RO114603B1

RO114603B1 - Procedeu de purificare a glicerinei

Info

Publication number: RO114603B1
Application number: RO9601186A
Authority: RO
Inventors: Emil Stepan; Sever Serban
Original assignee: Inst Cercetari Chim
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1999-06-30

Abstract

Invenția se referă la un procedeu de purificare a glicerinei rezultată din metanoliza trigliceridelor. Glicerina brută se acidulează, se extrage cu soluții și se neutralizează. Impuritățile solide se îndepărtează prin filtrare, iar volatilele se separă prin distilare peliculară la presiune atmosferică, glicerina distilându-se în continuare la un vid de 5...15 torr. în urma microfiltrării printr-un material special de porozitate controlată, se obține glicerină de puritate 99,9%

Description

Invenția se referă la un procedeu de purificare a glicerinei rezultate din metanoiiza trigliceridelor, în vederea utilizării cu predilecție în industria chimico-farmaceutică.

Este cunoscut un procedeu pentru concentrarea soluțiilor apoase de alcooli alifatici inferiori și fenol, care constă în trecerea pe o membrană semipermeabilă de derivat de celuloză, având un conținut de azot de 0,2...2,1% și o grosime de 10...50 pm (RO 96185].

O metodă de purificare a apei de glicerină, care constă în separarea fazei apoase, prin intermediul unui separator de faze și plăci solide cu un φ>100 pm și conducerea fazei apoase pre-epurate în sens contrar, printr-o membrană de filtrare și recircularea concentratului la intrarea separatorului (EP 0625135).

Alt procedeu pentru purificarea glicerinei, obținute prin transesterificarea gliceridelor, cuprinde o fază de alcalinizare la o temperatură de 90...100°C a glicerinei brute, în prezență de aer pentru oxidare, urmată de evaporare într-un evaporator în film, cu redistilarea reziduului, rectificarea și reevaporarea într-o coloană cu umplutură caracterizată printr-o pierdere mică de presiune, prevăzută cu un evaporator cu film descendent, cu condensare parțială internă și externă și separare a impurităților din amestec. în final, produsul se albește prin încălzire sub agitare și perna de azot cu cărbune decolorant (US 4655879). Deși rezultă glicerină de puritate superioară și cu randamente bune, de 90...95%. procedeul prezintă unele dezavantaje. Astfel, este nevoie de o instalație costisitoare, cu distilări succesive, care, împreună cu alcalinitatea, pot determina pierderi de produs prin polimerizare.

□e asemenea, este cunoscut un procedeu pentru purificarea glicerinei obținută prin metanoliză, prin care glicerina este diluată cu apă sau ape glicerinoase rezultate din saponificarea sau hidroliza gliceridelor, până la o concentrație cuprinsă între 20 și 55%. După ajustarea pH-ului până la valoarea de 10...12, glicerina suferă un proces de microfiltrare printr-un material ceramic poros conținând oxizi de aluminiu și/sau zirconiu, combinat cu ultrafiltrare printr-o membrană polimerică. După tratare cu rășini schimbătoare de ioni, glicerina se concentrează prin distilare la vid până la 99,7% (EP 358255).

Dezavantajul major al procedeului constă în necesitatea diluării cu apă a glicerinei brute până la concentrații de 20...55%. în condițiile în care, prin metanoliză, rezultă de obicei glicerina aproape anhidră. în final, cantitatea respectivă de apă trebuie îndepărtată prin distilare la vid, ceea ce implică un consum mare de energie.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în stabilirea atât a unei anumite succesiuni de tratamente și operații, cât și a condițiilor și mijloacelor tehnice necesare obținerii cu randamente superioare a unui produs de puritate avansată.

Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele menționate anterior, prin aceea că, se tratează glicerina brută, adusă la o temperatură de 60...70°C, cu un acid până la un pH de 4...5, se supune extracției cu un solvent care se îndepărtează la o temperatură de 50...70°C, stratul glicerinos inferior se neutralizează cu hidroxid de sodiu până la un pH de 8...9, impuritățile solide se îndepărtează prin filtrare, volatilele se separă prin distilare peliculară la presiune atmosferică, iar glicerina rezultată se distilează în continuare la un vid de 5...15 torr și în final se supune microfiltrării la o temperatură de 75...80°C; acidul folosit se alege dintre acid acetic, fosforic, polifosforic, clorhidric, citric și/sau oxalic; solventul este nemiscibil cu glicerină și se alege dintre benzen, toluen, xileni și/sau etilbenzen, hidrocarburi alifatice C₅-C₁₅, dicloretan sau clorbenzen, în raport gravimetric față de glicerina brută de 1 : 2,5...3; microfiltrarea se realizează printr-un mediu filtrant de porozitate

RO 114603 Bl controlată, constituit din material celulozic și cărbune activ, rigidizat cu rășini. 50

Prin procedeul conform invenției rezultă următoarele avantaje:

- se purifică avansat glicerină împurificată cu cantități relativ mari de săpun, esteri și alte impurități organice;

- fazele procedeului se realizează ușor și în mod controlat;

- consumurile de materii prime și energetice sunt minime. 55

Se dau în continuare cinci exemple de realizare a procedeului conform invenției.

