SE441263B

SE441263B - PROCEDURE FOR CLEANING OF ORGANIC SOCIETIES

Info

Publication number: SE441263B
Application number: SE8102044A
Authority: SE
Inventors: P Copple; R Lofthouse
Original assignee: Union Camp Chemicals Uk
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1985-09-23
Also published as: FI810846L; NO155238B; SE8102044L; FI66195B; GB2072656B; GB2072656A; NO155238C; FI66195C; NO811084L

Description

81020l+lr~8 I motsats till'vad som är etablerad praxis har det alltsa observe- rats att behandlingen med en borhydrid kan genomföras vid ett surt pH- värde. Såsom framgår av det ovanstående innebär detta väsentliga fördelar. 81020l + lr ~ 8 In contrast to what is established practice, it has thus been observed that the treatment with a borohydride can be carried out at an acidic pH value. As can be seen from the above, this has significant advantages.

Vid rening av en karboxylsyra kan borhydriden tillsättas till syran i frånvaro av vatten, och den resulterande blandningen kan destilleras för att direkt skapa den renade slutprodukten.Upon purification of a carboxylic acid, the borohydride can be added to the acid in the absence of water, and the resulting mixture can be distilled to directly create the purified final product.

Lämpligen utgörs borhydriden av natriumborhydrid.Suitably the borohydride is sodium borohydride.

Den sammansättning som ska renas kan exempelvis vara fettsyror (var- med avses mättade eller omättade karboxylsyror). Lämpligen utgörs fett- syrorna av alefatiska syror med mellan 8 och 24 kolatomer eller hellre mellan l4 och 20 kolatomer eller helst mellan l6 och l8 kolatomer. En speciellt föredragen syra utgörs av en alifatisk karboxylsyra med l8 kol- atomer.The composition to be purified may be, for example, fatty acids (by which is meant saturated or unsaturated carboxylic acids). Suitably the fatty acids consist of alefatic acids having between 8 and 24 carbon atoms or more preferably between 14 and 20 carbon atoms or preferably between 16 and 18 carbon atoms. An especially preferred acid is an aliphatic carboxylic acid having 18 carbon atoms.

Såsom ett ytterligare exempel kan nämnas att en sammansättning känd under beteckningen tallolja erhålls som en biprodukt vid massakokning av trä för pappersframställning. Tallolja innehåller en blandning av fett- syror, vilka syror till den största delen är omättade karboíylsyror med ett antal kolatomer, som ligger mellan l4 och 24 och huvudsakligen mellan l6 och 18, och där en betydande del utgörs av en eller flera syror med l8 kolatomer.As a further example, it may be mentioned that a composition known as tall oil is obtained as a by-product in pulping wood for papermaking. Tall oil contains a mixture of fatty acids, which acids are for the most part unsaturated carboxylic acids with a number of carbon atoms, which lies between 14 and 24 and mainly between 16 and 18, and where a significant part consists of one or more acids with 18 carbon atoms .

Râ tallolja är en mörkfärgad sammansättning vilken destilleras för att man ska få en rä fettsyreblandning, vilken är brun till färgen. En sådan blandning av fettsyror kan användas för många ändamäl, exempelvis vid framställningen av fernissor för färg eller ytbehandling, till tryck- färger och för framställningen av såpa och rengöringsmedel. Speciellt for färger, ytbeläggningar och ljusa tryckfärger är det nödvändigt att redu- cera mörkheten pä fettsyreblandningen. Före tillkomsten av uppfinningen skulle en behandling med natriumborhydrid medföra den ovan nämnda kompli- cerade processen med förtvâlning, natriumborhydridbehandling och föl- - _jande återsyrningsseparation av fettsyrorna, torkning och slutlig destil- lering. Föreliggande uppfinning gör det möjligt att erhålla en fettsyre- blandning med den önskade ljusa färgen genom en direkt behandling av bland- ningen med natriumborhydrid, varvid blandningen destilleras samtidigt eller senare.Crude pine oil is a dark-colored composition which is distilled to obtain a crude fatty acid mixture, which is brown in color. Such a mixture of fatty acids can be used for many purposes, for example in the manufacture of varnishes for paint or surface treatment, for printing inks and for the manufacture of soap and detergents. Especially for paints, coatings and light inks, it is necessary to reduce the darkness of the fatty acid mixture. Prior to the invention, a treatment with sodium borohydride would entail the above-mentioned complicated process of saponification, sodium borohydride treatment and subsequent re-acidification separation of the fatty acids, drying and final distillation. The present invention makes it possible to obtain a fatty acid mixture of the desired light color by a direct treatment of the mixture with sodium borohydride, the mixture being distilled simultaneously or later.

