SU1679976A3 - Способ получени изомеризованного растительного масла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству высыхающих на воздухе красок, лаков, покрытий , облицовок, слоистых материалов, обоев, сварочных присадок, литейных форм, адгезивов и пропиток дл  волокон. Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса и улучшение качества целевого продукта за счет устранени  побочных реакций. Нагревают растительное масло до 273405 К в среде апротонного растворител  в количестве 30-900% от массы масла в атмосфере нейтрального газа в присутствии катализатора изомеризации - алкогол тов щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 0,1-6% от массы масла. Катализатор используют в виде суспензии, полученной из части или всего количества апротонного растворител  и обработанной ультразвуком с частотой 21-24 кГц в течение 5-50 мин. Полученный продукт обрабатывают минеральной кислотой в стехиометриче- ском отношении к массе катализатора, отдел ют из смеси твердую фазу продуктов взаимодействи  кислоты с катализатором фильтрацией или центрифугированием, отгон ют растворитель из оставшейс  смеси и промывают выделенное масло водой. В масло и/или растворитель, и/или реакционную смесь может быть введен стабилизатор, вы бранный из р да: сульфат натри , сульфат кальци , сульфат марганца, галид кальци , карбонат кали , гранулированна  окись алюмини , гидрид натри , гидрид лити , гидрид кали , гидрид кальци , гидрид бари , цеолиты 4А и 5А или их смеси в количестве 0,1-10% от массы масла. Перед отделением твердой фазы в реакционную смесь добавл ют воду в количестве 1-18% от массы масла и растворител . Катализатор изомеризации и стабилизатор ввод т непрерывно пр мотоком или противотоком относительно масла. В качестве минеральной кислоты используют сол ную, и/или серную, и/или фосфорную кислоту. СП а v| Ю О vj О W

Description

Изобретение относитс  к производству высыхающих на воздухе красок, лаков, покрытий , облицовок, слоистых материалов, обоев, сварочных присадок, литейных форм, адгеэивов и пропиток дл  волокон, а именно

к способам получени  изомеризованного растительного масла.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса и улучшение качества целевого продукта за счет устранени  побочных реакций.

Растительное масло нагревают до температуры 273-405 К в среде апротонного растворител  в количестве 30-900% от массы масла в атмосфере нейтрального газа в присутствии катализатора изомеризации - алкогол тов щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 0,1-6% от массы масла в виде суспензии в части или во всем количестве апротонного растворител , обработанной ультразвуком с частотой 21 - 25 кГц в течение 5-50 мин. Обрабатывают полученный продукт минеральной кислотой в стехиометрическом соотношении к массе катализатора. Отдел ют из смеси твердую фазу продуктов взаимодействи  кислоты с катализатором фильтрацией или центрифугированием , отгон ют растворитель из оставшейс  смеси и промывают выделенное масло водой. Кроме этого, в масло и/или растворитель, и/или реакционную смесь ввод т стабилизатор, выбранный из р да: сульфат натри , сульфат .кальци , сульфат марганца, галид кальци , карбонат кали , гранулированна  окись алюмини , гидрид натри , гидрид лити , гидрид кали , гидрид кальци , гидрид бари , цеолиты 4А и 5А или их смеси в количестве 0,1-10% от массы масла, перед отделением твердой фазы в реакционную смесь добавл ют воду в количестве 0,1-18% от массы масла и растворител , Катализатор изомеризации и стабилизатор ввод т непрерывно пр мотоком или противотоком относительно масла, а в качестве минеральной кислоты берут сол ную, серную и/или фосфорную кислоту.

В качестве катализаторов изомеризации используют алкогол ты следующих металлов: Na, К, Са, Mg, Zn, AI, с одноатомными спиртами, имеющими 1-12 атомов углерода, предпочтительно 1-6, к которым относ тс  метанол, этанол, пропа- нол, гексанол, октанол и нонанол. В качестве апротонных растворителей используют диэтилформамид, диэтилацетамид, диметилсульфоксид, диэ- тил эфир гликоль, тетраметилсульфон, n-метилпирролидон, триамид гексаметил- фосфорной кислоты, циклогексанон, эти- ленкарбонат и т.д.

При выбранных услови х обеспечиваетс  ускорение основной реакции изомеризации в 3-4 раза и устранение побочных реакций типа гидролиза, аминолиза и полимеризации . При этом обработка ультразвуком позвол ет получить оптимальное распределение и средние размеры частиц катализатора и стабилизатора с развитой реакционной поверхностью СтаЬилизиру

ющие добавки действуют при этом как вещества , св зывающие воду в реакционной среде, котора  может разлагать катализатор , понижа  его концентрацию и способству  побочным реакци м продуктов распада катализатора с маслом. Ввод в реакционную смесь минеральной кислоты позвол ет регулировать и задавать оптимальную продолжительность процесса изомеризации.