Exemplul 1. într-un extractor cu agitare și reflux, se introduc 250 g glicerină brută rezultată din metanoliza trigliceridelor conținute în grăsimile de origine vegetală sau animală, având ca impurități 7% (% greutate) săpun, 19% metanol, 1,2% apă,

0,9% esteri și 0,8% impurități organice. Glicerina brută se încălzește la o tem- 60 peratură de 6O...7O°C și se tratează sub agitare cu acid acetic glacial până la un pH=4...5. Se introduc 100 g toluen și se efectuează extracția la reflux timp de 30 min. Stratul toluenic superior se îndepărtează la o temperatură de 5O...7O°C, fiind utilizat într-o instalație de fabricare a săpunului, iar stratul inferior glicerinos se neutralizează cu hidroxid de sodiu până la un pH=8...9. Impuritățile solide se înde- 65 părtează prin filtrare, iar filtratul se transvazează într-o instalație de distilare peliculară. Se separă la presiune atmosferică impuritățile volatile, iar glicerina se distilează în continuare la o depresiune de 5...15 torr (166°C/10 torr). Distilatul se supune microfiltrării la o temperatură de 75...80°C printr-o baterie de lentile asamblate sub forma unui cartuș filtrant, caracterizat printr-un mediu filtrant de porozitate 70 controlată tip R02S, volum de filtrare de 50 l/m² la o presiune diferențială de 2 bar și constituit din celuloză și cărbune activ, rigidizate cu rășini.

Rezultă 167 g glicerină de puritate 99,9%.

Exemplul 2. într-un extractor cu agitare și reflux, se introduc 300 g glicerină brută rezultată din metanoliza trigliceridelor conținute în grăsimile de origine vegetală 75 sau animală, având ca impurități 5,5% (% greutate) săpun, 24% metanol, 0,5% apă,

1,3% esteri și 1% impurități organice. Glicerina brută se încălzește la o temperatură de B0...70°C și se tratează sub agitare cu acid acetic glacial, până la un pH=4...5.

Se introduc 100 g benzină de extracție și se efectuează extracția la reflux timp de 30 min. Stratul benzenic superior se îndepărtează la o temperatură de 5O...7O°C, fiind 80 utilizat într-o instalație de fabricare a săpunului, iar stratul inferior glicerinos se neutralizează cu hidroxid de sodiu până la un pH=8...9. Impuritățile solide se îndepărtează prin filtrare, iar filtratul se transvazează într-o instalație de distilare peliculară. Se separă la presiune atmosferică impuritățile volatile, iar glicerina se distilează în continuare la un vid de 5...15 torr. Distilatul se supune microfiltrării la o temperatură de 85

75...80°C printr-o baterie de lentile asamblate sub forma unui cartuș filtrant, caracterizat printr-un mediu filtrant de porozitate controlată tip R02S, volum de filtrare de 50 l/m², la o presiune diferențială de 2 bar și constituit din celuloză și cărbune activ, rigidizate cu rășini.

Rezultă 195 g glicerină de puritate 99,8%. 90

Exemplul 3. într-un extractor cu agitare și reflux, se introduc 250 g glicerină brută rezultată din metanoliza trigliceridelor conținute în grăsimile de origine vegetală sau animală, având ca impurități 6% (% greutate] săpun, 20% metanol, 0,8% apă,

1,4% esteri și 0,5% impurități organice. Glicerina brută se încălzește la o temperatură de 6O...7O°C și se tratează,sub agitare, cu un amestec de acid fosforic și acid 95 polifosforic până la un pH=4...5. Se introduc 100 g fracție de hidrocarburi aromatice conținând un amestec de benzen, toluen, o-, m-, p-xilen și etilbenzen și se efectuează extracția la reflux timp de 30 min. Stratul toluenic superior se îndepărtează la o

RO 114603 Bl temperatură de 5O...7O°C, fiind utilizat într-o instalație de fabricare a săpunului, iar stratul inferior glicerinos se neutralizează cu hidroxid de sodiu până la un pH=8...9. Impuritățile solide se îndepărtează prin filtrare, iar filtratul se transvazează într-o instalație de distilare peliculară. Se separă la presiune atmosferică impuritățile volatile, iar glicerina se distilează în continuare la un vid de 5...15 torr. Distilatul se supune microfiltrării la o temperatură de 75...80°C printr-o baterie de lentile asamblate sub forma unui cartuș filtrant, caracterizat printr-un mediu filtrant de porozitate controlată tip R02S, volum de filtrare de 50 l/m², la o presiune diferențială de 2 bar și constituit din celuloză și cărbune activ, rigidizate cu rășini.

