PL112506B2 - Method of spatial isomerization of the vegetable oils - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadzenia spo¬ sobu izomeryzacji przestrzennej olejów roslinnych wcelu poprawy ich wlasciwosci przed zastosowaniem w pro¬ dukcji farb i lakierów. Oleje izomeryzowane posiadaja lepsze wlasciwosci technologiczne przy syntezie zywic, których jakosc jest podwyzszona dzieki skróceniu czasu schniecia i zwiekszenia odpornosci uzyskiwanej powloki.Proces izomeryzacji przestrzennej kwasów tluszczo¬ wych zawartych w oleju roslinnym (np. sojowym) w postaci trójglicerydów polega na zmianie konfiguracji podstawników przy weglach z podwójnymi wiazaniami z formy „cis4* na forme „trans44, np. w przypadku kwasów mononienasyconych kwas olejowy (forma „cis4*) prze¬ chodzi w kwas elaidynowy (forma „trans44). Dotychczas proces prowadzi sie w fazie cieklej, w obecnosci kataliza¬ tora w formie zawiesiny, w temperaturze od 150 do 280°C, pod cisnieniem normalnym.Najprostszy sposób prowadzenia tego procesu polega na ogrzewaniu i mieszaniu mechanicznym oleju z zawie¬ sina katalizatora w reaktorze z plaszczem grzejnym i mieszadlem odpowiedniego typu. Temperature miesza¬ niny utrzymuje sie na zadanym poziomie poprzez cyrku¬ lacje medium grzejnego w plaszczu reaktora. Mieszadlo np. turbinowe, utrzymuje katalizator w stanie zawiesiny, ulatwia kontakt fazy cieklej z rozproszona faza stala katalizatora oraz intensyfikuje wymiane ciepla.W celu zwiekszenia konwersji w metodzie ciaglej mozna stosowac kaskade reaktorów czyli kilka polaczo¬ nych szeregowo aparatów, przez które kolejno przeplywa olej z zawiesina katalizatora. Mieszanie w ukladzie mozna równiez prowadzic realizujac za pomoca pompy cyrkulacyjnej obieg zewnetrzny oleju. W takim przy¬ padku pompa obiegowa musi miec wysoka wydajnosc oraz pracowac w trudnych warunkach podwyzszonej do ok. 270°C temperatury.Glówna wada tych sposobów prowadzenia powyz¬ szego procesu jestjego mala szybkosc w tych warunkach, a w konsekwencji dlugie czasy przebywania w reaktorze lub podwyzszone temperatury pracy. Powoduje to mala wydajnosc aparaturowa (z jednostki pojemnosci w jed¬ nostce czasu), a przy próbie intensyfikacji przez podwyz¬ szenie temperatury prowadzi do produktu o wysokim wspólczynniku lepkosci i ciemniejszej barwie, co jest nie do przyjecia w technologii lakierów.Stwierdzono nieoczekiwanie, ze mozna zintensyfiko¬ wac proces skracajac czas reakcji, jezeli ogrzany olej z zawieszonym w nim katalizatorem przepusci sie wspólp- radowo ze sprezonym gazem obojetnym lub przegrzana para wodna przez element wyporowy lub szereg elemen¬ tów wyporowych, wbudowanych do wnetrza reaktora i zanurzonych czesciowo lub calkowicie w oleju. Element wyporowy sklada sie ze strumienicy i polaczonej z nia (szczelnie lub luzno) cylindrycznej nadstawki. Proces prowadzi sie w sposób ciagly w temperaturze 150—280°C pod cisnieniem normalnym lub podwyzszonym w reakto¬ rze zbudowanym w ksztalciepionowej kolumny,wktórej wnetrzu jest wbudowany jeden lub wiecej elementów wyporowych.3 112506 Olej z zawiesina kataliatora zassany do strumienicy sprezonym gazem lub przegrzana para wodnajako czyn¬ nikiem napedowym, wznosi sie do góry cylindrycznym przedluzeniem strumienicy, gdzie nastepuje intensywne mieszanie ladunku prowadzace do rozerwania ciaglosci fazy cieklej i wytworzenie ukladu trójfazowego. Dzieki temu nastepuje intensywna wymiana energii, gwaltowne odnawianie powierzchni, bardzo skuteczne kontaktowa¬ nie oleju z czastkami stalego katalizatora.Olej surowy z zawiesina kataliatora wprowadzany jest nad powierzchnieladunku w reaktorze, a produktodpro¬ wadza sie z dolncjczesci warstwy reakcyjnej. Mozliwe jest równiez wprowadzenie oleju surowego u dolu reak¬ tora, a odprowadzanie produktu przelewem górnym.Cieplo dp ukladu doprowadzane jest badz poprzez Arianke reaktota od .elektrycznych obwodów grzejnych umieszczonych nawwnatrz lub od grzalek wewnetrznych zanurzonych w ladunku. Jako gaz napedowy sto¬ suje sie azot lub argon, który krazy w obiegu zamknietym, badz przegrzana pare wodna stosowana w ukladzie otwartym.Glówna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest wyra¬ zne skrócenie czasu reakcji (3do 4-krotnie wporównaniu do dotychczas stosowanej metody z kaskada mieszalni¬ ków mechanicznych) oraz wyzsza jakosc produktu na skutek ograniczenia procesów ubocznych (polimeryzacji lub hydrolizy oleju).Przyklad