SE415888B - Process for the separation of fatty acids from non- saponifiable components of tall oil - Google Patents

Process for the separation of fatty acids from non- saponifiable components of tall oil

Info

Publication number
SE415888B
SE415888B SE7900861A SE7900861A SE415888B SE 415888 B SE415888 B SE 415888B SE 7900861 A SE7900861 A SE 7900861A SE 7900861 A SE7900861 A SE 7900861A SE 415888 B SE415888 B SE 415888B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fatty acids
soaps
unsaponifiable
constituents
unsaponifiable constituents
Prior art date
Application number
SE7900861A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE7900861L (en
Inventor
Adolf Koebner
Original Assignee
Adolf Koebner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adolf Koebner filed Critical Adolf Koebner
Priority to SE7900861A priority Critical patent/SE415888B/en
Publication of SE7900861L publication Critical patent/SE7900861L/en
Publication of SE415888B publication Critical patent/SE415888B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09FNATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING-OILS; OIL DRYING AGENTS, i.e. SICCATIVES; TURPENTINE
    • C09F1/00Obtaining purification, or chemical modification of natural resins, e.g. oleo-resins
    • C09F1/04Chemical modification, e.g. esterification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11CFATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C1/00Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids
    • C11C1/02Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids from fats or fatty oils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

The non-saponifiable components and the fatty acids present in tall oil are separated from each other by a process in which the fatty acids are converted into the corresponding low-melting soaps that are soluble in the non-saponifiable components, and the latter are then distilled off from the resulting homogeneous medium. The fatty acids can then be extracted by hydrolysing the fatty acid soaps and possibly purified by fractionation under vacuum.

Description

15 20 25 50 35 H0 _19ooae1-1 2 Tallföroljan innehåller normalt 50-75% fettsyror och 50-25% oförtvålbara beståndsdelar. Tallföroljans varierande sammansättning beror i viss grad på sammansättningen av den råa tallolja, från vil- ken den erhålles, och till stor del även på de destillationsbe- tingelser, som användes vid raffineringen. 15 20 25 50 35 H0 _19ooae1-1 2 Pine pre-oil normally contains 50-75% fatty acids and 50-25% unsaponifiable constituents. The varying composition of pine oil depends to some extent on the composition of the crude pine oil from which it is obtained, and to a large extent also on the distillation conditions used in the refining.

En typisk fettsyrablandning, som ingår i tallförolja av nord- amerikanskt ursprung (syratal 138) kan genom gas/våtskekromatografi påvisas ha följande sammansättning: Syror (mindre än 16 kolatomer) 8,5% Palmitinsyra 35,9% Palmitooljesyra 8,5% Syror (med 17 kolatomer) l,H% Stearinsyra l,O% Oljesyra 23,l% Linoljesyra l7,B% Linolensyra (cis-8, trans-ll) O,H% Linolensyra (trans-8, trans-ll) 0,H% Oidentífierade omättade syror 2,9% Eikosansyra O,l% 100 74 Av ovanstående framgår, att om det funnes någon praktisk metod för att separera oförtvålbara beståndsdelar från de syror, som ingår i tallförolja, så skulle en ny källa till värdefulla fett- syror erhållas.A typical fatty acid mixture, which is contained in pine oil of North American origin (acid number 138) can be shown by gas / liquid chromatography to have the following composition: Acids (less than 16 carbon atoms) 8.5% Palmitic acid 35.9% Palmitoic acid 8.5% Acids ( with 17 carbon atoms) 1.0 H% Stearic acid 1.0% Oleic acid 23.1% Linoleic acid 17, B% Linolenic acid (cis-8, trans-II) 0, H% Linolenic acid (trans-8, trans-II) 0, H % Unidentified unsaturated acids 2.9% Eicosanic acid 0.1% 100 74 From the above it appears that if there was any practical method for separating unsaponifiable constituents from the acids contained in pine oil, a new source of valuable fatty acids would obtained.

I den amerikanska patentskriften 4 019 921 har påvisats, att de oförtvålbara beståndsdelarna i tallolja och särskilt de oförtvål- bara beståndsdelar, som ingår i tallförolja, efter det att de har befriats från fettsyror, kan användas såsom utgångsmaterial för framställning av ett syntetiskt papperslim, I den amerikanska patentskriften 3 654 255 beskrivas vidare ett förfarande för isolering och utvinning av oförtvålbara fraktio- ner från rå tallolja eller från talloljefraktioner såsom ett för- beredandesteg vid icke fraktionerande destillationsmetoder för att separera tallharts och tallfettsyror.U.S. Pat. No. 4,019,921 has shown that the unsaponifiable constituents of pine oil and in particular the unsaponifiable constituents contained in pine oil, after being freed from fatty acids, can be used as starting materials for the production of a synthetic paper adhesive. U.S. Pat. No. 3,654,255 further discloses a process for isolating and recovering unsaponifiable fractions from crude pine oil or from tall oil fractions as a preparation step in non-fractional distillation methods for separating pine resin and pine fatty acids.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förbättrat förfarande, varigenom de oförtvålbara beståndsde- larna och fettsyrorna i tallolja kan separeras, och särskilt ett förfarande varigenom de oförtvålbaraïæståndsdelarna och fettsy- rorna, som destillerar tillsammans såsom tallförolja kan separeras- från varandra på ett enkelt och lämpligt sätt. 10 15 20 25 30 35 HO 7900861-1 3 Det har visat sig, att de oförtvâlbara beståndsdelarna kan fullständigt skiljas från fettsyrorna, om fettsyrorna i tallför- oljan först omvandlas till normala eller basiska tvålar av zink eller bly, varvid bly är den mindre föredragna katjonen. Omvand- lingen av fettsyrorna till deras basiska tvålar och särskilt till deras zinktvålar är särskilt lämplig. Det har sålunda befunnits, att dessa tvâlar och blandningar därav har låg smältpunkt och att de i smält tillstånd är lösliga i de oförtvålbara beståndsdelarna, och att dessalösningar har låg viskositet. Dessa egenskaper är sådana, att de möjliggör att de oförtvålbara beståndsdelarna kan avlägsnas från de smälta tvålarna genom vakuumdestillation utan att bland-' ningen behöver upphettas till alltför höga temperaturer för att produkten skall förbli i flytande tillstånd.An object of the present invention is to provide an improved process by which the unsaponifiable constituents and fatty acids in tall oil can be separated, and in particular a process by which the unsaponifiable constituents and fatty acids which distill together as pine oil can be easily separated from one another. and appropriate manner. It has been found that the undigested constituents can be completely separated from the fatty acids if the fatty acids in the pine oil are first converted into normal or basic soaps of zinc or lead, with lead being the less preferred the cation. The conversion of the fatty acids to their basic soaps and especially to their zinc soaps is particularly suitable. It has thus been found that these soaps and mixtures thereof have a low melting point and that in the molten state they are soluble in the unsaponifiable constituents, and that these solutions have a low viscosity. These properties are such that they allow the unsaponifiable constituents to be removed from the molten soaps by vacuum distillation without the mixture having to be heated to too high temperatures for the product to remain in a liquid state.

