beds, while the desorbent substances are passed through one or more adsorbent beds within said set. It can be passed through other layers. The flow of the charge mixture and desorbent materials may be either upward or downward within the desorbent. Any of the conventional equipment used in fixed bed fluid-solid contacting can be used. However, a countercurrent moving bed or similar moving bed countercurrent flow system has a much higher separation efficiency than a fixed adsorbent bed and is therefore preferred. In a moving bed or simulated moving bed process, the adsorption and desorption operations occur continuously, which provides for both continuous production of extract and raffinate streams and continuous use of charge and desorbent streams. . One preferred embodiment of the method uses what is known in the art as a similar transfer layer. The principles and sequence of operation of such a flow system are described in US Pat. No. 2,985,589, which is hereby incorporated by reference. In such systems, it is the forward movement of the composite liquid entry/exit point below the adsorbent chamber that simulates the upward movement of the adsorbent contained within the adsorbent chamber. Only four of the input and output lines are active at any one time: the feed input stream, desorbent inlet stream, ruffinate outlet stream, and extract outlet stream lines. This mimicking, upward movement of the solid adsorbent and the movement of the liquid occupying the void volume of the packed bed of adsorbent overlap. Liquid flow below the adsorbent chamber can be provided by a pump so that countercurrent contact is maintained. As one active liquid entry/exit point moves through a cycle, ie from the top to the bottom of the chamber, the chamber circulation pump moves through different zones requiring different flow rates. Programmed flow regulators can be provided to set and regulate these flow rates. The active liquid entry and exit points effectively divide the adsorbent chamber into separate zones, each having a different function.
In this embodiment of the method, it is generally necessary that three separate operating bands exist for the method to occur, although in some instances an optional fourth band can be used. The adsorption zone, Zone 1, is defined as the adsorbent between the feed inlet stream and the roughinate outlet stream. Within this zone, the feed is contacted with an adsorbent, extract components are adsorbed, and a raffinate stream is removed. Since the general flow through zone 1 is either the feed flow entering this zone or the roughinate flow exiting this zone, the flow within this zone is considered to be in the downstream direction as it progresses from the feed inlet stream to the roughinate outlet stream. . Immediately upstream with respect to fluid flow within zone 1 is a purification zone, zone 2. This purification zone is defined as the adsorbent between the extract outlet stream and the feed inlet stream. The basic operations that take place within zone 2 are the removal of the raffinate material carried into zone 2 by the movement of the adsorbent into this zone from the non-selective void volume of the adsorbent, and the selective removal of the adsorbent from the non-selective void volume. It is the desorption of ruffinate material adsorbed within the pore volume or adsorbed onto the surface of the adsorbent particles. Purification is accomplished by passing a portion of the extract stream material leaving zone 3 into zone 2 at the upstream boundary of zone 2, the extract outlet stream, to eliminate raffinate material. The material flow in zone 2 is in the downstream direction from the extract outlet stream to the feed inlet stream. Immediately upstream of zone 2 with respect to the fluid flowing within zone 2 is a desorption zone, zone 3. This desorption zone is defined as the desorbent between the desorbent inlet stream and the extract outlet stream. The function of the desorption zone is to eliminate, by the desorbent material entering this zone, the extract components adsorbed onto the adsorbent during contact with the previous charge in zone 1 in the previous operating cycle. It is.
The fluid flow in zone 3 is substantially in the same direction as zones 1 and 2. In some examples, an arbitrary buffer band, Band 4, can be used. This zone, defined as adsorbent between the roughinate outlet stream and the desorbent inlet stream, is immediately upstream with respect to fluid flow into zone 3, if used. Zone 4 would be used to conserve the amount of desorbent used in the desorption process, by passing a portion of the raffinate stream removed from zone 1 into this zone. This is because the desorbent material present therein can be removed from this zone and transferred to the desorption zone. Zone 4 has sufficient water content to prevent roughinate material present in the roughinate stream exiting zone 1 and passing into zone 4 from entering zone 3 and contaminating the extract stream being removed from zone 3. It will contain an adsorbent. In instances where the fourth operating zone is not used, the direct flow from zone 1 to zone 3 is The raffinate stream passed from zone 1 to zone 4 must be carefully monitored to prevent contamination of the extract outlet stream by stopping the flow. Circular progression of the input and output streams through a fixed bed of adsorbent can be accomplished using a manifold system in which valves are operated sequentially to move the input and output streams, thus countercurrent,
Provides fluid flow to the solid adsorbent. Another method of operation that can achieve countercurrent flow of solid adsorbent to fluid involves the use of rotating small disc valves, where the input and output flows are the feed input, extract output, desorption The agent input and raffinate output flows are connected to passing valves and lines to advance in the same direction through the adsorbent bed. Manifold arrangements and small disk valves are known in the art. Specifically, rotating small disc valves that can be used in this operation can be found in US Pat. Nos. 3,040,777 and 3,422,848. Both of the above-mentioned patents disclose rotary coupling valves that allow the proper progression of various input and output streams from a fixed source to be achieved without difficulty. In many instances, one operating zone will contain much more adsorbent than some other operating zones. For example, in some operations, the buffer zone may contain a small amount of adsorbent compared to that required for the adsorption and purification zones.