I. Na przykladzie izomeryzacji oleju sojo¬ wego w aparaturze przedstawionej na rysunku wyjas¬ niona zostala istota wynalazku. Do reaktora 1 zbudowanego z dwóch centrycznie wzgledem siebie usta¬ wionych kolumn: wewnetrznej wyporowej o srednicy 80 mm, która stanowi strumienica z przedluzeniem cylind¬ rycznym oraz zewnetrznej kolumny opadowej o srednicy 200 mm, której dolna czesc tworzy komore zasysania, wprowadza sie uprzednio zizomeryzowany olej sojowy w ilosci 50 kg tak, aby rura wyporowa zostala czesciowo zanurzona i utrzymuje sie temperature 280°C. Do reak¬ tora nad powierzchnie ladunku, w sposób ciagly rozpo¬ czyna sie podawanie surowego oleju sojowego z szybkoscia 50 kg/godz. z 0,7%-owym dodatkiem zawie¬ siny katalizatora.Jednoczesnie, w dolnej czesci reaktora przez dysze jest wprowadzany do strumienicy sprezony azot w ilosci 3HmVgodz. ogrzany w wezownicy 6 do temperatury 270°C. Zassany do strumienicy strumieniem azotu olej z zawiesina katalizatora wznosi sie do góry kolumna wyporowa stanowi:; *\ glówna strefe reakcji. Po wyjsciu z kolumny wyporowej gaz jest unoszony do góry a przerea- gowany olej opada z powrotem do komory zasysania.Sredni czas przebywania oleju w reaktorze wynosi 1 godz. Gotowy produkt jest odprowadzany w sposób ciagly z dolnej czesci reaktora z szybkoscia podawania surowca. Produkt kieruje sie po schlodzeniu w wezow¬ nicy do odbieralnika 7. Górna czesc reaktora 1jest wew¬ natrz pusta i sluzy do grawitacyjnego oddzielania porwanych przez azot kropli oleju. Azot jako czynnik napedowy opuszcza reaktor w czesci górnej, zostaje schlodzony w chlodnicy 2 i po oczyszczeniu w lapaczu kropel i filtrze 3, podawany jest pompa obiegowa 4przez podgrzewacz 6 z powrotem do reaktora 1.Tak otrzymany produkt posiadal barwe jasna, zawar¬ tosc w nim izomerów „trans" wynosila srednio 10,1% a lepkosc oleju w 22°C wynosila 73 cP.Przyklad II. W reaktorze jak w przykladzie I pro¬ wadzono analogicznie proces z tym, ze jako czynnik napedowy stosowano pare wodna przegrzana do tempe¬ ratury 270°C. Pracowano w ukladzie otwartym. Para opuszczajaca aparat wraz z niewielka iloscia (do 5%) uniesionego oleju byla skraplana w kondensatorze — chlodnicy 2, a kondensat odprowadzany do odbieral¬ nika. W temperaturze procesu 280°C i przy szybkosci zasilania 50 kg oleju na godz. uzyskano produkt surowy barwyjasnej, o zawartosci izomerówtrans 12,4% i wspól¬ czynniku lepkosci w 22°C-148 cP.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób izomeryzacji przestrzennej olejów roslin¬ nych przez ogrzewanie oleju w temperaturze 150-280°C pod cisnieniem normalnym hib zwiekszonym w obec¬ nosci stalego katalizatora wprowadzanego do ukladu w postaci zawiesiny, zaamtoaay tym, ze ogrzany olej z zawieszonym w nim katalizatorem przepuszcza sie Wie¬ lokrotnie wspólpradowo ze sprezonym gazem obojetnym lub wodna para przegrzana przez element wyporowy lub szereg elementów wyporowych wbudowanych do wne¬ trza reaktora i zanurzonych w oleju. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, zaamienay tym, ze proces prowadzi sie w sposób ciagly, przy czym odprowadzenie produktu odbywa sie z przeciwnego konca reaktora w stosunku do doprowadzania surowca. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamieaay tym, ze stosuje sie obieg zamkniety gazu obojetnego,112 506 U- ,-E7 J I ,. ; iilii-U i / koiauzatcf^A : m: ± i ' /-." Su'Omu \ L { '^ 1 I H"r~n -A—i f_ — ^ i 5 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób izomeryzacji przestrzennej olejów roslin¬ nych przez ogrzewanie oleju w temperaturze 150-280°C pod cisnieniem normalnym hib zwiekszonym w obec¬ nosci stalego katalizatora wprowadzanego do ukladu w postaci zawiesiny, zaamtoaay tym, ze ogrzany olej z zawieszonym w nim katalizatorem przepuszcza sie Wie¬ lokrotnie wspólpradowo ze sprezonym gazem obojetnym lub wodna para przegrzana przez element wyporowy lub szereg elementów wyporowych wbudowanych do wne¬ trza reaktora i zanurzonych w oleju.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, zaamienay tym, ze proces prowadzi sie w sposób ciagly, przy czym odprowadzenie produktu odbywa sie z przeciwnego konca reaktora w stosunku do doprowadzania surowca.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamieaay tym, ze stosuje sie obieg zamkniety gazu obojetnego,112 506 U- ,-E7 J I ,. ; iilii-U i / koiauzatcf^A : m: ± i ' /-." Su'Omu \ L { '^ 1 I H"r~n -A—i f_ — ^ i 5 PL