Det är välkänt, att upphettning av fettsyratvålar normalt resulterar i en intramolekylär kondensation under bildning av ketoner. Det har emellertid även överraskande befunnits, att denna förväntade ketonbildningsreaktion icke inträder under de betingelser, vid vilka de oförtvålbara beståndsdelarna kan avlägsnas från de smälta fettsyratvålarna genom vakuumdestillation från en homogen blandning. Som känt innebär destillation från en heterogen blandning innehållande både flytande och fastafaser avsevärda tekniska svårig- heter, såsom överstänk, stötkokning och belägggning på värmeväxlings- ytor, vilket leder till minskning av värmeöverföringen, överhettning och förkolning av materialet. Sådana heterogena reaktionsblandningar skulle erhållas, om exempelvis blandningar av natrium- eller kalium- tvålar av fettsyrorna i de oförtvålbara beståndsdelarna skulle underkastas destillation. Att det sålunda enligt uppfinningen bildas en homogen blandning av fettsyratvålar i de oförtvålbara bestånds- delarna innebär mycket stora fördelar i det att en efterföljande vakuumdestillation kan genomföras utan ovannämnda störningar.It is well known that heating fatty acid soaps normally results in intramolecular condensation to form ketones. However, it has also surprisingly been found that this expected ketone formation reaction does not occur under the conditions under which the unsaponifiable constituents can be removed from the molten fatty acid soaps by vacuum distillation from a homogeneous mixture. As is known, distillation from a heterogeneous mixture containing both liquid and solid phases entails considerable technical difficulties, such as spraying, shock boiling and coating on heat exchange surfaces, which leads to a reduction in heat transfer, overheating and charring of the material. Such heterogeneous reaction mixtures would be obtained if, for example, mixtures of sodium or potassium soaps of the fatty acids in the unsaponifiable constituents were to be subjected to distillation. The fact that according to the invention a homogeneous mixture of fatty acid soaps is formed in the unsaponifiable constituents means very great advantages in that a subsequent vacuum distillation can be carried out without the above-mentioned disturbances.

Om man önskar utvinna fettsyrorna såväl som de oförtvålbara beståndsdelarna, kan zink- eller blytvålarna, som erhålles såsom en -rest efter avlägsnande av destillation, sedan sönderdelas genom tillsättning av oorganisk syra, såsom klorvätesyra, svavelsyra eller salpetersyra, för frigörande av fettsyrorna under bildning av lämpliga salter av zink eller bly.If it is desired to recover the fatty acids as well as the unsaponifiable constituents, the zinc or lead soaps obtained as a residue after removal of distillation can then be decomposed by adding inorganic acid, such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, to liberate the fatty acids. suitable salts of zinc or lead.

Dessa salter i vattenlösning kan återföras till förfarandet som sådana eller i form av deras oxider, hydroxider, basiska karbonat eller kar- bonat, och de frigjorda fettsyrorna kan utvinnas och eventuellt renas genom vakuumdestillation. 10 15 20 25 30 35 7900861 -1 Ä Med föreliggande uppfinning åstadkommes sålunda ett förfaran- de för separation av fettsyror från oförtvålbara beståndsdelar i tall- olja, och särskilt i tallförolja, till bildning av fettsyror med låg halt av oförtvålbart material och till oförtvålbara beståndsdelar med ett syratal av noll, vilket förfarande i huvudsak utmärker sig genom att man: _ å (a) behandlar en blandning av fettsyror och oförtvålbara material, som ingår i en tallförolja, med en källa för metalljoner be- stående av zink eller bly i ett molförhållande av fettsyror till metall av från l:l till 2:1 och vid en temperatur upp till 16000 för erhållande av en homogen lösning av metall- tvâlar i de oförtvålbara beståndsdelarna, (b) avlägsnar de oförtvålbara beståndsdelarna genom vakuumdestil- lation av den homogena lösningen vid en temperatur under 25000, och eventuellt behandlar kvarvarande metalltvålar i vattenhaltigt medium med ett litet överskott av en syra, som är starkare än fett- (c) syrorna, vid en temperatur vid vilken de frigjorda fettsy- rorna kan avskiljas från vattenfasen såsom ett oljeartat skikt, och att man eventuellt renar fettsyrorna genom vakuum- destillation.These salts in aqueous solution can be returned to the process as such or in the form of their oxides, hydroxides, basic carbonate or carbonate, and the liberated fatty acids can be recovered and optionally purified by vacuum distillation. Thus, the present invention provides a process for separating fatty acids from unsaponifiable constituents in pine oil, and in particular in pine oil, to form fatty acids with a low content of unsaponifiable material and into unsaponifiable constituents. with an acid number of zero, which process is mainly characterized by: (a) treating a mixture of fatty acids and unsaponifiable materials, contained in a pine oil, with a source of metal ions consisting of zinc or lead in a molar ratio of fatty acids to metal of from 1: 1 to 2: 1 and at a temperature up to 16000 to obtain a homogeneous solution of metal soaps in the unsaponifiable constituents, (b) removes the unsaponifiable constituents by vacuum distillation of the homogeneous the solution at a temperature below 25,000, and optionally treating residual metal soaps in aqueous medium with a slight excess of an acid stronger than fatty- (c) the acids, at a temperature at which the liberated fatty acids can be separated from the aqueous phase as an oily layer, and that the fatty acids may be purified by vacuum distillation.