Den mängd natriumborhydrid som används beror av mangden förore- ningar som kan reagera med natriumborhydriden Dessa föroreningar kan ut- göras av inte endast mörkfärgade föroreningar utan även ljusfärgade för- oreningar som också kan reagera med natriumborhydriden. 8192044-'8 Mängden använd natyiumborhydrid beror alltsa av nedbrytningshas- tigheten under behandlingsförhällandena. I praktiken kan den för använd- ning nödvändiga mängden natriumborhydrid normalt fastställas efter det att lämpliga prov gjorts för att få fram en produkt med den önskade ljusa färgen. Det har emellertid visat sig att endast smä mängder natriumbor- hydrid behövs för att i betydande grad reducera sammansättningens mörka färg exempelvis för den ovan nämnda råa fettsyreblandningen som erhalls av tallolja. En föredragen mängd “ﬂïVlUmb0YhYdPld ät mellan D,0l och 0,5 viktsprocent (baserat på mängden fettsyreblandning). Ännu hellre ah~ vänds en mängd ﬂätriumborhydrid om mellan 0,02 och 0,05 viktsprocent.The amount of sodium borohydride used depends on the amount of impurities that can react with the sodium borohydride. These impurities can consist not only of dark-colored impurities but also light-colored impurities that can also react with the sodium borohydride. 8192044-'8 The amount of sodium borohydride used therefore depends on the rate of degradation under the treatment conditions. In practice, the amount of sodium borohydride required for use can normally be determined after appropriate tests have been carried out to obtain a product of the desired light color. However, it has been found that only small amounts of sodium borohydride are needed to significantly reduce the dark color of the composition, for example for the above-mentioned crude fatty acid mixture obtained from tall oil. A preferred amount of ﬂ ïVlUmb0YhYdPld eat between D, 0l and 0.5% by weight (based on the amount of fatty acid mixture). Even more preferably, an amount of ﬂ sodium borohydride of between 0.02 and 0.05 weight percent is used.

Det har visat sig att den optimala mängden natriumborhydrid är Omkring 0,03 % för rå fettsyrablandning erhållen från tallolja..Färgen pa den er- hållna produkten blir successivt ljusare allteftersom koncentrationen "at“lUmb°YhYdYld ökar upptill detta optimala värde. Över det optimala värdet kan normalt inte någon väsentlig förbättring observeras.It has been found that the optimum amount of sodium borohydride is about 0.03% for crude fatty acid mixture obtained from tall oil. The color of the product obtained gradually becomes lighter as the concentration "at" value, no significant improvement can normally be observed.

Det har visat sig att den produkt som erhålls som resultat av för- förandet enligt föreliggande uppfinning inte bara har ljusare färg an sammansättningen före behandlingen utan att dessutom färgstabiliteten i produkten är god och åtminstone är jämförbar med produkter erhallna genom behandling med natriumborhydrid vid ett alkaliskt pH-värde.It has been found that the product obtained as a result of the process of the present invention not only has a lighter color of the composition before the treatment but also the color stability of the product is good and at least comparable to products obtained by treatment with sodium borohydride at an alkaline pH -value.

Efter blandning av natriumborhydriden med den sammansättning som ska behandlas kan den resulterande blandningen upphettas före destillati- onen. Blandningen kan exempelvis upphettas till en temperatur om mellan 50 och 80 °C under mellan en och tre timmar under normalt tryck. Det visar sig att en temperatur över 80 °C ger upphov till en väsentlig bild- ning av vätgas vid behandling av en rå fettsyrablandning erhallen fran tallolja.After mixing the sodium borohydride with the composition to be treated, the resulting mixture can be heated before distillation. The mixture can, for example, be heated to a temperature of between 50 and 80 ° C for between one and three hours under normal pressure. It turns out that a temperature above 80 ° C gives rise to a significant formation of hydrogen gas in the treatment of a crude fatty acid mixture obtained from tall oil.

Destillationen kan genomföras omedelbart efter den ovan nämnda varme- behandlingen, eller den kan alternativt genomföras efter nagon tid, till och med många dagar efter avslutad värmebehandling utan att slutprodukten förstörs.The distillation can be carried out immediately after the above-mentioned heat treatment, or it can alternatively be carried out after some time, even many days after the end of the heat treatment without destroying the final product.

Såsom typiskt exempel kan nämnas att rä fettsyrablandning erhallen från tallolja kan upphettas till en temperatur av omkring 70 °C under om- kring l timma, varefter den resulterade blandningen destilleras. Tempera- turen och varaktigheten på detta uppvärmningssteg före destillationen kan emellertid varieras inom vida gränser, och det är troligen av större betydelse att se till att man får en intim blandning av natriumhorhydri- den med den sammansättning som ska behandlas före destillationssteget.As a typical example, crude fatty acid mixture obtained from tall oil can be heated to a temperature of about 70 ° C for about 1 hour, after which the resulting mixture is distilled. However, the temperature and duration of this pre-distillation heating step can vary widely, and it is probably of greater importance to ensure an intimate mixture of the sodium hydride with the composition to be treated before the distillation step.