In instances where a desorbent is used that can easily desorb the extract material from the adsorbent, a relatively small amount of adsorbent is required in the desorption zone compared to the amount of adsorbent required in the buffer zone or the adsorption zone or the purification zone or all of these. It is understandable that medication may be required.
Since the adsorbent need not be in a single column, the use of multiple chambers or a series of columns is also within the scope of the invention. It is not necessary that all of the input or output streams be used at the same time; in fact, in many instances, some of the streams can be shut off while others input or output material. Apparatus that can be used to accomplish the invention includes mounting various input or output streams,
It can also contain a series of individual layers connected by connecting conduits carrying input or output taps that can be moved alternately and periodically to achieve continuous operation. In some instances, the connecting conduit can be connected to a transfer tap that does not function as a conduit for materials to enter or exit the method during normal operation. At least a portion of the extract output stream enters a separation means in which at least a portion of the desorbent material may be separated to yield an extract product containing a reduced concentration of the desorbent material. is possible. Preferably, but not necessarily, for operation of the process, at least a portion of the raffinate output stream is also passed through a separation means in which at least a portion of the desorbent material is separated and purified. A desorbent material that can be reused in the process and a ruffinate product containing a reduced concentration of desorbent material can be produced. This separation means will typically be a fractionation column, the design and operation of which are well known to the separation art. DB Bluffton U.S. Patent No. 2985589 and
DB presented at the 34th Annual Meeting of the Society of Chemical Engineers, Tokyo, Japan, April 2, 1969.
Bluffton's “Continuous Adsorption Processing…
Reference may be made to the paper entitled "...New Separation Technology", both of which are incorporated herein by reference to further explain the analogous moving bed countercurrent flow process diagram. Although both can be used in many adsorption separation methods, liquid phase operation is preferred because of the lower temperature requirements and because the yield of extract obtained with liquid phase operation is higher than that obtained with gas phase operation. .Adsorption conditions are about 20℃ to about 200℃, preferably about 20℃ to ensure a liquid phase.
Temperature range from about 100°C to about atmospheric pressure to about
It will include a pressure range of 500 psig (3450 kPa gauge), preferably about atmospheric pressure to about 250 psig (1725 kPa gauge). Desorption conditions will include the same range of temperature and pressure used for adsorption conditions. The unit sizes for which the method of the invention can be used are pilot plant scale (e.g., as described in our assignee's U.S. Patent No.
3705812) to commercial scale, and the flow rate is several C per hour.
C. Can range from a small amount to many thousands of gallons per hour. The following examples are presented to illustrate the selectivity relationships that enable the method of the invention. The examples are not intended to unduly limit the scope or spirit of the claims. Example I This example shows the results of Amberlite XAD-2 and Amberlite for linoleic and oleic acids.
Figure 2 shows the selectivity of two Amberlite polymer adsorbents consisting of XAD-4. The charge mixture consisted of the desorbent used in the pulse test in question and tall oil fatty acids, with a ratio of desorbent to tall oil fatty acids of 90:10. Tall oil fatty acids have the following composition: Fatty acids Palmitic acid (C 16 0) 1 Stearic acid (C 18 0) 2 Oleic acid (C 18 1) 51 Linoleic acid (C 18 2) 45 Others 4 Retention volume and Selectivity was obtained using the pulse test equipment and procedure described above. Specifically, the adsorbent was tested in a 70 c.c. helical coil column using the following sequence of operations for each pulse test. The desorbent material was run continuously through the column containing the adsorbent at a nominal hourly space velocity (LHSV) of approximately 1.0. Void volume was determined by measuring the volume of desorbent required to fill a packed drying column. At a convenient time, the flow of desorbent material was stopped and a 10 c.c. sample of the charge mixture was injected into the column via the sample loop, and the flow of desorbent material was resumed. Effluent samples were automatically collected into an automatic sample collector and subsequently analyzed by chromatographic analysis. From analysis of these samples, peak envelope concentrations were developed for the charge mixture components. The retention capacity for fatty acids was calculated by measuring the distance from time zero on the reference point to the respective midpoint value of the fatty acid and subtracting the distance representing the void volume of the adsorbent. The selectivity of an adsorbent over oleic acid with respect to linoleic acid in the presence of a desorbent material is the quotient of the retention capacity for oleic acid divided by the retention capacity for linoleic acid. The results of these pulse tests are shown in Table 1.

