Способ получения смеси высших жирных кислот

Способ получения смеси высших жирных кислот

Реферат

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способам переработки масложирового сырья с целью получения смеси высших жирных кислот, которые широко используются в химической, нефтехимической, лакокрасочной, шинной и других отраслях промышленности.

Известен способ получения смеси высших жирных кислот в процессе щелочной рафинации растительных масел с получением маслосодержащего осадка (соапстока), доомылением последнего, обработкой минеральной кислотой (как правило серной кислотой) с целью выделения свободных жирных кислот, промывкой полученных кислот, сушкой и последующей дистилляцией. («Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров», Л., изд-во ВНИИЖ, стр.75-101, т.4, 1975 г.).

Недостатком данного способа является необходимость использования минеральной (серной) кислоты, наличие кислых стоков, подлежащих нейтрализации, что приводит к образованию значительного количества сточных вод, содержащих сернокислые соли, очистка которых сложна и требует больших материальных затрат.

Известен способ получения смеси высших жирных кислот путем безреактивного гидролиза композиции растительных масел, состоящей из 70-80% масс. высокоолеинового подсолнечного масла и 20-30% горчичного или рапсового масел или их смеси, с последующей дистилляцией полученных жирных кислот (А.с. № 1373724 «Способ получения смеси ненасыщенных высших жирных кислот», С11C 1/04, С07С 57/02, 1988 г.).

Недостатком данного способа является необходимость расходования 100% пищевых растительных масел и 2-стадийное расщепление масел в автоклавах периодического действия с использованием острого пара высокого давления (2,5 МПа).

Наиболее близким по технической сущности и свойствам получаемого продукта к предлагаемому способу является способ получения смеси высших жирных кислот, путем безреактивного гидролиза в два периода композиции растительных масел в присутствии свободных жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел, используемых в рецептуре, и последующей дистилляцией полученных жирных кислот. (А.с. № 1664825 «Способ получения смеси высших непредельных кислот», С11С 1/04, С07С 57/12, 1991 г.)

Этот способ принят за прототип.

Недостатком способа является значительный расход пищевых масел - до 80 мас.% и необходимость использовать при гидролизе острый пар высокого давления (2,5 МПа), что обуславливает необходимость применения металлоемких автоклавов и высокие энергетические затраты. Кроме того, в расщепляемой композиции используют до 30 мас.% жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел, технология получения которых, как показано выше, небезупречна с точки зрения экологии.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение расхода используемых пищевых растительных масел, упрощение способа за счет исключения двух периодов безреактивного гидролиза, повышения качества дистиллированных жирных кислот.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения смеси высших жирных кислот из жирового сырья с последующей их дистилляцией, причем жирные кислоты выделяют из растительного масла путем его дистилляции при температуре 230-260°С и остаточном давлении 0,13-0,8 кПа, а полученный дистиллят дополнительно подвергают дистилляции при температуре 210-220°С и остаточном давлении 0,67-1,33 кПа. В качестве растительного масла может быть использовано подсолнечное, а на повторную дистилляцию подают первичный дистиллят с кислотным числом 140-160 мг КОН/г.

В процессе дистилляции подсолнечного масла при низком остаточном давлении и высокой температуре обеспечивается испарение свободных жирных кислот, одорирующих веществ и других летучих соединений, их отделение от потока масла и последующей конденсации из парогазовой смеси.

Поскольку в процессе дистилляции имеют место механические потери масла за счет капельного уноса с паровой фазой, полученный дистиллят представляет собой смесь преимущественно жирных кислот и нейтрального масла с массовой долей жирных кислот 70-80%.

Необходимо отметить, что растительное масло, подвергаемое высокотемпературной дистилляции, очищается от примесей, приобретая дополнительную пищевую ценность, а не расщепляется полностью, как в способе, принятом за прототип. Повторную дистилляцию выделенного из подсолнечного масла дистиллята с кислотным числом 140-160 мг КОН/г проводят в мягких режимах при температуре 210-220°С и остаточном давлении 0,67-1,33 кПа, что позволяет повысить кислотное число полученных жирных кислот до 193,6 мг КОН/г и снизить содержание неомыляемых в продукте до 2,7 мас.%.

При проведении заявителем анализа уровня техники не был обнаружен аналог, характеризующийся всеми признаками заявленного изобретения, а определение прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило выявить совокупность существенных отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Приводим примеры осуществления предлагаемого способа и способа, принятого за прототип.