0 При этом образующийс  осадок солей катализатора и стабилизатора, который плохо или совсем не раствор етс  в смеси масло- растворитель, может быть выведен центри- фугированием или фильтрацией.

5 Добавление воды облегчает проведение центрифугировани  и фильтрации. Кроме этого, при последующей промывке масла водой не образуетс  эмульси . В результате получают масло светлого цвета, не отличаю0 щеес  от цвета исходного масла. Содержание свободных жирных кислот в нем приближаетс  к сырому маслу или несколько выше. Кроме этого, оно не содержит минеральных кислот.

5Пример1.В термостатированный

реактор, снабженный смесителем, впускным и выпускным отверсти ми дл  газообразного азота и парциальным конденсатором гор чего орошени , ввод т

0 100 г рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты и 60 г диметилформа- мида и содержимое смешивают при 293 К в течение 1 ч. Затем добавл ют 69 г суспензии , полученной в результате обработки

5 ультразвуком частотой 21 кГц в течение 15 мин смеси 4 г метилата кали  и 65 г диметилформамида. Через 6 ч получают изомеризованное рапсовое масло с эффективностью сопр жени  95% и кислотным

0 числом 1,6 мг КОН/г масла.

Пример2.В реактор, используемый в примере 1, дополнительно снабженный соединителем приемной трубки, непрерывно подают 100 г/ч рапсового масла с низким

5 содержанием эруковой кислоты, нагретого до температуры 340 К, и пр мотоком 128 г/ч суспензию 125 г диметилформамида и 3 г метилата кали , полученную аналогично примеру 1. Врем  пребывани  смеси в реак0 торе 60 мин. Получают изомеризованное масло с коэффициентом сопр жени  96% и кислотным числом 1,2 мг КОН/г масла.

Пример 3. В реактор, используемый в примере 1. подают 100 г рапсового масла

5 с низким содержанием эруковой кислоты, 60 г диметилАормамида и 10 г гранулированной окиси алюмини  и все компоненты перемешивают при 293 К в течение 2 ч. Затем в реактор подают суспензию 4 г метилата кали  в 65 г диметилформамида,

содержащею 10 г гранулированной окиси алюмини , которую обрабатывают ультразвуком частотой 21 кГц в течение 15 мин, Через 7 ч получают изомеризованное рапсовое масло с коэффициентом сопр жени  96% и кислотным числом 0,8 мг КОН/г масла .

Пример 4. В реактор, используемый в примере 1, ввод т 20 г цеолита 4А и непрерывно подают 100 г/ч рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты, нагретого до 340 К, и 125 г/ч диметилформамида , содержащего суспензию 3 г метилата кали , полученную путем ультразвуковой обработки, аналогично примеру 3. Через 60 мин получают изомеризованное масло с коэффициентом сопр жени  99% и кислотным числом 1,2 мг КОН/г масла.

Пример 5. В реактор, нагреваемый вод ной рубашкой, объемом 1 л, снабжен- ный мешалкой, впускным и выпускным отверсти ми дл  нейтрального газа, дл  изомеризации подают 100 г рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты и 150 г суспензии диметилформамчда и ме- тилата кали , обработанной ультразвуком, аналогично примеру 4 Процесс ведут при температуре 323 К. Через 0.5 ч в реактор подают 2,14 г концентрированной серной кислоты (в стехиометрическом отношении к катализатору) и отключают нагрев реактора. Содержимое реактора охлаждают до 295 К и отдел ют твердый осадок нз центрифуге при 500 об/мин в течение 0,5 ч. Смесь масла с диметилформамидом после очистки от осадка возвращают в реактор и отгон ют растворитель при температуре 343 К и давлении 5,32 кПа. В остатке получают готовый продукт со степенью изомеризации 98% от теоретической величины с цветом по шкале Гарднера 6, что соответствует цвету исходного масла, и кислотным числом 1,2 мг КОН/г масла. Изомеризованное масло не содержит серной кислоты.

П р и м е р 6. Аналогичен примеру 5, но в реакционную среду ввод т в качестве стабилизатора 5 г сульфата магни . После проведени  реакции изомеризации е течение 3 ч в смесь добавл ют 2,14 г концентрированной серной кислоты, снижают температуру до 293 К, после чего добавл ют 10 мл воды и содержимое реактора фильтруют. Из отфильтрованной смеси диметилформамид отгон ют при давлении 133 кПа. Степень изомеризации полученного масла составл - ет 98% от теоретической величины, цвет по шкале Гарднера 6, кислотное число 1,5 мг КОН/г масла.