【表】 第1図は試験のデータが表1に記載してあるパ
ルス試験の一つの図示の1例である。このパルス
試験はアンバーライトXAD−2吸着剤及び85%
のジメチルホルムアミド−15%の水の脱着剤を用
いて90℃で行なわれた。第1図に示したように、
先ずリノール酸が溶離され、つぎにオレイン酸が
溶離される。 表1及び第1図は、或る脱着剤混合物の組合せ
が分子当り18個の炭素原子を持つた脂肪酸類の分
離に用いられた時、特にかゝる組合せに対して、
オレイン酸がリノール酸よりも一層強く吸着され
ることを示している。更に、これらの組合せの多
くについて達成された分離は第1図に例示したよ
うに実質的であり、かつ明らかに商業上、実施可
能のものである。 実施例 この実施例は、脱着剤対酸混合物の比が90:10
で脱着剤中に希釈されたステアリン酸及びパルミ
チン酸の約50:50混合物からステアリン酸を分離
するためアンバーライトXAD−2を用いた結果
を示している。使用脱着剤は85重量%のジメチル
ホルムアミド及び/5重量%の水である。 データは先述のパルス試験装置及び手順を用い
て90℃の温度で得られた。特定的には、吸着剤を
70c.c.のらせんコイルのカラムに入れ、下記の操作
のシークエンスを用いた。脱着剤物質を、吸着剤
を含有するカラム内を1.2ml/分の流速で上向流
で連続的に走行させた。好都合の時に、脱着剤物
質の流れを停止し、かつ10c.c.の仕込み混合物試料
を試料ループを経てカラム内に注入し、脱着剤の
流れを再開させた。流出液の試料を自動的に自動
試料収集器内に集め、後でクロマトグラフイ分析
により分析した。 第2図はパルス試験の結果の図示である。第2
図はステアリン酸が、特に使用脱着剤混合物に対
して、パルミチン酸よりも一層強く吸着されるこ
とを示している。更に、この組合せについて達成
された分離は実質的であり、かつ明らかに商業
上、実施可能のものである。
TABLE FIG. 1 is an example of one graphical representation of a pulse test whose test data is listed in Table 1. This pulse test was performed using Amberlite XAD-2 adsorbent and 85%
Dimethylformamide-15% water desorbent was used at 90°C. As shown in Figure 1,
Linoleic acid is eluted first, followed by oleic acid. Table 1 and Figure 1 show that certain desorbent mixture combinations were used for the separation of fatty acids having 18 carbon atoms per molecule, and in particular for such combinations.
This shows that oleic acid is more strongly adsorbed than linoleic acid. Moreover, the separations achieved for many of these combinations, as illustrated in FIG. 1, are substantial and clearly commercially viable. EXAMPLE This example shows that the ratio of desorbent to acid mixture is 90:10.
