Opis wydano drukiem dnia 12 pazdziernika 1963 r. £ £ COfomy £ A BlBLI©TEKAl Urzedu Pofentowegoj lnami tutumm \*m POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47631 KI. 12 o, 23/03 KI. internat. C 07 c Jeleniogórskie Zaklady Celulozy i Wlókien Sztucznych*) im. Klementa Gottiualda Jelenia Góra, Polska Sposób wytwarzania srodka powierzchniowo czynnego nadajacego sie do stosowania w przemysle wlókien sztucznych i wlókienniczym Patent trwa od dnia 12 lipca 1962 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwa¬ rzania srodka powierzchniowo czynnego z ra¬ finowanego oleju talowego, nadajacego sie do stosowania w przemysle wlókien sztucznych i wlókienniczyni.Surowy olej talowy otrzymywany jako pro¬ dukt uboczny przy produkcji celulozy metoda siarczanowa, zawiera kwasy zywiczne oraz kwasy tluszczowe, z których te ostatnie sa uzy¬ wane do wytwarzania róznych srodków po¬ wierzchniowo czynnych.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa nigr Irena Boja- nowska, inz. Boryslaw Giezek, inz. Stani¬ slaw Koch, inz. Józef Maciejewski, mgr Wie¬ slaw Podolak, mgr inz. Jadwiga Szpak, inz.Lucyna Uroanowska i mgr inz. Alojzy Urbanowski.Sklad chemiczny surowego oleju talowego po¬ chodzenia krajowego rózni sie znacznie od Ole¬ ju szwedzkiego i kanadyjskiego i jest uzalez¬ niony od gatunku uzytego surowca (drewna).W krajowym oileju talowym stwierdzono zawar¬ tosc kwasów tluszczowych w ilosci 25-55%, kwasów zywicznych 35-60%, a substancji nie- zmydlajacych sie 6-12%.Nalezyte wykorzystanie surowego oleju ta¬ lowego od dawna bylo problemem w przemysle celulozowym.Ze wzgledu na to, ze procentowa zawartosc kiwasów tluszczowych i zywicznych. w oleju talowym waha siew szerokich granicach, bezposrednie wykorzystanie go do wytwarzania okreslonych produktów jest bardzo utrudnio¬ ne. Z tego tez wzgledu zwykle rozdziela sie olej talowy na jego skladniki, a przede wszyst¬ kim na kwasy tluszczowe i zywiczne.Proponowano szereg metod majacych na ce¬ lu oddzielanie kwasów zyMcznych od kwasów tlusiczfeicv1^^^/v,^zez ddkiylafoe; terimody- fuzje iufe^rzemiane* na drodze chemicznej.Najczesciej ftosowana metoda jest 'destylacja frakcjonowana*z przegrzana para.wodna. Pod¬ czas destylacji w wysokiej temperaturze wiek¬ szosc zwiazków chemicznych zawartych w su- rowymvoleju talowym ulega zeismoleniu i poli¬ meryzacji. Poza tym straty sa bardzo duze i podczas jednorazowej destylacji ilosc wytwo¬ rzonych substancji smolistych wynosi okolo 250/0.Przeprowadzanie natomiast destylacji surowe¬ go oleju talowego w wysokiej prózni, która umozliwia rozdzial oleju na skladniki w znacz¬ nie nizszej teirperaturze, jest uciazliwe i ko¬ sztowne w skali technicznej.Lepsza metoda oddzielania kwasów tluszczo¬ wych od zywicznych jest rozdzial na drodze tenrnodyrfuzji. Przy stosowaniu tej metody nie jna koniecznosci stosowania prózni oraz wyso¬ kich temperatur, jednakze ze wzgledu na niska wydajnosc urzadzen (termodyfuzyjnych metoda ta nie znalazla zastosowania w skali technicz¬ nej.Przy stosowaniu zas metod chemicznych pole¬ gajacych na ekstrakcji surowego oleju rozpusz¬ czalnikami organicznymi osiaga sie tylko usu¬ niecie substancji barwiacych i o przykrym za¬ pachu. Na drodze ekstrakcji usuwa sie co praw¬ da pewna ilosc substancji smolistych, lecz nie prowadzi to do oddzielenia cennych kwasów tluszczowych od malowartosciowyoh kwasów zywicznych.Znany jest równiez sposób oczyszczania su¬ rowego oleju talowego za pomoca nizszych al¬ koholi jednowodorotlenowych, np. za pomoca metanolu, które stanowia rozptuiszczalnik selek¬ tywny. Przez rozpuszczenie surowego oleju ta¬ lowego w selektywnym rozpuszczalniku, po od¬ staniu roztworu krystalizuja z niego kwasy zy¬ wiczne, które nastepnie oddzielaja sie, a z roz¬ tworu macierzystego po oddestylowaniu alko¬ holu otrzymuje sie rafinowany juz olej talowy.Jednakze w zaleznosci od ilosci alkoholu wzietego do rafinowania mozna otrzymywac w ten |pcsólb szereg produktów charakteryzuja¬ cych sie rózna zawartoscia kwasów tluszczo¬ wych i zywicznych.Znany jest poza tym sposób wytwarzania srodków powierzchniowo czynnych tak z suro¬ wego, jak i z rafinowanego oleju talowego przez sulfonowanie kwasem siarkowym. Przy stosowaniu