Способ получения изомеризованного растительного масла

Способ получения изомеризованного растительного масла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к производству высыхающих на воздухе красок, лаков, покрытий , облицовок, слоистых материалов, обоев, сварочных присадок, литейных форм, адгезивов и пропиток для волокон. Целью изобретения является интенсификация процесса и улучшение качества целевого продукта за счет устранения побочных реакций. Нагревают растительное масло до 273405 К в среде апротонного растворителя в количестве 30-900% от массы масла в атмосфере нейтрального газа в присутствии катализатора изомеризации - алкоголятов щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 0,1-6% от массы масла. Катализатор используют в виде суспензии, полученной из части или всего количества апротонного растворителя и обработанной ультразвуком с частотой 21-24 кГц в течение 5-50 мин. Полученный продукт обрабатывают минеральной кислотой в стехиометрическом отношении к массе катализатора, отделяют из смеси твердую фазу продуктов взаимодействия кислоты с катализатором фильтрацией или центрифугированием, отгоняют растворитель из оставшейся смеси и промывают выделенное масло водой. В масло и/или растворитель, и/или реакционную смесь может быть введен стабилизатор, вы бранный из ряда: сульфат натрия, сульфат кальция, сульфат марганца, галид кальция, карбонат калия, гранулированная окись алюминия, гидрид натрия, гидрид лития, гидрид калия, гидрид кальция, гидрид бария , цеолиты 4А и 5А или их смеси в количестве 0,1-10% от массы масла. Перед отделением твердой фазы в реакционную смесь добавляют воду в количестве 1-18% от массы масла и растворителя. Катализатор изомеризации и стабилизатор вводят непрерывно прямотоком или противотоком относительно масла. В качестве минеральной кислоты используют соляную, и/или серную, и/или фосфорную кислоту. СП а v| Ю О vj О W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)з С 07 С 69/52

ГОСУДАРСТВЕННО КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

" ""I-"é6 тИИ3

i.A

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4356186/13 .(22) 15.07.88 (31) P-266904; P-266942; P-267635 (32) 16.07.87: 20.07.87; 07.09.87 (33) PL (46) 23,09,91. Бюл. hk 35 (71) Политехника Щециньска, Заклады Хемичне "Щецин" (Р1 ) (72) Ежи Шафко, Казимеж Калюцкий, Ян

Родэевич, Збуслав Косиньский, Анджей Ярчак, Кшиштоф Гарбарук, Тадеуш Войнич, Януш Мазурчак и Петр Бернацкий (PL) (53) 665.1.09(088.8) (56) Патент ФРГ йг 2155727, кл. С 07 С 69/52, 1971. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОМЕРИЗОВАННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА (57) Изобретение относится к производству высыхающих на воздухе красок. лаков, покрытий, облицовок, слоистых материалов, обоев, сварочных присадок, литейных форм, адгезивов и пропиток для волокон, Целью изобретения является интенсификация процесса и улучшение качества целевого продукта за счет устранения побочных реакций.

Нагревают растительное масло до 273405 К в среде апротонного растворителя в .количестве 30-900% от массы масла в атмосфере нейтрального газа в присутствии катализатора изомеризации — алкоголятов

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

„,5U 1679976 А3 щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 0,1-6% от массы масла. Катализатор используют в виде суспензии, полученной из части или всего количества апротонного растворителя и обработанной ультразвуком с частотой 21-24 кГц в течение

5-50 мин. Полученный продукт обрабатывают минеральной кислотой в стехиометрическом отношении к массе катализатора, отделяют из смеси твердую фазу продуктов взаимодействия кислоты с катализатором фильтрацией или центрифугированием, отгоняют растворитель из оставшейся смеси и промывают выделенное масло водой. В масло и/или растворитель, и/или реакционную смесь может быть введен стабилизатор, выбранный из ряда: сульфат натрия, сульфат Я кальция, сульфат марганца, галид кальция, карбонат калия, гранулированная окись алюминия, гидрид натрия, гидрид лития, гидрид калия, гидрид кальция, гидрид бария, цеолиты 4А и 5А или их смеси в количестве 0,1-10% от массы масла. Перед отделением твердой фазы в реакционную смесь добавляют воду в количестве 1-18% от массы масла и растворителя. Катализатор 0 изомеризации и стабилизатор вводят непрерывно прямотоком или противотоком О относительно масла. В качестве минераль- ) ной кислоты используют соляную, и/или серную, и/или фосфорную кислоту. ос к способам получения изомеризованного растительного масла.