Det föredragna utgångsmaterialet för separatíonsförfarandet enligt uppfinningen är den begynnelsefraktíon eller de fördroppar, som erhålles, då rå tallolja, som ofta innehåller 5-l0 vikt-%, men som kan innehålla intill 25 vikt-% oförtvålbara beståndsdelar, destil- leras under förminskat tryck. Denna fraktion innehåller de oförtvål- bara beståndsdelarna blandade med fettsyror. Blandningen innehåller normalt 30-70% av var och en av dessa två typer av beståndsdelar.The preferred starting material for the separation process of the invention is the initial fraction or droplets obtained when crude tall oil, which often contains 5 to 10% by weight, but which may contain up to 25% by weight of unsaponifiable constituents, is distilled under reduced pressure. This fraction contains the unsaponifiable constituents mixed with fatty acids. The mixture normally contains 30-70% of each of these two types of ingredients.

Det första steget vid förfarandet enligt uppfinningen är om- vandlingen av fettsyrorna i tallföroljan till motsvarande zink- eller blytvålar i närvaro av de oförtvålbara beståndsdelarna. Denna tvål/ saltbildning kan åstadkommas på två sätt. Det första sättet innebär att man upphettar tallföroljan med en oxid, hydroxid, basiskt karbo- nat, ett karbonat eller ett acetat av en av de angivna metallerna till en temperatur mellan 1000 och l60°C. Vatten, vatten och koldi- oxid eller ättiksyra avgår. Det har visat sig, att det sedan bildas en homogen lösning av tvålar i de oförtvålbara 10 15 20 25 30 35 H0 7900861-1 5 beståndsdelarna, och att denna lösning har en låg viskositet. Det- _ ta är särskilt fallet, då basiska tvålar bildas, och särskilt då zinktvålar bildas i det första steget av förfarandetenligt uppfin- ningen.The first step in the process according to the invention is the conversion of the fatty acids in the pine oil to the corresponding zinc or lead soaps in the presence of the unsaponifiable constituents. This soap / salt formation can be accomplished in two ways. The first method involves heating the pine oil with an oxide, hydroxide, basic carbonate, a carbonate or an acetate of one of the specified metals to a temperature between 1000 and 160 ° C. Water, water and carbon dioxide or acetic acid are released. It has been found that a homogeneous solution of soaps is then formed in the unsaponifiable constituents, and that this solution has a low viscosity. This is especially the case when basic soaps are formed, and especially when zinc soaps are formed in the first step of the process according to the invention.

Alternativt kan tallföroljan neutraliseras i ett vattenhal- tigt system med den stökiometriska mängden av ett alkali, såsom natriumhydroxid, kaliumhydroxid eller ammoniak. Motsvarande kar- bonater kan även användas. Vid tillsättning av ett vattenlösligt salt av zink eller bly eller en blandning av sådana salter sker en dubbel omsättning. Lämpliga salter för detta ändamål är kloriden, sulfatet, nitratet och/eller acetatet i den mån dessa är tillräck- ligt vattenlösliga; Denna dubbla omsättning resulterar i bild- ning av metalltvålar. Ehuru dessa är olösliga i vatten löser de sig lätt i de oförtvålbara beståndsdelarna, eventuellt efter svag upphettning. Den så erhållna blandningen Separaßuf till två dis- tinkta faser, varvid den övre fasen består av metalltvålarna lösta i de oljeartade oförtvålbara beståndsdelarna, och den undre, vat- tenhaltiga fasen innehåller de lättlösliga salterna, såsom natrium- klorid, natriumsulfat, kaliumacetat.etc. Detta undre skikt till- varatages för ev.andra ändamål eller går till avfall.Alternatively, the pine oil can be neutralized in an aqueous system with the stoichiometric amount of an alkali, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonia. Corresponding carbonates can also be used. When a water-soluble salt of zinc or lead or a mixture of such salts is added, a double reaction takes place. Suitable salts for this purpose are the chloride, sulphate, nitrate and / or acetate to the extent that these are sufficiently water-soluble; This double turnover results in the formation of metal soaps. Although these are insoluble in water, they dissolve easily in the unsaponifiable constituents, possibly after slight heating. The Separaßuf mixture thus obtained into two distinct phases, the upper phase consisting of the metal soaps dissolved in the oily unsaponifiable constituents, and the lower aqueous phase containing the readily soluble salts such as sodium chloride, sodium sulfate, potassium acetate, etc. This lower layer is utilized for other purposes or goes to waste.

