PL207681B1

PL207681B1 - Sposób otrzymywania biodegradowalnego komponentu smarnegoSposób otrzymywania biodegradowalnego komponentu smarnego

Info

Publication number: PL207681B1
Application number: PL383555A
Authority: PL
Inventors: Bronisław Naraniecki; Wojciech Jerzykiewicz; Marek Lukosek; Jacek Kosno; Artur Zdunek; Zbigniew Tomik; Janusz Waćkowski; Renata Fiszer
Original assignee: Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2011-01-31
Also published as: PL383555A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania biodegradowalnego komponentu smarnego, opartego o odpadową frakcję glicerynową z instalacji biodiesla, przeznaczonego do stosowania w recepturach ciekłych i pastowanych środków smarnych. Znane jest stosowanie jako składników środków smarnych estrów kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego lub mono-,di-karboksylowych kwasów organicznych i alkoholi, albo polioli, charakteryzujących się podwyższona biodegradowalnością.

W patencie WO 03/064368 jako składniki ekologicznych środków smarowych wymienia się diestry C2-C10 epoksydowanych olejów roślinnych. Pochodne maleinowe olejów roślinnych jako samoemulgujace dodatki smarne opisuje patent WO/05/071050. Monoestry gliceryny z triglicerydów zawartych w olejach i tłuszczach jako doskonałe emulgatory opisuje patent US 3595888. Podobnie patent US 2002063237 wymienia estry lub ich kompozycje oparte na poliolach, kwasach mono-, lub dikarboksylowych jako biodegradowalne składniki środków smarnych. Wg patentu EP0572198 (US5348676) środek smarny dla przemysłu spożywczego zawiera estry nasyconych kwasów tłuszczowych, glicerynę i estry kwasów karboksylowych. W zgłoszeniu patentowym P-355 279 biodegradowalny środek do smarowania zwrotnic zawiera estry oleju rzepakowego.

Wymienione wyżej przykłady wykorzystują zdefiniowane czyste indywidua chemiczne syntezowane i/lub odpowiednio oczyszczane przed ich aplikacją recepturalną.

Celem wynalazku jest zagospodarowanie i bezpośrednie wykorzystanie frakcji glicerynowej, produktu ubocznego z instalacji biodiesla, poprzez nadanie jej właściwości smarnych, na drodze odpowiedniej obróbki procesowej.

Nieoczekiwanie okazało się, że poprzez poddanie odpadowej frakcji glicerynowej operacji wydzielania metanolu (etanolu) i wody poprzez destylację a następnie oksyetylację i/lub oksypropylację frakcji wobec katalizatora alkalicznego można uzyskać produkty o podwyższonej smarności. Nieoczekiwanie okazało się, że produkty te charakteryzują się również dobrymi właściwościami antykorozyjnymi W zależności od stopnia addycji tlenku etylenu/tlenku propylenu otrzymać można produkty o podwyższonej smarności charakteryzujące się różnymi wartościami równowagi hydrofobowohydrofilowej; mogą one być stosowane w układach wodnych lub olejowych i są dobrze biodegradowalne.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że frakcję glicerynową zawierającą 35-96% gliceryny, 0.5-25% Σ mono-,di-, tri-glicerydów, 0 -15% kwasów tłuszczowych, 0-40% estrów metylowych i/lub etylowych kwasów tłuszczowych, 0.5-40% soli sodowych i/lub potasowych kwasów tłuszczowych, 0.5-25% alkoholu metylowego i/lub etylowego oraz 0.5-15% wody poddaje się destylacji pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze poniżej 120 lub pod próżnią, a wywar z destylacji poddaje się bezpośredniej oksyetylacji w zakresie addycji 1-25 moli tlenku etylenu, lub oksypropylacji przy addycji 1-10 moli tlenku propylenu, lub mieszanej oksyetylacji/oksypropylacji przy proporcji tlenku etylenu: tlenku propylenu wynoszącej odpowiednio 1-15/1-7 moli, w temperaturze poniżej 160^oC, pod ciśnieniem do 0.4 MPa, wobec katalizatora alkalicznego i przy stopniu addycji tlenku etylenu/ tlenku propylenu w zakresie1-25/1-10, przy czym stopień addycji tlenku etylenu i/lub tlenku propylenu oraz proporcje tlenku etylenu: tlenku propylenu dobiera się w zależności od przeznaczenia produktu.

Komponent smarny o smarności > 160 kG obciążenia zespawania, biodegradowalności > 80%, HLB 5-15 i dobrej ochronie antykorozyjnej otrzymać można z frakcji glicerynowej zawierającej 35-96% gliceryny, 0.5-25% Σ mono-.di-.tri-glicerydów, 0-15.% kwasów tłuszczowych, 0-40% estrów metylowych/etylowych kwasów tłuszczowych, 0.5-40% soli sodowych/potasowych kwasów tłuszczowych, 0.5-25% alkoholu metylowego/etylowego, 0.5-15% wody w dwuetapowym procesie:

- całkowitego destylacyjnego wydzielenia alkoholu i wody, przy ciśnieniu normalnym lub pod próżnią

- bezpoś redniej oksyetylacji w zakresie addycji tlenku etylenu 1-25, oksypropylacji przy addycji tlenku propylenu 1-10, mieszanej oksyetylacji/oksypropylacji odpowiednio: 1-15/1-7.