Целью изобретения является интенсификация процесса и улучшение качества це1679976 левого продукта за счет устранения побочных реакций, Растительное масло нагревают до температуры 273-405 К в среде апротонного растворителя в количестве 30 — 9007 от массы масла в атмосфере нейтрального газа в присутствии катализатора изомериэацииалкоголятов щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 0,1 — 6, от массы масла в виде суспензии в части или во всем количестве апротонного растворителя, обработанной ультразвуком с частотой 21—

25 кГц в течение 5-50 мин, Обрабатывают полученный продукт минеральной кислотой в стехиометрическом соотношении к массе катализатора. Отделяют из смеси твердую фазу продуктов взаимодействия кислоты с катализатором фильтрацией или центрифугированием, отгоняют растворитель из оставшейся смеси и промывают выделенное масло водой, Кроме этого, в масло и/или растворитель, и/или реакционную смесь вводят стабилизатор, выбранный из ряда; сульфат,натрия, сульфат, кальция, сульфат марганца; галид кальция, карбонат калия, гранулированная окись алюминия, гидрид натрия, гидрид лития, гидрид калия, гидрид кальция, гидрид бария, цеолиты 4А и 5А или их смеси в количестве 0,1 — 10 от массы .масла, перед отделением твердой фазы в реакционную смесь добавляют воду в количестве 0,1 — 18 от массы масла и растворителя. Катализатор изомеризации и стабилизатор вводят непрерывно прямото ком или противотоком относительно масла, а в качестве минеральной кислоты берут соляную, серную и/или фосфорную кислоту.

В качестве катализаторов изомеризации используют алкоголяты следующих металлов: Na, К, Са, Mg, Zn, At, с одноатомными спиртами, имеющими 1 — 12 атомов углерода, предпочтительно 1 — 6, к которым относятся метанол, этанол, пропанол, гексанол, октанол и нонанол. В качестве апротонных растворителей используют диэтилформамид, диэтилацетамид, диметилсульфоксид, диэтилэфиргликоль, тетраметилсульфон, п-метилпирролидон, триамид гексаметилфосфорной кислоты, циклогексанон, этиленкарбонат и т.д.

При выбранных условиях обеспечивается ускорение основной реакции изомеризации в 3 — 4 раза и устранение побочных реакций типа гидролиза, аминолиза и полимеризации. При этом обработка ультразвуком позволяет получить оптимальное распределение и средние размеры частиц катализатора и стабилизатора с развитой реакционной поверхностью. Стабилизиру10

55 ющие добавки действуют при этом как вещества, связывающие воду в реакционной среде, которая может разлагать катализатор, понижая его концентрацию и способствуя побочным реакциям продуктов распада катализатора с маслом. Ввод в реакционную смесь минеральной кислоты позволяет регулировать и задавать оптимальную продолжител ьность процесса изомериэации.

При этом образующийся осадок солей катализатора и стабилизатора, который плохо или совсем не растворяется в смеси маслорастворитель, может быть выведен центрифугированием или фильтрацией.

Добавление воды облегчает проведение центрифугирования и фильтрации. Кроме этого, при последующей промывке масла водой не образуется эмульсия, В результате получают масло светлого цвета, не отличающееся от цвета исходного масла. Содержание свободных жирных кислот в нем приближается к сырому маслу. или несколько выше. Кроме этого, оно не содержит минеральных кислот.

Пример 1. В термостатированный реактор, снабженный смесителем, впускным и выпускным отверстиями для газообразного азота и парциальным конденсатором горячего орошения, вводят

100 г рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты и 60 г диметилформамида и содержимое смешивают при 293 К в течение 1 ч. Затем добавляют 69 г суспензии, полученной в результате обработки ультразвуком частотой 21 кГц в течение

15 мин смеси 4 r метилата калия и 65 r диметилформамида. Через 6 ч получают изомеризованное рапсовое масло с эффективностью сопряжения 957, и кислотным числом 1,6 мг КОН/г масла.

Пример 2. В реактор, используемый в примере 1, дополнительно снабженный соединителем приемной трубки, непрерывно подают 100 г/ч рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты, нагретого до температуры 340 К, и прямотоком 128 г/ч суспензию 125 t диметилформамида и 3 г метилата калия, полученную аналогично примеру 1. Время пребывания смеси в реак-. торе 60 мин,. Получают изомериэованное масло с коэффициентом сопряжения 967 и кислотным числом 1,2 мг КОН/г масла.

Пример 3. В реактор, используемый в примере 1, подают 100 г рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты, 60 г диметил<Ьормамида и 10 r гранулированной окиси алюминия и все компоненты перемешивают при 293 К в течение 2 ч. Затем в реактор подают суспензию 4 г метилата калия в 65 г диметилформамида, 1679976

50 содержащего 10 г гранулированной окиси алюминия, которую обрабатывают ультразвуком частотой 21 кГц в течение 15 мин, Через 7 ч получают иэомеризованное рапсовое масло с коэффициентом сопряжения

96% и кислотным числом 0,8 мг КОН/г масла, Пример 4. В реактор, используемый в примере 1, вводят 20 r цеолита 4k и непрерывно подают 100 r/÷ рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты, нагретого до 340 К, и 125 r/÷ диметилформамида, содержащего суспензию 3 г метилата калия, полученную путем ультразвуковой обработки, аналогично примеру 3. Через

60 мин получают изомеризованное масло с коэффициентом сопряжения 99% и кислотным числом 1,2 мг КОН/r масла.