Vid bägge av dessa förfaranden kan zink- eller blykatjonen an- tingen tillsättas i ett molärt förhållande fettsyra till metall av 2:1 för bildning av normala tvålar eller i ett förhållande av 1:1 för bildning av basiska tvålar. Förhâllandena däremellan kan natur- ligtvis även användas för bildning av blandningar av normala och basiska tvålar. I praktiken föredrar man att framställa de basis- ka tvålarna, eftersom det har visat sig, att dessa tvålar, sär- skilt de basiska zinktvålarna av fettsyrorna i tallförolja, har en ännu lägre smältpunkt än de normala tvålarna, varigenom helaför- farandet och särskilt destillationssteget och tvålsönderdelnings- steget i vattenhaltígt medium kan utföras vid låga temperaturer under det att produkten fortfarande befinner sig i flytande till- stånd.Exempelvis har det visat sig, att de basiska zinktvålarna, som bildas av lika molära andelar zinkoxid och fettsyrabestånds- delar i tallföroljan, har en smältpunkt av 4500. Denna tvål be- fanns även vara löslig i toluen, vilket innebär att basiska tvålar bildats och att materialet icke är någon blandning av de normala tvålarna och överskott av zinkoxid.In both of these processes, the zinc or lead cation can either be added in a molar ratio of fatty acid to metal of 2: 1 to form normal soaps or in a ratio of 1: 1 to form basic soaps. The ratios between them can of course also be used to form mixtures of normal and basic soaps. In practice, it is preferred to produce the basic soaps, since it has been found that these soaps, especially the basic zinc soaps of the fatty acids in pine oil, have an even lower melting point than the normal soaps, whereby the whole process and especially the distillation step and the soap decomposition step in aqueous medium can be carried out at low temperatures while the product is still in a liquid state. For example, it has been found that the basic zinc soaps, which are formed by equal molar proportions of zinc oxide and fatty acid constituents in the pine oil, has a melting point of 4500. This soap was also found to be soluble in toluene, which means that basic soaps are formed and that the material is not a mixture of the normal soaps and excess zinc oxide.

Det andra steget vid förfarandet enligt uppfinningen är sepa- rationen av de oförtvålbara beståndsdelarna från de lösta metall- 10 15 20 25 30 wo 7900861-1 6 tvålarna genom vakuumdestillation. För detta steg upphettas lösningen av tvålar i de oförtvålbara beståndsdelarna, som erhållits på ovan beskrivna sätt, under vakuum (genom att man gradvis ökar temperatu- ren och sänker'trycket). Det visar sig då, att de oförtvålbara be- ståndsdelarna avdestillerar från de icke flyktiga tvålarna, och den- na destillation kan lätt genomföras vid en temperatur hos destilla- tionsresten som icke överstiger 250°C. På detta sätt visar det sig, att någon sönderdelning av tvålarna genom ketonbildning i huvudsak undvikes. Ett vakuum av 20-l mm Hg är normalt tillräckligt. Pâ detta sätt kan upp till 99% av de oförtvålbara beståndsdelarna avlägs- nas från tvålarna, under det att dessa förblir i flytande tillstånd och utan att någon väsentlig ketonbildning av tvålen sker.The second step in the process according to the invention is the separation of the unsaponifiable constituents from the dissolved metal soaps by vacuum distillation. For this step, the solution of soaps in the unsaponifiable constituents obtained in the manner described above is heated under vacuum (by gradually increasing the temperature and lowering the pressure). It then turns out that the unsaponifiable constituents distill from the non-volatile soaps, and this distillation can be easily carried out at a temperature of the distillation residue not exceeding 250 ° C. In this way it turns out that some decomposition of the soaps by ketone formation is substantially avoided. A vacuum of 20-1 mm Hg is normally sufficient. In this way, up to 99% of the unsaponifiable constituents can be removed from the soaps, while they remain in a liquid state and without any significant ketone formation of the soap.

Ehuru detta icke-är väsentligt kanfärsk ångainblåsas i des- tillationskärlet för underlättande av fullständigt avlägsnande av de oförtvålbara beståndsdelarna från tvålarna och för undertryckande av nedbrytning och polymerisationsbíreaktioner. På detta sätt er- hålles ett gult till bärnstensfärgat destillat, som består av de oförtvålbara beståndsdelarna med ett kokpunktsintervall av 60-l60°C vid l mm Hg. Denna produkt lämpar sig för ytterligare behandling, t.ex. för framställning av papperslim, såsom beskrivas i den ameri- kanska patentskriften 4 019 921.Although non-essential, fresh vapor can be blown into the distillation vessel to facilitate complete removal of the unsaponifiable constituents from the soaps and to suppress degradation and polymerization side reactions. In this way a yellow to amber distillate is obtained, which consists of the unsaponifiable constituents with a boiling point range of 60-160 ° C at 1 mm Hg. This product is suitable for further treatment, e.g. for the manufacture of paper adhesives, as described in U.S. Patent 4,019,921.

Tvålarna, vilka kvarstår såsom destillationsrest, erhålles i form av en smälta med låg smältpunkt, som lätt kan handhas i flyw tande form vid temperarurer under lOO°C och i fallet basiska zink- tvålar vid en temperatur så låg som H5-5000.The soaps, which remain as distillation residue, are obtained in the form of a melt with a low melting point, which can be easily handled in liquid form at temperatures below 100 ° C and in the case basic zinc soaps at a temperature as low as H5-5000.

Enligt ett föredraget kännetecken på uppfinningen kan dessa metalltvålar därefter sönderdelas under bildning av en blandning av fettsyror, som i huvudsak är fri från oförtvålbara bestånds- delar, och som eventuellt kan renas ytterligare genom vakuumdestil- lation.According to a preferred feature of the invention, these metal soaps can then be decomposed to form a mixture of fatty acids which are substantially free of unsaponifiable constituents and which may optionally be further purified by vacuum distillation.