Det finns all anledning av tro att samma goda resultat kan erhållas vid qfïf. ~ï?c)cj!š;c2XIz§x¿i .Å 81Û20l+ë~8 uteslutning av uppvärmningssteget före destillationen när en sådan intim blandning erhållits.There is every reason to believe that the same good results can be obtained at qfïf. ~ ï? c) cj! š; c2XIz§x¿i .Å 81Û20l + ë ~ 8 exclusion of the heating step before distillation when such an intimate mixture has been obtained.

Vad beträffar själva destillationssteget kan vakuumdestillation an- vändas i det fall dä sammansättningen utgörs av en rä fettsyrablandning erhållen från tallolja.As for the distillation step itself, vacuum distillation can be used in the case where the composition consists of a crude fatty acid mixture obtained from tall oil.

Tillsatsen av natriumborhydrid kan göras direkt i reaktionskarlet såsom ett pulver eller i form av en koncentrerad uppslamning i den samman- 2 sättning som ska behandlas. Lämpligen är en luftejektor ansluten till re- | aktionsbehållaren för att dispergera bildad vätgas. Kapaciteten pa luft- E ejektorn beror av den mängd natriumborhydrid som tillsatts liksom även av temperaturen på den behandlade sammansättningen.The addition of sodium borohydride can be made directly in the reaction vessel as a powder or in the form of a concentrated slurry in the composition to be treated. Preferably, an air ejector is connected to the re- | the action vessel for dispersing formed hydrogen gas. The capacity of the air ejector depends on the amount of sodium borohydride added as well as the temperature of the treated composition.

En process enligt föreliggande uppfinning kan genomföras antingen kontinuerligt eller satsvis. Det visar sig att natriumborhydriden $el@k“ tivt reducerar de färgbildande föroreningarna utan att menligt påverka ut- bytet eller egenskaperna på fettsyrablandningen i det fall då blandningen härör från tallolja. En liten mängd natriummetaborat bildas sasom en bi- produkt vilken kvarstannar i återstoden efter destillation.~0lika utform- ningar av uppfinningen ska nu beskrivas med hänvisning till exempel. I de följande exemplen bestämdes färgstabiliteten på fettsyrablandningen ge- nom upphettning av 20 gram av provet i ett glasrör med en diameter om 20 mm genom att glasröret placerades i en ugn och hölls vid 200 ”C under en timme. Färgmätningarna genomfördes med hjälp av en Gardner-l963-skala.A process according to the present invention can be carried out either continuously or batchwise. It turns out that the sodium borohydride $ el @ k “tively reduces the color-forming impurities without adversely affecting the yield or properties of the fatty acid mixture in the case where the mixture is derived from tall oil. A small amount of sodium metaborate is formed as a by-product which remains in the residue after distillation. Various embodiments of the invention will now be described with reference to, for example. In the following examples, the color stability of the fatty acid mixture was determined by heating 20 grams of the sample in a 20 mm diameter glass tube by placing the glass tube in an oven and holding at 200 ° C for one hour. The color measurements were performed using a Gardner 1963 scale.

EXEMPEL l a. För jämförelsens skull upphettades l 200 viktsdelar av en ra fettsyrablandning (erhâllen från tallolja) till 70 °C och hölls vid denna temperatur under en timme utan tillsatser, varefter den vakuumdestille- rades. En ligen mängd av utgångsmaterialet och huvudfraktionen uppsanla- des. b. l 200 viktsdelar av samma råa fettsyrablandning som i punkt a ovan upphettades till 70 °C. 0,03 % natriumborhydridpulver íﬂblêHdêd@S och fick reagera vid denna temperatur under en timme. En vakuumdestille- ring genomfördes på liknande sätt som i punkt a. 81020411-8 5 Förprov Huvudfraktion Ãterstod (a) (b) (a) (b) (a) (b) % vikt 5.3 5.8 85.1 84.8 9.6 9.4 Syravärde - - 187.0 187.0 159.3 120 0 % fettsyra - - 69.1 88.4 76.9 73.8 % hﬁrtßsyrﬂ - - 5.4 6.2 8.8 21.0 % Oförtväïat - - 5.3 5.2 4.1 5.1 Jodvärde - - 154.2 153.1 - - Gardner-färg 9 6 7 5 _ _ Färgstabi1itet (1 timma vid 200 °C) - - 9 5 _ _ EXMEPEL 2 vNatriumbor_ I detta exempe1 hö11s förebehand1ingen vid ett minimum. hydrid b1andades med samma fettsyrab1andningar som i exempe1 1 under 30 minuter vid 20 °C, när natriumborhydriden var fu11ständigt dispergerad.EXAMPLE 1a. For the sake of comparison, 200 parts by weight of a crude fatty acid mixture (obtained from tall oil) were heated to 70 ° C and kept at this temperature for one hour without additives, after which it was vacuum distilled. An equal amount of the starting material and the main fraction were collected. b. 200 parts by weight of the same crude fatty acid mixture as in point (a) above were heated to 70 ° C. 0.03% sodium borohydride powder in ê blêHdêd® S and allowed to react at this temperature for one hour. A vacuum distillation was carried out in a similar manner as in point a. 81020411-8 5 Pre-test Main fraction remained (a) (b) (a) (b) (a) (b)% by weight 5.3 5.8 85.1 84.8 9.6 9.4 Acid value - - 187.0 187.0 159.3 120 0% fatty acid - - 69.1 88.4 76.9 73.8% hydrochloric acid ﬂ - - 5.4 6.2 8.8 21.0% Undiagnosed - - 5.3 5.2 4.1 5.1 Iodine value - - 154.2 153.1 - - Gardner color 9 6 7 5 _ _ Color stability (1 hour at 200 ° C) - - 9 5 _ _ EXAMPLE 2 v Sodium boron_ In this example, the pretreatment is increased to a minimum. hydride was mixed with the same fatty acid mixtures as in Example 1 for 30 minutes at 20 ° C, when the sodium borohydride was completely dispersed.

