SU927850A1 - Способ непрерывного гидролиза триглицеридов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к химической технологии, а именно к способу непрерывного гидролиза триглицеридов , и может быть использовано в, различных отрасл х химической промышленности при гидролизе триглицеридов различного происхождени , а также сложных эфиров, дл  получени  органических спиртов и кислот.

Известно, что триглицериды,  вл ющиес  сложными эфирами глицерина и жирных кислот, гидролизуют периодически или непрерывно при 220 - 260С под соответствунхцим давлением насыщенного вод ного пара.Непрерывный безреактивный гидролиз триглицеридов провод т в батаре х автоклавов или колоннах, работак дих при противотоке фаз жир-вода.

,В батаре х автоклавов процесс привод т обычно при 220 - до степени гидролиза 94-96 %. Реакционную смесь перемешивают нйсосамк. или мешалками, а в автоклавах предусмотрены зоны отсто , из которых продукты гидролиза подают в последующий автоклав, или отрод т из системы. Врем  гидролиза 2,5-3 .

Достигаема  степень превращени  обусловливает недостаточно высокое ,

качество получаемых кислот и потери глицерина, а длительность этого способа свидетельствует о недостаточной его эффективности.

Непрерывный гидролиз,при противотоке в режиме вытеснени , характерном дл  колонных аппаратов, ведут при температуре до и давлении до 90 атм. Повьлшение температуры поз10 вол ет сократить врем  ведени  процесса до 1,0-1,5 ч и увеличить степень гидролиза до 98-99 %, однако при этом .резко возрастают энергозатраты и ухудшаетс  качество жид15 ных кислот. Кроме того, колонные аппараты имеют высоту до 20 м и выше, что определ ют их высокую материалоемкость .

20

Недостаток этого способа заключаетс  также, в том, Что в нижней части колониы, куда подают триглицериды , отсутствует развита  поверхность раздела фаз и незначительна :

25 концентраци  жирных кислот и неполных глицеридов , которые повышают скорость процесса. В результате процесс имеет начальный индукционный период, а нижн   астъ колонны ис30 пользуетс  неэффективно, что требует в конечном увеличени  ее высоты. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам  вл етс  способ гид ролиза триглицеридов, например евин го сала, водой в противотоке, в батарее автоклавов, состо щей из 2-4 автоклавов при и давлений 25 атм. При этом реакционную смесь перемешивают мешалкой или циркул ционным насосом в каждом автоклаве и там же раздел ют в специальных зонах отсто . Последовательно проход  все стадии смещени , вода обогащаетс  глицерином и ее вывод т из первого автоклава, куда подаетс  жи с концентрацией глицерина 10-15%. Жировую фазу при перекачке из автоклава в автоклав перемешивают с водой , ш еквдей все меньшую концентрац глицерина. Конечна  глубина расщеплени  исходных триглицеридов 94-95 %. Врем  гидролиза 3 - 5 ч 21, Недостатками процесса  вл етс  то, что при первоначальном смешении триглицеридов с водой из-за малой взаимной растворимости реагентов не достигают высокой степени диспергиро вани  фаз, что не позвол ет существенно увеличить скорость процесса. При этом последующее смешение и разделение реагирующих водной.и жировой фаз  вл етс  неэкономичным и нецелесообразным , так как при этом способе необходимо большое число ступеней смешени  дл  того, чтобы приблизитьс  к режиму экстракции при вытес-, нении, характерному дл  колонных аппаратов. Кроме того, длительное совместное пребывание продуктой гидролиза в зонах смешени  после первой способствует протеканию обратной реакции этерификации, что снижает выход жирных кислот и глицерина глубина расщеплени  составл ет только 94 - 95 %, а также ухудшает их качество за счет нежелательных побочных процессов. Цель изобретени  - повышение качества целевого продукта и интенсификаци  процесса. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу непрерывного гидролиза триглицеридов вОдой, заключающемус  в том, что исходные триглицериды предварительно, перед смешиванием эмульгируют в пр мотоке с глицериновой водой, рециркулируемой со стадии.смешени  и содержащей 10-22 % глицерина, в присутствии 5-10 % - жирных кислот при соотношении объемных расходов водно-глицериновой и жировой фаз (1 - 2,5)-1, соответственно, а затем выдерживают полученную эмульсию при 210-240 0 до глубины расщеплени  70-90 %, смешение обработанных триглицеридов водой, провод т при их объемном соотношении 1: (1,2-3), соответственно при их противоточном движении в автоклаве при 225-240С и давлении 25-40 атм и полученные жир«ые кислоты промывают водой при общем соот-ношении массовых расходов воды и исходных триглицеридов 1:(1-2), соответственно . Конечна  глубина расщеплени  98,5-99,1 %. Врем  гидролиза 1-2,5 ч. В качестве.исходных триглицеридов используют жиры приведенные в табл. 1. Таблица 1

