PL150101B1

PL150101B1 - Method of obtaining isomerized vegetable oil

Info

Publication number: PL150101B1
Application number: PL26690487A
Authority: PL
Priority date: 1987-07-16
Filing date: 1987-07-16
Publication date: 1990-04-30
Also published as: PL266904A1; DD281814A5

Description

OPIS PATENTOWYPATENT DESCRIPTION

150 101150 101

POLSKAPOLAND

RZECZPOSPOLITAREPUBLIC

LUDOWAFOLK

URZĄDOFFICE

PATENTOWYPATENT

PRLPRL

Patent dodatkowy do patentu nrZgłoszono: Θ7 07 16 /p. 266904/Additional patent to patent no. Reported: Θ7 07 16 / p. 266904 /

Pierwszeństwo-----Urzędu PatentowegoPriority ----- Patent Office

Int. Cl.⁴ Cl 1C 3/14Int. Cl. ⁴ Cl 1C 3/14

Zgłoszenie ogłoszono: 89 Ol 23Application announced: 89 Ol 23

Opis patentowy opublikowano: 1990 06 30Patent description published: 1990 06 30

Twórcy wynalazku: Jerzy Sżafko, Janusz Mazurczak, Kazimierz Kałucki, JanCreators of the invention: Jerzy Sżafko, Janusz Mazurczak, Kazimierz Kałucki, Jan

Rodziewicz, Zbysław Kosiński, Andrzej Jarczak, Tadeusz Wojnicz, Krzysztof Garbaruk, Piotr BiernackiRodziewicz, Zbysław Kosiński, Andrzej Jarczak, Tadeusz Wojnicz, Krzysztof Garbaruk, Piotr Biernacki

Uprawniony z patentu: Politechnika Szczecińska, Szczecin; Zakłady Chemiczne “Szczecin, Szczecin /Polska/The holder of the patent: Szczecin University of Technology, Szczecin; Chemical Works "Szczecin, Szczecin / Poland /

SPOSÓB WYTWARZANIA IZOMERYZOWANEGO OLEJU ROŚLINNEGOMETHOD OF MAKING ISOMERIZED VEGETABLE OIL

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania izomeryzowanego oleju roślinnego, przeznaczonego szczególnie do produkcji farb i lakierów. Z opisu patentowego PRL nr 112 506 znana jest metoda izomeryzacji oleju z zawieszonym w nim katalizatorem w temperaturze do 553°K. Katalizator przepuszcza się współprądowo ze sprężonym gazem obojętnym lub przegrzaną parą wodną przez element wyporowy lub szereg elementów wyporowych wbudowanych do wnętrza reaktora i zanurzonych w oleju. Proces izomeryzacji przebiega od kilkunastu do kilkudziesięciu godzin w zależności od temperatury procesu. Z opisu patentowego RFN nr 21 55 727 znana jest metoda izomeryzacji nienasyconych estrów kwasów tłuszczowych i wielowodorotlenowych alkoholi. Proces izomeryzacji prowadzi się w ogrzewanym reaktorze w fazie ciekłej w obecności aprotonowych rozpuszczalników wobec alkoholanu jako katalizatora dozowanego do środowiska reakcji w temperaturze od 273 do 405°K w atmosferze gazu obojętnego. W podanej metodzie stosuje się alkoholany następujących metali jak Na, K, Ca, Mg, Zn, Al z alkoholami jednowodorotlenowymi o ilości węgli od 1 do 12 najlepiej od 1 do 6. Katalizator w postaci proszku wprowadza się do środowiska reakcji w ilości od 0,1 do 6 % masowych w stosunku do oleju.The subject of the invention is a method for the production of isomerized vegetable oil, intended especially for the production of paints and varnishes. From the PRL patent description No. 112 506 a method of isomerization of oil with a catalyst suspended in it at a temperature of up to 553 ° K is known. The catalyst is passed co-current with compressed inert gas or superheated steam through a displacement member or a series of displacement members built into the interior of the reactor and immersed in the oil. The isomerization process takes from several to several dozen hours depending on the process temperature. German Patent Specification No. 21 55 727 discloses a method of isomerization of unsaturated fatty acid esters and polyhydric alcohols. The isomerization process is carried out in a heated liquid phase reactor in the presence of aprotic solvents in the presence of an alkoxide as a catalyst, dosed into the reaction medium at a temperature of 273 to 405 ° K under an inert gas atmosphere. In the given method, alcoholates of the following metals are used: Na, K, Ca, Mg, Zn, Al with monohydric alcohols with a carbon amount from 1 to 12, preferably from 1 to 6. The catalyst in the form of a powder is introduced into the reaction medium in an amount from 0, 1 to 6% by mass in relation to the oil.