Figure 2 shows the results of using Amberlite XAD-2 to separate stearic acid from an approximately 50:50 mixture of stearic acid and palmitic acid diluted in a desorbent. The desorbent used is 85% by weight dimethylformamide and/5% by weight water. Data were obtained at a temperature of 90° C. using the pulse test equipment and procedure described above. Specifically, the adsorbent
It was placed in a 70 c.c. helical coil column and the following sequence of operations was used. The desorbent material was run continuously in upward flow through the column containing the adsorbent at a flow rate of 1.2 ml/min. At a convenient time, the flow of desorbent material was stopped and a 10 c.c. sample of the charge mixture was injected into the column via the sample loop, and the flow of desorbent was restarted. A sample of the effluent was automatically collected in an automatic sample collector and later analyzed by chromatographic analysis. FIG. 2 is a graphical representation of the results of a pulse test. Second
The figure shows that stearic acid is more strongly adsorbed than palmitic acid, especially for the desorbent mixture used. Furthermore, the separation achieved for this combination is substantial and clearly commercially viable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は共に本発明方法に関して行
なつたパルス試験の結果の図示である。
1 and 2 are both graphical representations of the results of pulse tests performed on the method of the invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ステアリン酸及びオレイン酸からなる群から
選ばれる第1の脂肪酸と、パルミチン酸及びリノ
ール酸からなる群から選ばれる第2の脂肪酸との
混合物を、約20℃ないし約200℃の範囲内の温度
及び約大気圧ないし約500psig(3450kPaゲージ)
の範囲内の圧力を含む吸着条件下に、非イオン・
疎水性・不溶性の架橋ポリスチレン重合体からな
る吸着剤と接触させて上記の混合物から上記第1
の酸を分離する方法であつて、上記第1の酸がス
テアリン酸である時は上記第2の酸がパルミチン
酸であり、上記第1の酸がオレイン酸である時は
上記第2の酸がリノール酸である方法。 2 上記第1の脂肪酸が脱着条件下に脱着剤によ
る脱着により回収されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の方法。 3 脱着条件が約20℃ないし約200℃の範囲内の
温度及び約大気圧ないし約500psig(3450kPaゲー
ジ)の範囲内の圧力を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の方法。 4 上記方法が液相で実施されることを特徴とす
る特許請求の範囲第3項記載の方法。 5 上記脱着剤がアセトニトリルとメタノールの
混合物、アセトニトリルとテトラヒドロフランと
水の混合物、アセトンと水の混合物、ジメチルア
セトアミドと水の混合物、メタノールと水の混合
物、ジメチルホルムアミドと水の混合物、第4級
メチルアンモニウム水酸化物と水とメタノールの
混合物及び第4級プロピルアンモニウム水酸化物
と水とメタノールの混合物のいずれか1種である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。 6 非イオン・疎水性・不溶性の架橋ポリスチレ
ン重合体からなる吸着剤を使用して、ステアリン
酸とパルミチン酸との混合物又はオレイン酸とリ
ノール酸との混合物からステアリン酸又はオレイ
ン酸を分離するにあたり、 (a) 個々に異なる操作機能を有する少なくとも3
個の帯域を持ち、各帯域が連続して接続される
よう末端の帯域を相互に接続した上記吸着剤の
カラムに、正味の流体流が単一方向に流れるよ
うにし、 (b) 上記カラム内のある帯域の上流境界における
供給物インプツト流と、該帯域の下流境界にお
けるラフイネートアウトプツト流との間に位置
する帯域を吸着帯域とし、 (c) 上記吸着帯域の直ぐ上流側に位置する帯域で
あつて、その帯域の上流境界における抽出物ア
ウトプツト流と、下流境界における供給物イン
プツト流との間に位置する帯域を精製帯域と
し、 (d) 上記精製帯域の直ぐ上流側に位置する帯域で
あつて、その帯域の上流境界における脱着剤イ
ンプツト流と、下流境界における抽出物アウト
プツト流との間に位置する帯域を脱着帯域と
し、 (e) 上記の混合物を上記吸着帯域内に、液相が保
持される温度約20℃ないし約200℃、圧力約大
気圧ないし約500psig(3450kPaゲージ)の吸着
条件下に通して該帯域内の上記吸着剤にステア
リン酸又はオレイン酸を選択的に吸着させ、か
つパルミチン酸又はリノール酸を含有するラフ
イネートアウトプツト流を上記吸着帯域から取
り出し、 (f) 脱着剤物質を上記脱着帯域内に、液相が保持
される温度約20℃ないし約200℃、圧力約大気
圧ないし約500psig(3450kPaゲージ)の脱着条
件下に通してステアリン酸又はオレイン酸を脱
着帯域内の上記吸着剤から脱着させ、 (g) ステアリン酸又はオレイン酸と脱着剤物質を
含有する抽出物アウトプツト流を上記脱着帯域
から取り出し、 (h) 上記抽出物アウトプツト流の少なくとも一部
を分離手段を通して分離条件下に上記脱着剤物
質の少なくとも一部を分離し、 (i) 上記供給物インプツト流、ラフイネートアウ
トプツト流、脱着剤インプツト流及び抽出物ア
ウトプツト流を、上記吸着帯域内の流体流に関
して下流方向に、上記吸着剤カラム内を周期的
に進行させて各帯域を順に転換させながら抽出
物アウトプツト流とラフイネートアウトプツト
流を生成させる、 脂肪酸の分離法。 7 上記ラフイネートアウトプツト流の少なくと
も一部を分離手段に通して分離条件下に、上記脱
着剤物質の少なくとも一部を分離し、脱着剤物質
の濃度が減少したラフイネート生成物を得る工程
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第6項記
載の方法。 8 上記脱着帯域の直ぐ上流側に上記吸着剤を含
有する緩衝帯域を設け、その帯域の下流境界に脱
着剤インプツト流を、上流境界にラフイネートア
ウトプツト流をそれぞれ位置させることを特徴と
する特許請求の範囲第6項記載の方法。 9 上記脱着剤がアセトニトリルとメタノールの
混合物、アセトニトリルとテトラヒドロフランと
水の混合物、アセトンと水の混合物、ジメチルア
セトアミドと水の混合物、メタノールと水の混合
物、ジメチルホルムアミドと水の混合物、第4級
メチルアンモニウム水酸化物と水とメタノールの
混合物及び第4級プロピルアンモニウム水酸化物
と水とメタノールの混合物のいずれか1種である
ことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の方
法。
[Claims] 1. A mixture of a first fatty acid selected from the group consisting of stearic acid and oleic acid and a second fatty acid selected from the group consisting of palmitic acid and linoleic acid is heated at about 20°C to about 200°C. Temperatures within the range of °C and about atmospheric pressure to about 500 psig (3450 kPa gauge)
Under adsorption conditions including pressures in the range of
From the above mixture, the first