Саломас подсолнеч42 ,1 : 186,4 54,7 0,37 2 ный 2,5 Гов жий 48,3 196,4 38,7 жир

Технический

животный

40,5 201 47,3 0,27 2-3

жир 12,2 Предлагаемый способ позвол ет улучшить качественные показатели продуктов гидролиза, завис щие от вре- 65 0,65 Менее 2 мени гидролиза и температуры реакции . Улучшение качества жирных кис- , лот достигаетс  как увеличением глубины расщеплени , так и за счет торможени  побочных реакций (декарбоксилировани , термического уплотнени  и т.д.), которые привод т к ухудшению цветности кислот и увеличению выхода кубового остатка. Положительный эффект достигаетс  тем, что процесс проводитс  при более низких температурах по сравнению с известными способами, а врем  пребывани  жирных кислот и глицерина в реакционной зоне сокращаетс  за счет указанной

последовательности операций. Помимо улучшени  качества продуктов предлагаемый способ позвол ет сократить врем  гидролиза или достичь максимальиоН экономичности процесса при J заданных качественных показател х (см. таб. 2).

Качественные показатели продуктов гидролиза полученных по известному , f и предлагаемому способам приведены в табл. 2.

tn y

ffi

л ю

CM 43

tn

ю

00

00

1Л

tn

tn

« ГО

00

(Ti

en

CTi

tn

о

CM

oo

IT) (M CM

ГО tN

tn vo

o.

« ж

R

ffl о

C-t

I

0)

le

h

m

R

s

s

o. Как видно из табл. 2 предлагаемый способ обеспечивает получение положительного эффекта- по сравнению с известным при 210-225с, так как глубина расщеплени  увеличиваетс  до 99,1 % против 94-95 %, а фракционный состав и цветность улучшаютс  за счет сокращени  времени гидролиза . По сравнению с колонными спосрбами предлагаемый способ обеспечивает получение положительного эффекта при против 250-260с за сче улучшени  фракционного состава, благодар  снижению температуры реакции На первой стадии предлагаемого процесса провод т эмульгирование триглицеридов с глицериновой водой в присутствии жирных кислот. Жирные кислоты в данном случае повьашают растворимость воды в жире в начальный период реакции, а также играют роль слабого катализатора, увеличива  тем самым скорость реакции гидролиза . На эмульгирование следует подавать до 10 % жирных кислот, поскольку их присутствие в реакционной системе помимо положительного эффекта способствует развитию обратной реакции этерификации. При этом за счет того, что исходные триглицериды эмульгируют с глицериновой водой, поверхность раздела реагирующих фаз многократно увеличиваетс , что интенсифицирует массообмен и повышает скорость гидролиза . Поскольку в глицериновой во де содержатс  ди- и моноглицериды,  вл ющиес  эмульгаторами, их подаче обеспечивают получение стабильной эмульсии и увеличивают растворимост фаз, чем также достигают увеличени  скорости гидролиза, этому же способ ствует наличие в эмульсии жирных кисло KOTOi ie вызывают ускорение реакции. Поскольку скорость процесса гидролиза зависит от скорости массообмена между фазами, то дл  поддержани  его высокой интенсивности, полученную эмульсию необходимо выдерживать при перемешивании. Это по вол ет исключить индукционный перио процесса и за минимальное дл  данно температуры врем , достичь равновеси  реакции. Применение операции выдержки эмульсии при перемешивании необходимо и по той причине, что в смесителе легко поддерживать оптимальные концентрации йромежутрчных неполных глицеридов и жирных кислот, повышаю щих скорость гидролиза. Дл  получени  конечных продуктов эмульсию необходимо разрушить, а глицерин экстрагировать водой из жировой фазы, что позвол ет сместит равновесие реакции и расщепить триглицериды практически полностью. В предлагаемом способе разрушени эмульсии осуществл ют путем создани избытка воды за счет контура рециркул ции глицериновой воды. Одновременно рециркул цией создают избыток воды в смесителе, что дает возможность снизить концентрацию образующегос  глицерина в воде и тем самым увеличить глубину расщеплени  триглицеридов . Образовавшуюс  в результате разрушени  эмульсии водно-глицериновую фазу в виде 10-20 % глицериновой воды отвод т на упаривание и, частично , возвращают в процесс, подава  на эмульгирование триглицеридов; жировую фазу подают на операцию промывки , где провод т окончательное расщепление триглицеридов и освобождают жирные кислоты от следов глицерина. На чертеже изображена схема осуществлени  предлагаемого способа. Эмульгирование исходных триглицеридов с частично возвращаемыми глицериновой водой и жирными кислотами провод т в эмульсаторе 1. Эмульсию выдерживают в смесителе 2 до достижени  равновеси  реакции. Операции разложени  эмульсии и промывки жирных кислот выполн ют в автоклавах 3 11 4. Пример 1. Подсолнечный салотлас с содержанием свободных жирных кислот 2,4 % расщепл етс  согласно предлагаемому способу при и давлении 40,5 атм. Врем  гидролиза 1,2 ч. Исходный жир, нагретый до температуры реакции, эмульгируют при пр мотоке в эмульсаторе статического типа глицериновой водой с концентрацией глицерина 16,3 %, рециркулируемой со стадии разрушени  эмульсии, в присутствии 5 % жирных кислот от веса жира. Соотношение объемных расходов глицериновой воды и жира поддерживают равными 1:1. Полученную эмульсию выдерживают в емкости при перемешивании при 238С, при этом концентраци  глицериновой воды в смесителе 20,1 %, а глубина расщеплени  76,3 %. Затем реакционную массу пйдают на стадию разрушени  эмульсии, где ее обрабатывают смесью воды, поступающей со стадии промывки жирных кислот и глицериновой воды , поступающей с эмульсией. При этом соотношение воды и жировой фа- зы поддерживают 1,27:1. Отход ща  глицеринова  вода.имеет концентрацию 16,3 % частично рециркулируетс  в эмульсатор. Далее провод т промывку жирных кислот свежей водой в насадочной колонне при соотношении массовых расходов воды и исходных триглицеридов 1:2. Конечна  глубина расщеплени  95,7 %. В табл. 3 приведены услови  гидролиза и показатели триглицерк дов по примерам 1 - 12.