W metodzie podanej w opisie patentowym RFN nr 22 50 232 polecany jest jako katalizator metanolan potasowy względnie przy stosowaniu innych alkoholanów przeliczanie ich na metonolan potasowy i prowadzenie procesu izomeryzacji olejów w temperaturze 273-323 K w obecności od 0,8 do 6% masowych katalizatora. W przedstawionych metodach proces izomeryzacji można regulować temperaturą i ilością katalizatora. Okazuje się, źe sam proces jest bardzo wraźli wy i towarzyszą rau reakcje uboczne jak polimeryzacja, cyklizacja i hydroliza. Alkoholany a zwłaszcza zalecany metanolan potasu ma postać proszku, który jest nierozpuszczalny w aprotonowych rozpuszczalnikach. Wprowadzanie alkoholanów do środowiska reakcji wywołuje jego przypadkowe rozdrobnienie w mieszaninie rozpuszczalnik-olej i rzutuje na szybkość procesu głów150 101In the method described in German Patent Specification No. 22 50 232 it is recommended as a catalyst potassium methoxide or, when using other alkoxides, converting them into potassium methanolate and carrying out the isomerization process of oils at a temperature of 273-323 K in the presence of 0.8 to 6% by mass of the catalyst. In the presented methods, the isomerization process can be controlled by temperature and amount of catalyst. It turns out that the process itself is very sensitive and is accompanied by side reactions such as polymerization, cyclization and hydrolysis. The alkoxides, and more particularly preferred potassium methoxide, are in the form of a powder which is insoluble in aprotic solvents. The introduction of alkoxides to the reaction medium causes its accidental fragmentation in the solvent-oil mixture and affects the speed of the process.

150 101 nego i na szybkość procesów ubocznych oraz ich wzajemny udział. Udział reakcji ubocznych może byó w procesie pomniejszony przez obniżenie temperatury izomeryzacji lecz wraz z obniżeniem temperatury występuje wtedy również spadek szybkości procesu głównego, a więc wydłużenie czasu jego trwania, co częściowo zmniejsza efekt obniżenia udziału reakcji ubocznych.150 101 and the speed of side processes and their mutual participation. The proportion of side reactions may be reduced in the process by lowering the isomerization temperature, but as the temperature is lowered, the speed of the main process also decreases, and thus its duration is extended, which partially reduces the effect of lowering the proportion of side reactions.

Celem wynalazku było takie poprowadzenie procesu izomeryzacji olejów roślinnych aby otrzymany produkt posiadał dobre właściwości a szczególnie jasną barwę i był przydatny w technologii farb i lakierów. Stwierdzono nieoczekiwanie, że można otrzymać jasny zizomeryzowany olej w czasie trzy do czterokrotnie krótszym w porównaniu do czasu prowadzenia procesu według znanych metod. Można zatem tak poprowadzić proces aby przede wszystkim zmniejszyć reakcje uboczne.The aim of the invention was to carry out the process of isomerization of vegetable oils in such a way that the obtained product had good properties, especially a light color, and was useful in the technology of paints and varnishes. It has surprisingly been found that it is possible to obtain a pale isomerized oil in three to four times less time compared to the known methods. Therefore, the process can be conducted in such a way as to primarily reduce side reactions.

Proces izomeryzacji oleju roślinnego według wynalażku prowadzi się w temperaturze 273 do 405 K w atmosferze gazu obojętnego w roztworze aprotonowego rozpuszczalnika użytego w ilości od 30 do 900 procent masowych i w obecności katalizatora użytego w ilości od 0,1 do 6 procent masowych w stosunku do oleju. Jako katalizator stosuje się alkoholany metali jak Na, K, Ca, Mg, Zn, Al z alkoholami jednowodorotlenowymi o ilości węgli od 1 do 12 najlepiej z metanolem, etanolem, propanolem, butanodiolem, pentanolem lub heksanolem.The vegetable oil isomerization process according to the invention is carried out at a temperature of 273 to 405 K in an inert gas atmosphere in a solution of an aprotic solvent used in an amount of 30 to 900 percent by weight and in the presence of a catalyst used in an amount of 0.1 to 6 percent by weight with respect to the oil. The catalysts used are metal alkoxides such as Na, K, Ca, Mg, Zn, Al with monohydric alcohols with a carbon number of 1 to 12, preferably methanol, ethanol, propanol, butanediol, pentanol or hexanol.