A method for separating acids, wherein when the first acid is stearic acid, the second acid is palmitic acid, and when the first acid is oleic acid, the second acid is How is linoleic acid. 2. The method of claim 1, wherein the first fatty acid is recovered by desorption with a desorbent under desorption conditions. 3. The method of claim 2, wherein the desorption conditions include a temperature in the range of about 20°C to about 200°C and a pressure in the range of about atmospheric pressure to about 500 psig (3450 kPa gauge). 4. A method according to claim 3, characterized in that the method is carried out in liquid phase. 5 The desorbent is a mixture of acetonitrile and methanol, a mixture of acetonitrile, tetrahydrofuran and water, a mixture of acetone and water, a mixture of dimethylacetamide and water, a mixture of methanol and water, a mixture of dimethylformamide and water, or quaternary methylammonium. 2. The method according to claim 1, wherein the method is one of a mixture of hydroxide, water and methanol, and a mixture of quaternary propylammonium hydroxide, water and methanol. 6. When separating stearic acid or oleic acid from a mixture of stearic acid and palmitic acid or a mixture of oleic acid and linoleic acid using an adsorbent made of a nonionic, hydrophobic, and insoluble crosslinked polystyrene polymer, (a) at least three, each with different operating functions;
(b) having a net fluid flow in a single direction through a column of said adsorbent having five zones with the end zones interconnected such that each zone is connected in series; (c) an adsorption zone located between the feed input stream at the upstream boundary of a zone and the roughinate output stream at the downstream boundary of the zone; (c) located immediately upstream of said adsorption zone; (d) a zone located immediately upstream of said purification zone; a zone located between the extract output stream at the upstream boundary of the zone and the feed input stream at the downstream boundary; a desorption zone located between the desorbent input stream at the upstream boundary of the zone and the extractant output stream at the downstream boundary; selectively adsorbing stearic acid or oleic acid onto the adsorbent in the zone through adsorption conditions at a temperature of about 20° C. to about 200° C. and a pressure of about atmospheric pressure to about 500 psig (3450 kPa gauge). and (f) removing a desorbent material into the desorption zone at a temperature from about 20°C to about 200°C at which the liquid phase is maintained. (g) containing stearic acid or oleic acid and a desorbent material; (h) passing at least a portion of the extract output stream through separation means under separation conditions to separate at least a portion of the desorbent material; (i) removing at least a portion of the desorbent material from the feed; An input stream, a roughinate output stream, a desorbent input stream, and an extract output stream are periodically advanced through the adsorbent column in a downstream direction with respect to the fluid flow within the adsorption zone to convert each zone in turn. A fatty acid separation method that generates an extract output stream and a roughinate output stream while 7 passing at least a portion of said roughinate output stream through separation means under separation conditions to separate at least a portion of said desorbent material to obtain a roughinate product having a reduced concentration of desorbent material; 7. A method according to claim 6, characterized in that: 8. A buffer zone containing the adsorbent is provided immediately upstream of the desorption zone, and a desorbent input flow is located at the downstream boundary of the zone, and a roughinate output flow is located at the upstream boundary. A method according to claim 6. 9 The desorbent is a mixture of acetonitrile and methanol, a mixture of acetonitrile, tetrahydrofuran and water, a mixture of acetone and water, a mixture of dimethylacetamide and water, a mixture of methanol and water, a mixture of dimethylformamide and water, or quaternary methylammonium. 7. The method according to claim 6, wherein the method is one of a mixture of hydroxide, water and methanol, and a mixture of quaternary propylammonium hydroxide, water and methanol.
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