En vakuumdesti11ering genomfördes vid 160 °C på samma sätt som i exempe1 1.A vacuum distillation was carried out at 160 ° C in the same manner as in Example 1.

% Natriumborohydrid Förprov Huvudfraktion 1 0,01 0,02 0,05 0 0,01 0,02 0,05 % vikt 5.4 5.6 5.4 5.8 87.1 87.4 86.6 87.3 Gardnerfärg 7 7 6 7 6 6 5 Färgstabi1itet (1 timma vid 200 °C) - - - - 9 8 7 6 EXEMPEL 3 En koncentrerad upps1amning av 0,3 de1ar natriumborhydrid av rums- temperatur framstä11s med 60 de1ar av samma fettsyrab1andning son i exem- pe1 1. Denna upps1amning ti11sattes ti11 ytter1igare 1 140 de1ar av en fettsyrab1andning som hö11s vid 60 °C med en given natriumborhydridnivå om 0,025 %. B1andningen omrördes vid denna temperatur under tre timmar.% Sodium borohydride Pre-sample Main fraction 1 0.01 0.02 0.05 0 0.01 0.02 0.05% weight 5.4 5.6 5.4 5.8 87.1 87.4 86.6 87.3 Gardner paint 7 7 6 7 6 6 5 Color stability (1 hour at 200 ° C ) - - - - 9 8 7 6 EXAMPLE 3 A concentrated collection of 0.3 parts of sodium borohydride of room temperature is prepared with 60 parts of the same fatty acid mixture son in Example 1. This collection was added to an additional 1,140 parts of a fatty acid mixture heated at 60 ° C with a given sodium borohydride level of 0.025%. The mixture was stirred at this temperature for three hours.

En vakuumdesti11ation genomfördes, och i detta fa11 togs förprov och tvâ huvudfraktioner.A vacuum distillation was carried out, and in this case pre-samples and two main fractions were taken.

Claims

81920l1-li-'ß P a t e n t k r a v

A process for reducing the concentration of an impurity in a composition containing the impurity and a mixture of saturated and / or unsaturated aliphatic carboxylic acids having 8 and 24 carbon atoms, and wherein the impurity has a darker color than the carboxyic acid mixture, characterized in that the composition is characterized by contact with borohydride at an acidic pH, after which the resulting mixture is distilled.

A method according to claim 1, characterized in that the borohydride consists of sodium borohydride.

3. A process according to claim 1, characterized in that the aliphatic acids have between 14 and 20 carbon atoms.

4. A process according to claim 3, characterized in that the aliphatic acids have between 16 and 18 carbon atoms.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition contains an aliphatic carboxylic acid having 18 carbon atoms.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition consists of taïïoïja.

7. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the borohydride is used in an amount of between 0.01 and 0.5% by weight based on the weight of the composition.

8. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the borohydride is used in an amount of between 0.02 and 0.05% by weight based on the weight of the composition. .i 8102044-8 ~. |

9. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition is tai oil, and in that the borohydride is sodium borohydride, which is used in an amount of about 0.03% by weight based on the weight ta11o1ja.

10. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixture of the composition and the borohydride is heated before the distillation.

A process according to claim 10, characterized in that the mixture is heated to a temperature of between 50 and 8 ° C between one and three hours under normal pressure before the distillation.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the borohydride is added to the mixture in the absence of water. M Y voo ﬂ QÜÅLW