Rezultă 169 g glicerină de puritate 99,9%.

Exemplul 4. într-un extractor cu agitare și reflux, se introduc 275 g glicerină brută rezultată din metanoliza trigliceridelor conținute în grăsimile de origine vegetală sau animală, având ca impurități 8% (% greutate) săpun, 21% metanol, 0,2% apă, 0,7% esteri și 1,4% impurități organice. Glicerina brută se încălzește la o temperatură de 6O...7O°C și se tratează sub agitare cu acid clorhidric până la un pH=4...5. Se introduc 100 g dicloretan și se efectuează extracția la reflux timp de 30 min. Stratul superior se îndepărtează la o temperatură de 5O...7O°C, fiind utilizat într-o instalație de fabricare a săpunului, iar stratul inferior glicerinos se neutralizează cu hidroxid de sodiu până la un pH=8...9. Impuritățile solide se îndepărtează prin filtrare, iar filtratul se transvazează într-o instalație de distilare peliculară. Se separă la presiune atmosferică impuritățile volatile, iar glicerina se distilează în continuare la o depresiune de 5...15 torr. Distilatul se supune microfiltrării la o temperatură de

75.. .80°C printr-o baterie de lentile asamblate sub forma unui cartuș filtrant, caracterizat printr-un mediu filtrant de porozitate controlată tip R02S, volum de filtrare de 50 l/m² la o presiune diferențială de 2 bar și constituit din celuloză și cărbune activ, rigidizate cu rășini.

Rezultă 181 g glicerină de puritate 99,9%.

Exemplul 5. într-un extractor cu agitare și reflux se introduc 300 g glicerină brută rezultată din metanoliza trigliceridelor conținute în grăsimile de origine vegetală sau animală, având ca impurități 6,5% (% greutate) săpun, 22% metanol, 0,6% apă, 0,9% esteri și 1% impurități organice. Glicerina brută se încălzește la o temperatură de 6O...7O°C și se tratează sub agitare cu acid clorhidric până la un pH=4...5. Se introduc 100 g clorbenzen și se efectuează extracția la reflux timp de 30 min. Stratul superior se îndepărtează la o temperatură de 5O...7O°C, fiind utilizat într-o instalație de fabricare a săpunului, iar stratul inferior glicerinos se neutralizează cu hidroxid de sodiu până la un pH=8...9. Impuritățile solide se îndepărtează prin filtrare, iar filtratul se transvazează într-o instalație de distilare peliculară. Se separă la presiune atmosferică impuritățile volatile, iar glicerina se distilează în continuare la o depresiune de

5.. .15 torr. Distilatul se supune microfiltrării la o temperatură de 75...80°C printr-o baterie de lentile asamblate sub forma unui cartuș filtrant, caracterizat printr-un mediu filtrant de porozitate controlată tip R02S, volum de filtrare de 50 l/m² la o presiune diferențială de 2 bar și constituit din celuloză și cărbune activ, rigidizate cu rășini.

Rezultă 197 g glicerină de puritate 99,9%.

Claims

Revendicări

1. Procedeu de purificare a glicerinei rezultate din metanoliza trigliceridelor, prin tratere cu acizi și extracție cu solvenți, caracterizat prin aceea că, se tratează

RO 114603 Bl glicerina brută, adusă la o temperatură de 60.,.7O°C, cu un acid, până la un pH de

4.. .5, se supune extracției cu un solvent care se îndepărtează la o temperatură de

50.. .70°C, stratul glicerinos inferior se neutralizează cu hidroxid de sodiu până la un 150 pH de 8...9, impuritățile solide se îndepărtează prin filtrare, volatilele se separă prin distilare peliculară la presiune atmosferică, iar glicerina rezultată se distilează în continuare la un vid de 5...15 torr și în final se supune microfiltrării la o temperatură de

75.. .80°C.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, acidul folosit 155 se alege dintre acid acetic, fosforic, polifosforic, clorhidric, citric și/sau oxalic.
3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, solventul este nemiscibil cu glicerina și se alege dintre benzen, toluen, xileni și/sau etilbenzen, hidrocarburi alifatice C₅-C₁₅, dicloretan sau clorbenzen, în raport gravimetric față de glicerina brută de 1:2,5...3. 160
4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, microfiltrarea se realizează printr-un mediu filtrant de porozitate controlată, constituit din material celulozic și cărbune activ, rigidizat cu rășini.