Sålunda omfattar förfarandet.enligt uppfinningen lämpligen även' ett tredje steg, i vilket de tvålar som erhållits såsom en destil- lationsrest från vakuumdestillationen sönderdelas med en syra, som är starkare än fettsyrorna. Normalt genomföras detta tredje steg vid temperaturer mellan70 0fl199°CJfi.detta sätt sönderdelas metalltvålarna under frigörande av motsvarande fettsyror, och metallsalter bildas, som kvarstår lösta eller suspenderade i vatten- fasen. Fettsyrorna separerar från vattenfasen såsom ett övre olje- artat skikt, sedan sönderdelningen av tvålarna fullbordats. Dettao 10 15 20 25 30 35 7900861 -1 7 skikt kan lätt avskiljas genom dekantering och kan slutligen tvät- 'tas med en liten mängd vatten.Thus, the process according to the invention suitably also comprises a third step, in which the soaps obtained as a distillation residue from the vacuum distillation are decomposed with an acid which is stronger than the fatty acids. Normally this third step is carried out at temperatures between 70 ° C and 19 ° C, this way the metal soaps decompose with the release of the corresponding fatty acids, and metal salts are formed, which remain dissolved or suspended in the aqueous phase. The fatty acids separate from the aqueous phase as an upper oily layer, after the decomposition of the soaps is completed. This layer can be easily separated by decantation and can finally be washed with a small amount of water.

De så erhållna fettsyrorna år förorenade av ca 1% oförtvålbart material och är tillräckligt rena för de flesta tekniska ändamål.The fatty acids thus obtained are contaminated with about 1% unsaponifiable material and are sufficiently pure for most technical purposes.

Eventuellt kan man emellertid ytterligare rena fettsyrablandningen genom destillation eller fraktionerad destillation för erhållande av en praktiskt taget färglös blandning av fettsyror eller valda fraktioner därav, t.ex. en fraktion av syror med 16 kolatomer, som till övervägande delen består av palmitinsyra.Optionally, however, the fatty acid mixture may be further purified by distillation or fractional distillation to obtain a substantially colorless mixture of fatty acids or selected fractions thereof, e.g. a fraction of acids with 16 carbon atoms, which consists predominantly of palmitic acid.

Vattenskiktet som erhålles vid detta uppdelningssteg vid den föredragna utföringsformen av uppfinningen innehåller lösta eller suspenderade metallsalter. Eventuellt kan detta vattenhaltiga skikt återföras till det första steget i förfarandet, dvs. metalltvål- bildningssteget, som beskrives ovan. Detta kan ske utan någon yt- terligare behandling av det vattenhaltiga skiktet{ Alternativt kan motsvarande karbonater, som är olösliga i vatten, utfällas från det vattenhaltiga skiktet genom tillsättning av alkalimetallhydroxider, -karbonater eller ammoniak. Dessa metalliska oxíder, hydroxider, karbonater eller basiska karbonater kan sedan utvínnas genom filt- rering och användas utan ytterligare rening eller fullständig torkning vid det första tvålbildningssteget.The aqueous layer obtained in this partitioning step in the preferred embodiment of the invention contains dissolved or suspended metal salts. Optionally, this aqueous layer can be returned to the first step of the process, i.e. the metal soap formation step described above. This can be done without any further treatment of the aqueous layer {Alternatively, the corresponding carbonates, which are insoluble in water, can be precipitated from the aqueous layer by adding alkali metal hydroxides, carbonates or ammonia. These metallic oxides, hydroxides, carbonates or basic carbonates can then be recovered by filtration and used without further purification or complete drying in the first soap formation step.

Vart och ett av stegen vid förfarandet enligt uppfinningen kan genomföras antingen satsvis eller kontinuerligt.Each of the steps of the process according to the invention can be carried out either batchwise or continuously.

Följande exempel avser att illustrera uppfinningen utan att därför begränsa densamma.The following examples are intended to illustrate the invention without, therefore, limiting it.

Exempel 1. En tallförolja (200 g; syratal 100; innehållande 46,7% fettsyror, 53% oförtvålbart material och 0,3% vatten) upphet- tades till ca 8000 och zinkoxid (1U,6 g) tillsattes gradvis under omrörning. Sedan all zinkoxid hade tflflsatts upphettades blandning- en gradvis till 16000 under fortsatt omrörning. Neutralisations- vatten avlågsnades och detta förfarande fullbordades genom att man långsamt pålade ett vakuum, som slutligen uppgick till 25 mm Hg.Example 1. A pine oil (200 g; acid number 100; containing 46.7% fatty acids, 53% unsaponifiable matter and 0.3% water) was heated to about 8000 and zinc oxide (1U, 6 g) was gradually added with stirring. After all the zinc oxide had been added, the mixture was gradually heated to 16,000 with continued stirring. Neutralization water was removed and this process was completed by slowly applying a vacuum, which finally amounted to 25 mm Hg.

Vid detta stadium var produkten en homogen lösning med låg visko- sitet.At this stage, the product was a homogeneous solution with low viscosity.

Vakuumet minskades nu gradvis till 1 mm Hg, varpå destilla- tion av det oförtvålbara materialet inträdde. Temperaturen mätt i den flytande fasen i destillationskolven höjdes till 225°C. Efter 15 minuter vid denna temperatur upphörde destillationen och destil- lationen ansågs vara fullbordad. 10 15 -20 25 30 35 _79ooae1-1 8 Destillatet av oförtvålbara beståndsdelar vägde 103 g.The vacuum was now gradually reduced to 1 mm Hg, after which distillation of the unsaponifiable material occurred. The temperature measured in the liquid phase of the distillation flask was raised to 225 ° C. After 15 minutes at this temperature, the distillation ceased and the distillation was considered complete. 10 15 -20 25 30 35 _79ooae1-1 8 The distillate of unsaponifiable constituents weighed 103 g.