Пример 5, В реактор, нагревэемый водяной рубашкой, объемом 1 л, снабженный мешалкой, впускным и выпускным отверстиями для нейтрального газа, для изомеризации подают 100 г рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты и 150 r суспензии диметилформам «дэ и метилата калия, обработанной ультразвуком, аналогично примеру 4. Процесс ведут при температуре 323 K. 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 отделяют твердый осадок нг центрифуге при 500 об/мин в течение 0,5 ч. Смесь масла с диметилформамидом после очистки от осадка возвращают в реактор и отгоняют 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

KOHIг масла. Изомеризованное масло не содержит. серной кислоты.

Пример 6. Аналогичен примеру 5, но .в реакционную среду вводят в качестве стабилизатора 5 г сульфата магния. После проведения реакции иэомеризации в течение 3

4 в смесь добавляют 2,14 г концентрированной серной кислоты, снижают температуру до 293 К, после чего добавляют 10 мл воды и содержимое реактора фильтруют. Из отфильтрованной смеси диметилформамид отгоняют при давлении 133 кПа. Степень изомеризации полученного масла составляет 98% от теоретической величины, цвет по шкале Гарднера 6, кислотное число 1,5 мг

КОН/г масла.

Пример 7. В реактор, используемый в примере 5, подают 100 г соевого масла, 50 г диметилформамида и 3 г карбоната калия..Смесь перемешивают в течение 0,5 ч при 303 К. Затем в реактор подают суспензию, состоящую иэ 80 r диметилформэмида, 3 r этилата калия и 5 г гидри 1а кальция, 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 0,5ч и из жидкой фазы удаляют растворитель вакуумной перегонкой. Степень изомеризации полученного масла составляет 96% от теоретической величины.

Пример 8, В реактор, используемый в примере 5, подают 100 г льняного масла, 100 г диметилформамида и 5 г галида кальция, Смесь перемешивают при температуре

323 К в течение 0,5 ч, Затем в реактор подают суспензию, состоящую из 100 г диметилформамида. 2 г трет-бутилэта калия, 3 г сульфата натрия и 3 г гидрида лития, которую получают обработкой. ультразвуком частотой 21 кГц в течение 40 мин, Через

15 мин в реактор подают стехиометрическое количество концентрированной соляной кислоты, содержимое перемешивают 30 мин, после его добавляют 15 мл воды.

Реакционную смесь разделяют на фазы, из фазы масла отгоняют рэстворитель, масло промывают водой и сушат. Полученное масло имеет степень сопряжени" 99% от теоретической, кислотное число 0,8 мг КОН/r масла и цвет по шкале Гарднера 5, Пример 9 (по известному способу). B реактор, используемый в примере 5, вводят

100 г рэпсового масла, 125 г диметилформамида и 4 г метилата калия. Содержимое реактора перемешивают при температуре 365

К в течение 4 ч, отгоняют 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 изомериэации 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 растворителя позволяет ускорить процесс иэомеризации с 4 до 0,5-1 ч и улучшить

1679976

Составитель В.Гордеев

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Н.Гулько

Заказ 3225 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-изда1ельский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 качество изомеризованного масла за счет повышенмя степени иэомеризации с 70 до

90-997ь, снижения кислотного числа с 8.3 до

0,8 — 1,5 мг КОН/r масла и цветности.

Формула изобретения

1. Способ получения иэомеризованного растительного масла путем его нагрева до

273-405 К в среде апротонного растворителя в количестве 30-900 от массы масла в 10 атмосфере нейтрального газа в присутствии катализатора изомеризации в виде алкоголятов щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 0,1 — 6ф от массы масла, отгонки растворителя, обработки 15 полученного продукта минеральной кислотой и промывки его водой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшения качества целевого продукта за счет устранения побочных реак- 20 ций, катализатор изомериэации используют в виде суспенэии в том же растворителе, обработанной ультразвуком с частотой 21—

24 кГц в течение 5.— 50 мин, при этом суспензию получают из части или всего количе- 25 ства используемого растворителя, а обработку кислотой ведут перед отгонкой растворителя, причем кислоту берут в стехиометрическом соотношении к массе. катализатора, после чего иэ смеси отделяют 30 твердую фазу продуктов взаимодействия кислоты с катализатором фильтрацией или центрифугированием.

2. Способ по п,1. о тл и ч а ю щи и с я тем, что в масло и/или растворитель, и/или реакционную смесь вводят стабилизатор, выбранный из ряда: сульфат натрия, сульфат кальция, сулЬфат марганца, галид кальция, карбонат калия, гранулированная окись алюминия, гидрид натрия, гидрид лития, гидрид калия, гидрид кальция, гидрид бария, цеолиты 4А и 5А или их смеси, в количестве 0,1-10 от массы масла.

3. Способ поп.1,отл ича ющийся тем, что перед отделением твердой фазы в реакциойную смесь добавляют воду в количестве 1 — 18 (, от массы масла и растворителя.

4. Способ попп.1 и2. отл ича ющийс я тем, что катализатор иэомеризации и стабилизатор вводят непрерывно прямотоком или противотоком относительно масла.

5. Способ по и 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты берут соляную и/или серную, и/или фосфорную кислоту.

Приоритет по пунктам:

16.07.87 по пп.1 и 2

20.07.87 по пп.3 и 4

07.09.87 по пп.5— - 8.