Sposobem według wynalazku komponenty tego typu otrzymuje się na drodze destylacyjnego wydzielenia fazy alkoholowo-wodnej, prowadzonej w temperaturze <120^oC pod ciśnieniem atmosferycznym lub w odpowiednio niższej temperaturze pod próżnią, a następnie na drodze oksyetylacji lub oksypropylacji oddzielnej lub łącznej, prowadzonej w temperaturze < 160°C, pod ciśnieniem < 0,4 MPa, przy zastosowaniu katalizatora alkalicznego i przy stopniu addycji tlenku etylenu: tlenku propylenu z zakresu1-25/1-10.

PL 207 681 B1

Zaletą sposobu otrzymywania komponentów smarnych jest wykorzystanie odpadowej surowej frakcji glicerynowej do bezpośredniej oksyetylacji/oksypropylacji i uzyskanie tą drogą produktu o podwyższonych parametrach smarnych, biodegradowalnych i o działaniu antykorozyjnym, przeznaczonym do zastosowania zarówno w układach wodnych jak i olejowych, pod postacią cieczy lub pasty.

P r z y k ł a d 1

Do kuba kolumny destylacyjnej wprowadza się 20 kg frakcji glicerynowej z instalacji biodiesla, zawierającej 35% gliceryny, 20% alkoholu metylowego, 40% estrów metylowych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, 2% glicerydów, 1% soli sodowej kwasów tłuszczowych, 2% wody. W zakresie temperatury 80-120°C wydziela się 4,37 kg fazy alkoholowo-wodnej. Pozostałość podestylacyjną oksyetyluje się wprowadzając 10 moli tlenku etylenu na mol surowca (w przeliczeniu na średni ciężar cząsteczkowy), w temperaturze 120-140°C, ciśnieniu 0.25-0.35 MPa i stosując w roli katalizatora 0,1% KOH, w przeliczeniu na produkt. Otrzymuje się komponent smarny o dobrych właściwościach smarnych - o obciążeniu zespawania 180 kG według normy PN-76/C-04147, biodegradowalny w 83% i ochronie korozyjnej 0/0-0/ w te ś cie Herberta (PN-78/H-04610),

P r z y k ł a d 2

Do kuba kolumny destylacyjnej wprowadza się frakcję glicerynową.w ilości 20 kg, zawierającą 60% gliceryny, 3% alkoholu etylowego, 26% estrów etylowych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, 7% glicerydów, 2% soli sodowych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, 2% wody. W temperaturze < 120°C i przy normalnym ciśnieniu wydestylowuje się 0.99 kg fazy alkoholowo-wodnej. Wywar poddaje się oksypropylacji wprowadzając 3 mole tlenku propylenu a następnie oksyetylacji do stopnia addycji tlenku etylenu = 5, przy parametrach jak w przykładzie 1. Produkt charakteryzuje się smarnością 160 kG, biodegradowalnością >80% i ochroną korozyjną 0/0-0/ w teście Herberta.

P r z y k ł a d 3

Do odparowalnika wprowadza się 10 kg frakcji glicerynowej zawierającej 93% gliceryny, 2% metanolu, 1% estrów metylowych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, 2% soli potasowych kwasów tłuszczowych, 1% glicerydów, 1% wody. Wydestylowuje się około 0.3 kg fazy alkoholowo-wodnej, a pozostałość poddaje się oksypropylacji do addycji tlenku propylenu = 7. Warunki procesowe są identyczne jak podane w poprzednich przykładach. Produkt spełnia wszystkie wymagania- obciążeniem zespawania 180 kG, biodegradowalnością 82% i odpornością korozyjną 0/0-0/.

Claims

Sposób otrzymywania biodegradowalnego komponentu smarnego, znamienny tym, że frakcję glicerynową zawierającą 35-96% gliceryny, 0.5-25% Σ mono-,di-, tri-glicerydów, 0 -15% kwasów tłuszczowych, 0-40% estrów metylowych i/lub etylowych kwasów tłuszczowych, 0.5-40% soli sodowych i/lub potasowych kwasów tłuszczowych, 0.5-25% alkoholu metylowego i/lub etylowego oraz 0.5 -15% wody poddaje się destylacji pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze poniżej 120°C lub pod próżnią, a wywar z destylacji poddaje się bezpośredniej oksyetylacji w zakresie addycji 1-25 moli tlenku etylenu, lub oksypropylacji przy addycji 1-10 moli tlenku propylenu, lub mieszanej oksyetylacji/oksypropylacji przy proporcji tlenku etylenu: tlenku propylenu wynoszącej odpowiednio 1-15/1-7 moli, w temperaturze poniżej 160°C, pod ciśnieniem do 0.4 MPa, wobec katalizatora alkalicznego i przy stopniu addycji tlenku etylenu/ tlenku propylenu w zakresie1-25/1-10, przy czym stopień addycji tlenku etylenu i/lub tlenku propylenu oraz proporcje tlenku etylenu: tlenku propylenu dobiera się w zależ noś ci od przeznaczenia produktu.