Kolven innehållande zínktvålarna kyldes sedan till 95°C, och de fortfarande smälta zinktvålarna infördes under kraftig omrörning i en lösning av koncentrerad svavelsyra (17,5 g) i vatten (300 ml), under det att temperaturen hos den vattenhaltiga blandningen hölls vid'90-9500. Sedan sönderdelningen av zinktvålarna fullbordats, uppnåddes ett pH av ca Ä i vattenfasen. Vid förvaring bildades ett övre oljeartat skikt av fettsyror. Den undre, vattenhaltiga fasen, som innehöll zinksulfat (30,7 g beräknat såsom ZnSOu) av- skildes, och fettsyrorna tvättades med varmt vatten (20 ml).The flask containing the zinc soaps was then cooled to 95 ° C, and the still molten zinc soaps were introduced with vigorous stirring into a solution of concentrated sulfuric acid (17.5 g) in water (300 ml), while maintaining the temperature of the aqueous mixture at 90 ° C. -9500. After the decomposition of the zinc soaps was completed, a pH of about Ä was reached in the aqueous phase. Upon storage, an upper oily layer of fatty acids formed. The lower aqueous phase containing zinc sulphate (30.7 g calculated as ZnSOu) was separated and the fatty acids were washed with hot water (20 ml).

Tvättvattnet blandades med zinksulfatlösningen.The wash water was mixed with the zinc sulfate solution.

Fettsyrorna torkades och destillerades i vakuum, varvid de destillerade syrorna hade ett kokpunktsintervall av 1Ä0-16000 vid 0,5 mm Hg. Dessa syror hade en svagt halmgul färg i smält till- stånd och kristalliserade vid rumstemperatur till en gräddliknande vit massa. Man erhöll 91 g fettsyror med ett syratal av 213, inne- hållande 1,1% oförtvålbart material.The fatty acids were dried and distilled in vacuo, the distilled acids having a boiling point range of 10-16-16 at 0.5 mm Hg. These acids had a faint straw yellow color in the molten state and crystallized at room temperature to a creamy white mass. 91 g of fatty acids with an acid number of 213 were obtained, containing 1.1% of unsaponifiable matter.

Före sönderdelningen hade zinktvälarna en smältpunkt av 8500 och innehöll 11% zink (uttryckt såsom zinkmetall).Prior to decomposition, the zinc wells had a melting point of 8500 and contained 11% zinc (expressed as zinc metal).

Den vattenhaltiga zinksulfatlösningen, som hade avskilts från fettsyrorna, behandlades med natriumkarbonat (19 g). Ett hydrati- serat zinkkarbonat utföll, som lätt kunde avfiltreras och tvättas.The aqueous zinc sulphate solution, which had been separated from the fatty acids, was treated with sodium carbonate (19 g). A hydrated zinc carbonate precipitated, which could be easily filtered off and washed.

Det visade sig vara onödigt att torka denna karbonatblandning före förnyad användning av zinkföreningarna i det första steget av för- farandet, eftersom vattnet däri avlägsnades tillsammans med neut- ralisationsvattnet,som bildades under förtvålníngen.It proved unnecessary to dry this carbonate mixture before re-using the zinc compounds in the first step of the process, since the water therein was removed together with the neutralizing water formed during the saponification.

Exempel 2. Förfarandet enligt exempel 1 upprepades men under användning av zinkoxid (29,2 g), så att basiska zinktvâlar bilda- des istället för normala tvålar i exempel 1. Destillationen av de oförtvålbara beståndsdelarna från de basiska zinktvålarna genom- fördes vid en temperatur av 16000, som fick stiga till 22000 under användning av ett vakuum av 20 mm Hg hela tiden men genomledning av en ström av vattenånga genom destillationsblandningen. De oförtvålbara beståndsdelarna kondenserades i en upphettad konden- sor, under det att vattenångorna leddes till en andra, kyld kon- densor. Utbytet av oförtvålbara beståndsdelar blev detsamma som i exempel 1 och de hade ett syratal av 0,2.Example 2. The procedure of Example 1 was repeated but using zinc oxide (29.2 g) to form basic zinc soaps instead of normal soaps in Example 1. The distillation of the unsaponifiable constituents from the basic zinc soaps was carried out at a temperature of 16,000, which was allowed to rise to 22,000 using a vacuum of 20 mm Hg all the time but passing a stream of water vapor through the distillation mixture. The unsaponifiable constituents were condensed in a heated condenser, while the water vapor was led to a second, cooled condenser. The yield of unsaponifiable constituents was the same as in Example 1 and they had an acid number of 0.2.

De efter destillationen återstående basiska zinktvålarna ha- de en smältpunkt av USOC och innehöll 19% zink (uttryckt som 10 15 20 25 30 35 H0 7900851 '-1 9 zinkmetall). Detta stämmer väl med den förväntade zinkhalten i de basiska tvålarna.The basic zinc soaps remaining after the distillation had a melting point of USOC and contained 19% zinc (expressed as zinc metal). This agrees well with the expected zinc content of the alkaline soaps.

De basiska tvålarna värmdes till ca 75°C och hälldes i vatten (300 ml), som upphettades till 90°C. Blandningen av smälta tvålar och vatten omrördes kraftigt under det att erforderlig mängd svavelsyra (70å 50-vikt-% svavelsyra)gradvis tillsattes. Temperaturen hos den omrörda reaktionsblandningen hölls vid 80-90°C, tills spjälkningen 'var fullbordad. pH~värdet hos vattenlösningen befanns då vara H.The basic soaps were heated to about 75 ° C and poured into water (300 ml), which was heated to 90 ° C. The mixture of molten soaps and water was stirred vigorously while gradually adding the required amount of sulfuric acid (70 to 50% by weight sulfuric acid). The temperature of the stirred reaction mixture was maintained at 80-90 ° C until digestion was complete. The pH of the aqueous solution was then found to be H.