surowego oleju talowego, w zalez¬ nosci od czasu dzialania, stezenia i ilosci uzy¬ tego kwasu siarkowego, po oddzieleniu pro¬ duktów reakcji od kwasów zywicznych, otrzy¬ muje sie srodek powierzchniowo czynny, zawie¬ rajacy oprócz sulfonowanych kwasów tluszczo¬ wych równiez stosunkowo duza ilosc produk¬ tów tów reakcji.Wskutek duzych ilosciowych wahan skladni¬ ków w surowym oleju talowym, otrzymywanie proiauktów sulfonowania o z góry ustalonym skladzie wymaga wykonywania calkowitej ana¬ lizy kazdej partii surowego oleju talowego, co jest rzecza klopotliwa przy produkcji na skale techniczna, wymaga duzo czasu oraz okreso¬ wych zmian parametrów procesu technologicz¬ nego.Przy stosowaniu zas rafinowanego oleju talo¬ wego nie udaje sie uniknac zywicowania i ze- smolenia czesci oleju talowego, a tworzace sie przy tym uboczne produkty sa trudne do wy¬ dzielenia i wplywaja na obnizenie cennych wlasciwosci otrzymywanych srodków po¬ wierzchniowo czynnych.Wyzej wymienione trudnosci sprawiaja, ze praktycznie nie produkuje sie dotychczas srod¬ ków powierzchniowo czynnych opartych na bazie oleju talowego.Stwierdzono1, ze mozna otrzymac w sposób prosty i nieskomplikowany technologicznie srodek powierzchniowo czynny nadajacy sie do stosowania w przemysle wlókienniczym i wló¬ kien sztucznych, jezeli do alkoholowego roz¬ tworu rafinowanego oieju talowego otrzymywa¬ nego przez wydzielenie z surowego oleju talo¬ wego kwasów zywicznych za pomoca alkoholu jednowodorotlenowego, np. metanolu lub eta¬ nolu, 'doda sie benzenu lub jego wyzszych ho- mologóv7, a nastepnie traktuje w temperaturze 5 — 10°C stezonym kwasem siarkowym w ciagu 5-8 godzin. Do rafinowanego oleju talowego dodaje sie benzenu lub jego wyzszych homolo- gów, wzietych w ilosci od 1 :2/3 do 1 :2 w sto¬ sunku do wagi oleju. Wytworzony siarczan kwasów tluszczowych uwalnia sie od nieprze- reagcwanego kwasu siarkowego przez kilka¬ krotna dekantacje z woda lub wodnym roz¬ tworem siarczanu sodowego.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie alkoholowy roztwór rafinowanego oleju talo¬ wego, wziety w stosunku wagowym do alkoho¬ lu od 1:3 do 1:8. - 2 -Przy zastosowaniu duzej iloscd rozpuszczalni¬ ka zdekantowany produkt reakcji siarczanowa¬ nia oddziela sie i z niego oddestylowuje sie pro¬ dukty wrzace w temperaturze ponizej 85°C, a nastepnie zobojetnia do wartosci pH = 8,0—8,5 stezonym lugiem sodowym.W przypadku stosowania malej ilosci roz¬ puszczalni zdekantcwany produkt reakcji bezposrednio zobojetnia sie lugiem sodowym o tym samym stezeniu, przy czym otrzymuje sie gotowy juz srodek powierzchniowo czynny.Przyklad I. Do 200 kg alkoholowego roz¬ tworu rafinowanego oleju talowego, otrzymywa¬ nego z surowego oleju talowego przez jego rafi¬ nowanie za pomoca metanolu, dodaje sie 50 kg benzenu, a nastepnie w ciagu 6 godzin 200 kg stezonego kwasu siarkowego utrzymujac tem¬ perature masy reakcyjnej 8^10°C. Wytworzony produkt reakcji przemywa sie 600 litrami wotfy w ciagu 1 godziny przy ciaglym mieszaniu w temperaturze 10°C, po czym pozostawia w spo¬ koju do czasu rozdzielenia sie roztworu na dwie warstwy. Po oddzieleniu warstwy wodnej pro¬ dukt reakcji zobojetnia sie 35%-owyim lugiem sodowym do wartosci pH == 8. Po zobojetnieniu otrzymuje sie 270 kg gotowego juz srodka po¬ wierzchniowo czynnego.Przyklad II. Do 200 kg alkoholowego roz¬ tworu rafinowanego metanolem oleju talowego, dodaje sie 300 kg benzenu, a nastepnie w ciagu 6 godzin 200 kg stezonego kwasu siarkowego utrzymujac temperature masy reakcyjnej 8 do 10°C. Wytworzony produkt reakcji dekantuje sie najpierw 400 litrami 10-owego roztworu wodnego siarczanu sodowego w ciagu 1 godzi¬ ny utrzymujac temperature 10°C. Po odstaniu sie w ciagu 3 godzin oddziela dolna warstwe wodna, a górna warstwe dekantuje sie w ciagu 2 godzin 400 litrami wody w tejze temperatu¬ rze. Po oddzieleniu popluczyn oddestylowuje sie produkty wrzace w temperaturze ponizej 85°C, a pozostalosc ochladza sie do temperatu¬ ry 10°C i zobojetnia 35%-owym lugiem sodo¬ wym do wartosci pH = 8,2.Otrzymuje sie 270 kg gotowego srodka po¬ wierzchniowo czynnego, który ulatwia przebieg procesów technologicznych w przemysle wlókien sztucznych i wlókienniczym. PL PL