Według wynalazku katalizator o konsystencji proszku stosuje się w zawiesinie otrzymanej w części lub całości aprotonowego rozpuszczalnika. Do środowiska reakcji dozuje się zawiesinę katalizatora w aprotonowym rozpuszczalniku otrzymaną działaniem ultradźwięków o częstotliwości od 21 do 24 kiloherców w czasie od 5 do 50 minut. Zawiesinę katalizatora wprowadza się do środowiska reakcji w sposób ciągły współprądowo lub przeciwprądowo w stosunku do oleju. Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku następuje 4-krotne skrócenie procesu izomeryzacji i znaczne ograniczenie reakcji ubocznych otrzymuje się produkt o jasnej barwie, nadający się do dalszej przeróbki w przemyśle farb i lakierów. Rozwiązanie według wynalazku zilustrowane jest w niżej podanych przykładach.According to the invention, a powder-like catalyst is used in a slurry of partially or completely obtained aprotic solvent. The catalyst suspension in an aprotic solvent, obtained by the action of ultrasound at a frequency of 21 to 24 kilohertz for 5 to 50 minutes, is metered into the reaction medium. The catalyst slurry is introduced into the reaction medium continuously in co-current or counter-current with the oil. Thanks to the solution according to the invention, the isomerization process is shortened by 4 times and the side reactions are significantly reduced. The resulting light-colored product is suitable for further processing in the paint and varnish industry. The solution according to the invention is illustrated in the following examples.

Przykład I. Do termostatowanego reaktora zaopatrzonego w mieszadło, wlot i wylot gazowego azotu i chłodnicę zwrotną wprowadza się 100 g oleju rzepakowego niskoerukowego i 60 g dwumetyloformamldu i miesza się w temperaturze 293 K w czasie 1 godziny. Następnie wprowadza się 69 g zawiesiny otrzymanej w wyniku działania ultradźwięków o częstości 21 kiloherców w czasie 15 minut na 4 g metanolanu potasu i 65 g dwumetyloformamldu. Po upływie 6 godz. otrzymuje się olej rzepakowy izomeryzowany z wydajnością koniugacji 95%, liczbie kwasowej 1,6 mg KOH/g oleju.Example 1 100 g of low erosion rapeseed oil and 60 g of dimethylformamide were introduced into a thermostated reactor equipped with an agitator, nitrogen gas inlet and outlet, and a reflux condenser, and stirred at 293 K for 1 hour. 69 g of the ultrasonic suspension at 21 kilohertz for 15 minutes are then introduced into 4 g of potassium methoxide and 65 g of dimethylformamide. After 6 hours isomerized rapeseed oil with a conjugation efficiency of 95%, an acid number of 1.6 mg KOH / g of oil is obtained.

Przykład II. Do reaktora jak w przykładzie I zaopatrzonego dodatkowo w króciec odbierający wprowadza się w sposób ciągły 100 g/godzinę oleju rzepakowego niskoerukowego ogrzanego do temperatury 340 K oraz współprądowo 125 g/godzinę dwumetyloformamldu zawierającego zawiesinę 3 g metanolanu potasu, otrzymaną przez działanie ultradźwięków jak w przykładzie I. Czas przebywania substratów w reaktorze wynosi 60 min. Otrzymuje się olej izomeryzowany o 96% skoniugowaniu i liczbie kwasowej 1,2 mg KOH/g oleju.Example II. 100 g / hour of low erosion rapeseed oil, heated to 340 K, and co-current 125 g / hour of dimethylformamide containing a suspension of 3 g of potassium methoxide, obtained by ultrasound treatment as in Example I, are introduced continuously into the reactor as in Example 1, additionally equipped with a discharge port. The residence time of the reactants in the reactor is 60 minutes. An isomerized oil with 96% conjugation and an acid number of 1.2 mg KOH / g oil is obtained.

Claims

Patent claims

A method for the production of isomerized vegetable oil which consists in carrying out the isomerization of oil at a temperature of 273 to 405 K in an inert gas atmosphere in a solution of an aprotic solvent used in an amount of 30 to 900 percent by weight and in the presence of a catalyst in the form of alkoxides used in an amount of 0.1 to 6 weight percent with respect to the oil, characterized in that the catalyst suspension in an aprotic solvent is metered into the reaction medium, the suspension being obtained in part or all of the solvent by the action of ultrasound at a frequency of 21 to 24 kilohertz for 5 to 50 minutes .

2. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the catalyst suspension is introduced into the reaction medium in a continuous co-current or countercurrent manner with respect to the oil.

Printing House of the Polish Patent Office. Circulation 100 copies

Price 1500 PLN