Både den oljeartade fettsyrabasen och den vattenhaltiga fasen upparbetades såsom i exempel l. Man erhöll en blandning av fettsy- ror (92 g) med ett syratal av 2lH och en halt av oförtvålbart av 0,9%- de Exempel 3. En tallförolja (291 g med ett syratal av 138) från en nordamerikansk källa omrördes och upphettades efter tillsats av vatten (1000 ml) till 85°C. Natriumhydroxid (28,7 g) löst i vatten (200 ml) tillsattes gradvis till omslagspunkten för fenolftalein. En grumlig tvålemulsíon erhölls. Under fortsatt omrörning och upp- hettning till 8500 tillsattes gradvis en zinksulfatlösning ekviva- lent i volym och koncentration med den som erhölls i exempel 2.Both the oily fatty acid base and the aqueous phase were worked up as in Example 1. A mixture of fatty acids (92 g) with an acid number of 2lH and a content of unsaponifiable of 0.9% was obtained - de Example 3. A pine oil (291 g with an acid number of 138) from a North American source was stirred and heated after adding water (1000 ml) to 85 ° C. Sodium hydroxide (28.7 g) dissolved in water (200 ml) was gradually added to the turning point of phenolphthalein. A cloudy soap emulsion was obtained. With continued stirring and heating to 8500, a zinc sulfate solution equivalent in volume and concentration to that obtained in Example 2 was gradually added.

Sedan tillsättningen fullbordats bildades snabbt_två faser. Den övre fasen innehöll en lösning av de normala zinktvålarna i de oförtvålbara beståndsdelarna. Det undre vattenhaltiga skiktet in- nehöll natriumsulfat. Efter förvaring l/2 timme avskildes den undre vattenfasen och bortkastades. Det övre skiktet av zinktvål och oförtvålbart material överfördes till en destillationskolv och upphettades gradvis i vakuum för avlägsnande av en mindre mängd vatten innesluten i oljefasen. Sedan denna torkning fullbordats avlägsnades de oförtvålbara beståndsdelarna från zinktvålarna på samma sätt som beskrivas i exempel 1.After the addition was complete, two phases were formed rapidly. The upper phase contained a solution of the normal zinc soaps in the unsaponifiable constituents. The lower aqueous layer contained sodium sulfate. After storage for 1/2 hour, the lower aqueous phase was separated and discarded. The top layer of zinc soap and unsaponifiable matter was transferred to a distillation flask and gradually heated in vacuo to remove a small amount of water entrapped in the oil phase. After this drying was completed, the unsaponifiable constituents were removed from the zinc soaps in the same manner as described in Example 1.

Man erhöll en fraktion av oförtvålbart material med ett utby- te av 100 g och ett kokpunktsintervall efter omdestillation av 60-16000 vid l mm Hg. Man erhöll även ett utbyte av 181 g av en blandning av fettsyror, som efter omdestillation hade ett syratal av 215.A fraction of unsaponifiable matter was obtained with a yield of 100 g and a boiling point range after redistillation of 60-16000 at 1 mm Hg. There was also obtained a yield of 181 g of a mixture of fatty acids which, after redistillation, had an acid number of 215.

Exempel 4. Till en tallförolja (200 g, syratal 158) av nord- amerikanskt ursprung, upphettad i en kolv till 7500, sattes gradvis blymonoxid (55 g) under omrörning. Bildningen av normal blytvål genomfördes genom upphettning av blandningen under omrörning till 16000, och slutligen avlägsnades de sista spåren av vatten genom ett vakuum gradvis ned till 25 mm Hg. 7990861-1 10 Avlägsnandet av de -oförtvålbara beståndsdelarna genom destil- lation från blytvålarna genomfördes såsom beskrives i exempel 1.Example 4. To a pine oil (200 g, acid number 158) of North American origin, heated in a flask to 7500, lead monoxide (55 g) was gradually added with stirring. The formation of normal lead soap was carried out by heating the mixture with stirring to 16,000, and finally the last traces of water were removed by a vacuum gradually down to 25 mm Hg. The removal of the unsaponifiable constituents by distillation from the lead soaps was carried out as described in Example 1.

Till slut kvarstod i kolven blytválar, som upparbetades på samma sätt som zinktvålarna i exempel 1 men med den skillnaden, att spjälk- ningen i detta fall genomfördes med salpetersyra, beredd genom ut- spädning av koncentrerad salpetersyra (69%-ig, 45 g) med en lika stor viktmängd vatten.In the end, lead soap remained in the flask, which was worked up in the same way as the zinc soaps in Example 1, but with the difference that the cleavage in this case was carried out with nitric acid, prepared by diluting concentrated nitric acid (69%, 45 g). with an equal amount of water by weight.

Både fettsyrorna och de oförtvålbara beståndsdelarna utvanns såsom beskrives i tidigare exempel och erhölls i samma kvalitet * och med samma utbyten som beskríves där.Both the fatty acids and the unsaponifiable constituents were recovered as described in previous examples and obtained in the same quality * and with the same yields as described therein.

Den blynitratlösníng, som erhölls efter spjälkningen av bly- tvålarna, kan återföras såsom beskrives för zinksulfatlösningarna Ii exemplen 2 och 3. Jøfi__fl _ m_wThe lead nitrate solution obtained after the cleavage of the lead soaps can be recycled as described for the zinc sulphate solutions in Examples 2 and 3.