1Л СП

n

4D

r

fM

vO

r

rо CO fN rH

1Л

r

in

о

00

m

(N

и

g

S о

™

о о

.н

0

00

т

OO

in ch

QO

00 (Ti

(Ti

CTi

n

ON

cr

(T

vo

fO 04

r (N ГО

о m

M

Tl

CO

.-M

-I

10

in

in a

t-

o

ro

Ol

CN

rsl

N

10

ГО

CN

in

CO CO

«it

ro

00

fO CO

in

4CO

CO

I

t

CO

CO

iH

о

ts

vo in

y

о vo

tN

о in

f) fM

in

CO

cs

о

in

о If

{N1

in

CO ГО fM

оо

ГО CN

ГМ (N

о.

«S

о, «

g

S

ITt

X

о«

о

(U3

уX

S

V

)

SН

о ж.

Ш

а:о

к п о

« о

X 

S

(

о ен

n и

EH55

ЕН

Сч

Ш VO

Claims (2)

1. со 13 Использование предлагаемого способа непрерывного гидролиза триглицеридов обеспечивает по сравнению с известным, уменьшение времени гид ролиза; улучшение качества получаемых продуктов; снижение удельных эксплуатационных расходов и увеличение удельной производительности установки. Формула изобретени  Способ непрерывного гидролиза триглицеридов путем их смешени  с водой при повышенных температуре и давлении в противотоке, о т л и чающийс  тем, что, с целью улучшени  качества целевого продукта и интенсификации процесса, исход ные триглицериды предварительно, перед смешением, эмульгируют в пр «отоке с глицериновой водой, рециркулируемой со стадии смешени  и со0 держащей 10-22 % глицерина, в при сутствии 5-10 % жирных кислот при соотношении объемных расходов водноглицериновой и жировой фаз (1-2,5)si соответственно, затем вьщерживают полученную эмульсню при210-240 с до глубины расщеплени  70 - 90 %, смешение обработанных триглицеридов с водой провод т при их объемном соотношении 1: (1,2-3) соответственно при 225-240С и давлении 25 40 ,5 атм с последующей промывкой полученных жирных кислот водой при общем соотношении массовых расходов воды и исходных триглицеридов . 1:(1-2), соответственно. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США Н) 2233845, кл. 260-415, опублик. 1941.
2. 2.Патент ФРГ 10557274, кл. 23 d 1, опублик. 1959 (прототип).