Пример. В реактор, используемый в примере 5, подают 100 г соевого, мае/fa,

50 г диметилформамида и 3 г карбоната кали . Смесь перемешивают в течение 0,5 ч при 303 К. Затем в реактор подают суспензию , состо щую из 80 г диметилформамида, 3 г этилата кали  и 5 г гидрида кальци , которую получают обработкой ультразвуком с частотой 24 кГц в течение 25 мин. Через 1 ч в реактор подают 3,13 г 75%-ной фосфорной кислоты ( в стехиометрическом отношении к катализатору) и отключают нагрев реактора. Содержимое реактора охлаждают до температуры 295 К, центрифугируют при 8000 об/мин в течение 0,5 ч и из жидкой фазы удал ют растворитель вакуумной перегонкой. Степень изомеризации полученного масла составл ет 96% от теоретической величины.

Примерв. В реактор, используемый в примере 5, подают 100 г льн ного масла, 100 г диметилформамида и 5 г галида кальци . Смесь перемешивают при температуре 323 К в течение 0,5 ч Затем в реактор подают суспензию, состо щую из 100 г диметилформамида , 2 г трет-бутилата кали , 3 г сульфата натри  и 3 г гидрида лити , которую получают обработкой ультразвуком частотой 21 кГц в течение 40 мин. Через 15 мин в реактор подают стехиометрическое количество концентрированной сол ной кислоты, содержимое перемешивают 30 мин, после «его добавл ют 15мл воды. Реакционную смесь раздел ют на базы, из фазы масла отгон ют растворитель, масло промывают водой и сушат. Полученное масло имеет степень сопр жени  99% от теоретической , кислотное число 0,8 мг КОН/г масла и цвет по шкале Гарднера 5.

П р и м е р 9 (по известному способу). В реактор, используемый в примере 5, ввод т 100 г рапсового масла, 125 г диметилформамида и 4 г метилата кали . Содержимое реактора перемешивают при температуре 365 К в течение 4 ч, отгон ют растворитель, обрабатывают остаток минеральной кислотой и промывают водой. Полученное масло имеет степень изомеризации 70%, кислотное число 8,3 мг КОН/г масла, цвет по Гарднеру 10,5 и содержит 4% полимерных веществ .

Таким образом, из представленных данных следует, что обработка растительного масла вначале катализатором изомеризации в виде суспензии в апротонном растворителе , обработанной ультразвуком с частотой 21-25 кГц в течение 5-50 мин, затем минеральной кислотой в стехиометрическом соотношении к массе катализатора с последующим разделением фаз и отгонкой растворител  позвол ет ускорить процесс изомеризации с 4 до 0,5-1 ч и улучшить

качество изомеризованного масла за счет повышени  степени изомеризации с 70 до 90-99%, снижени  кислотного числа с 8,3 до 0,8-1,5 мг КОН/r масла и цветности.

Claims (5)

1. Формула изобретени  1. Способ получени  изомеризованного растительного масла путем его нагрева до 273-405 К в среде апротонного растворител  в количестве 30-900% от массы масла в атмосфере нейтрального газа в присутствии катализатора изомеризации в виде алкогол тов щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 0,1-6% от массы масла, отгонки растворител , обработки полученного продукта минеральной кислотой и промывки его водой, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшени  качества целевого продукта за счет устранени  побочных реакций , катализатор изомеризации используют в виде суспензии в том же растворителе, обработанной ультразвуком с частотой 21 - 24 кГц в течение 5 .- 50 мин, при этом суспензию получают из части или всего количества используемого растворител , а обработку кислотой ведут перед отгонкой растворител , причем кислоту берут в стехи- ометрическом соотношении к массе катализатора , после чего из смеси отдел ют

   твердую фазу продуктов взаимодействи  кислоты с катализатором фильтрацией или центрифугированием,
2. 2.Способ по п.1,отличающийс  тем, что в масло и/или растворитель, и/или

   реакционную смесь ввод т стабилизатор, выбранный из р да: сульфат натри , сульфат кальци , сульфат марганца, галид кальци , карбонат кали , гранулированна  окись алюмини , гидрид натри , гидрид лити , гидрид кали , гидрид кальци , гидрид бари , цеолиты 4А и 5А или их смеси, в количестве 0,1-10% от массы масла.
3. 3.Способ по п.1,отличающийс  тем, что перед отделением твердой фазы в

   реакционную смесь добавл ют воду в количестве 1 - 18% от массы масла и растворител .
4. 4.Способ по пп.1 и2,отличающий- с   тем, что катализатор изомеризации и

   стабилизатор ввод т непрерывно пр мотоком или противотоком относительно масла.
5. 5.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что в качестве минеральной кислоты

   берут сол ную и/или серную, и/или фосфорную кислоту.

   Приоритет по пунктам:

   16.07.87 по пп.1 и 2

   20.07.87 по пп.З и 4 07.09.87 по пп.5-8.