Claims (4)

7900861-1 ll P A T E N T K R A V7900861-1 ll P A T E N T K R A V 1. Förfarande för separation av fettsyror från oförtvålbara beståndsdelar i tallolja, k ä n n e t e c k n a t a v att man (a) behandlar en blandning av fettsyror och oförtvålbara mate- rial, som ingår i en tallförolja, med en källa för metallkatjo- ner bestående av zink eller bly i ett molförhållande av fett- syror till metall av från 1:1 till 2:1 och vid en temperatur upp till l60°C för erhållande av en homogen lösning av me- talltvålar i de oförtvålbara beståndsdelarna, (b) avlägsnar de oförtvålbara beståndsdelarna genom vakuumdestil- lation av den homogena lösningen vid en temperatur under 250°C, och eventuellt (c) behandlar kvarvarande metalltvålar i vattenhaltigt medium med ett litet överskott av en syra, som är starkare än fett- syrorna, vid en temperatur vid vilken de frigjorda fettsyror- na kan avskiljas från vattenfasen såsom ett oljeartat skikt, och att man eventuellt renar fettsyrorna genom vakuumdestil- lation.Process for the separation of fatty acids from unsaponifiable constituents of pine oil, characterized in that (a) a mixture of fatty acids and unsaponifiable materials contained in a pine oil is treated with a source of metal cations consisting of zinc or lead in a molar ratio of fatty acids to metal of from 1: 1 to 2: 1 and at a temperature up to 160 ° C to obtain a homogeneous solution of metal soaps in the unsaponifiable constituents, (b) removes the unsaponifiable constituents by vacuum distillation of the homogeneous solution at a temperature below 250 ° C, and optionally (c) treating residual metal soaps in aqueous medium with a slight excess of an acid stronger than the fatty acids at a temperature at which the liberated fatty acids - they can be separated from the aqueous phase as an oily layer, and that the fatty acids may be purified by vacuum distillation. 2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att metallkatjonerna i steget (a) tillföres i en ekvimolekylär mängd i förhållande till närvarande fettsyror, varigenom basiska metalltvålar bildas.Process according to Claim 1, characterized in that the metal cations in step (a) are supplied in an equimolar molecular amount relative to the fatty acids present, whereby basic metal soaps are formed. 3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att steget (b) genomföres i ett vakuum av från 25 till 1 mm Hg.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that step (b) is carried out in a vacuum of from 25 to 1 mm Hg. 4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a t a v att det vattenhaltiga skikt, som bildas i steget (c) användes på nytt i ett ytterligare steg (a). 7900861 -1 S A M M A N D R A G De oförtvålbara beståndsdelarna och fettsyrorna i tallolja separeras medelst ett förfarande, vid vilket fettsyrorna omvand- las till tvålar med låg smältpunkt, som är lösliga i de oförtvål- bara beståndsdelarna, och de oförtvålbara beståndsdelarna avdes~ tilleras sedan från ett homogent medium. Därefter kan fettsyrorna utvinnas genom spjälkning av fettsyratvålarna samt ev. renas genom fraktionering under vakuum.A method according to any one of claims 1-3, characterized in that the aqueous layer formed in step (c) is reused in a further step (a). SUMMARY The unsaponifiable constituents and fatty acids in tall oil are separated by a process in which the fatty acids are converted into low melting point soaps, which are soluble in the unsaponifiable constituents, and the unsaponifiable constituents are then removed from the medium. . Thereafter, the fatty acids can be extracted by cleavage of the fatty acid soaps and possibly purified by fractionation in vacuo.
SE7900861A 1979-01-31 1979-01-31 Process for the separation of fatty acids from non- saponifiable components of tall oil SE415888B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7900861A SE415888B (en) 1979-01-31 1979-01-31 Process for the separation of fatty acids from non- saponifiable components of tall oil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7900861A SE415888B (en) 1979-01-31 1979-01-31 Process for the separation of fatty acids from non- saponifiable components of tall oil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7900861L SE7900861L (en) 1980-08-01
SE415888B true SE415888B (en) 1980-11-10

Family

ID=20337164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7900861A SE415888B (en) 1979-01-31 1979-01-31 Process for the separation of fatty acids from non- saponifiable components of tall oil

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE415888B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE7900861L (en) 1980-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6399802B2 (en) Method for soapstock acidulation
US4151160A (en) Process for the separation of unsaponifiable constituents from tall oil fatty acids
US2296952A (en) Chemical treatment of black liquor and tall oil
US2704764A (en) Treatment of fatty material
DE69927593T2 (en) METHOD FOR SEPARATING HYDROXYMETHYLTHIOBUTYLIC ACID
GB2063264A (en) Treatment of waste stream from adipic acid manufacture
SE415888B (en) Process for the separation of fatty acids from non- saponifiable components of tall oil
SE429543B (en) SET FOR PURIFICATION OF WATER-MADE PHOSPHORIC ACID
US4442303A (en) Recovery of water miscible organic acids from aqueous solution as alkyl esters
IE47699B1 (en) Separation of sulphonated paraffins from the medium in which they are prepared
US2729655A (en) Production of sterols
US4316775A (en) Treatment of waste stream from adipic acid production
US2918487A (en) Process for producing dibasic acids
US2595516A (en) Process for recovery of tar acids and bases from hydrocarbon oils
US3931258A (en) Recovery of sugar cane wax
US2731495A (en) Production of sebacic acid
US2487000A (en) Process of separating the constituents of tall oil and similar mixtures
US1940146A (en) Process of purifying phenolphthalein
US2425226A (en) Process of obtaining thiodiglycolic acid
Koebner Separation of tall oil head fraction into fatty acids and unsaponifiables
DE965230C (en) Process for the recovery of catalysts and by-products from the mother liquors of the production of adipic acid
FI62852C (en) FOERFARANDE FOER RENING AV AVFALLSLOESNINGSMEDEL
EP0274887A1 (en) Process for the recovery of succinic acid from its mixtures with other carboxylic acids
US3708513A (en) Method of synthesizing fatty acids
US2800507A (en) Production of pimelic acid