Пример 1 (прототип).

Композицию, состоящую из 75% подсолнечного масла и 25% жирных кислот, выделенных из соапстоков подсолнечного масла, с кислотным числом 60 мг КОН/г подвергают безреактивному гидролизу при температуре 225°С и давлении 2,5 МПа в два периода со сменой воды при общем соотношении реагирующих компонентов 1:0,75.

Расщепленную композицию с кислотным числом 184 мг КОН/г дистиллируют при температуре 230°С и остаточном давлении 1,33 кПа. После дистилляции получены жирные кислоты с кислотным числом 192 мг КОН/г и содержанием неомыляемых 3,4 мас.%

Пример 2.

Подсолнечное масло с кислотным числом 2,25 мг КОН/г подвергают дистилляции при температуре 230°С и остаточном давлении 0,13 кПа. Выделенный дистиллят с кислотным числом 140 мг КОН/г подвергают повторной дистилляции при температуре 210°С и остаточном давлении 0,67 кПа.

После вторичной дистилляции получены жирные кислоты с кислотным числом 192,6 мг КОН/г и содержанием неомыляемых 3,2 мас.%.

Примеры 2, 3, 4 осуществления предлагаемого способа в сравнении с прототипом (пример 1) приведены в таблицах 1 и 2.

При этом примеры 2, 3, 4 подтверждают возможность осуществления заявляемого способа, что отражено в формуле изобретения.

Запредельные значения параметров процесса дистилляции масла при остаточном давлении менее 0,13 кПа нецелесообразны из-за резко возрастающих расходов на обеспечение вакуума; повышение температуры дистилляции свыше 260°С нецелесообразно во избежание нежелательных побочных реакций - полимеризации, термического распада, окисления и др., приводящих к ухудшению качества и снижению выхода получаемых продуктов.

Запредельные значения параметров процесса вторичной дистилляции выделенного из масла дистиллята по температуре дистилляции выше 220°С и по остаточному давлению ниже 0,67 кПа приводят к переходу из гудрона в дистиллят нежелательных примесей, что увеличивает содержание неомыляемых и снижает кислотное число получаемых жирных кислот.

Снижение температуры вторичной дистилляции ниже 210°С и повышение остаточного давления выше 1,33 кПа приводит к неоправданной потере товарных жирных кислот, остающихся в гудроне.

Таким образом, предлагаемый способ получения смеси высших жирных кислот по сравнению с прототипом позволяет:

- снизить удельный расход растительного масла на производство дистиллированных жирных кислот в 2,5-5 раз;

- упростить технологию получения дистиллированных жирных кислот за счет исключения двух периодов безреактивного гидролиза и снижения общего количества стадий с 3-х до 2-х;

- повысить качество дистиллированных жирных кислот за счет повышения кислотного числа до 193,6 мг КОН/г и снижения содержания неомыляемых до 2,7 мас.%.

Таблица 1Технологические параметры способов
№ п/п	Рецептура сырьевой композиции, мас.%	Кислотное число сырьевой композиции, мг КОН/г.	Перечень технологических операций.	Выделение жирных кислот из сырьевых композиций	Дистилляция
Безреактивный гидролиз	Дистилляция масла	Дистилляция жирных кислот после гидролиза	Дистилляция выделенного из масла дистиллята
t, °С	Р, МПа	Количество периодов
t, °С	P, МПа	t, °С	P, кПа	t, °С	P, кПа
1.	Подсолнечное масло - 75Жирные кислоты соапстоков подсолнечного масла - 25 (прототип)	60,0	Безреактивный гидролиз масла. Дистилляция сырых жирных кислот.	225	2,5	2	-	-	230	1,33	-	-
2.	Подсолнечное масло - 100	2,25	Дистилляция масла. Дистилляция жирных кислот дистиллята растительного масла.	-	-	-	230	0,13	-	-	210	0,67
3.	Подсолнечное масло - 100	4,3	-	-	-	240	0,4	-	-	215	0,95
4.	Подсолнечное масло - 100	5,9	-	-	-	260	0,8	-	-	220	1,33

Таблица 2Показатели качества товарных и промежуточных продуктов
№ п/п	Рецептура сырьевой композиции, мас.%	Кислотное число сырьевой композиции, мг КОН/г	Кислотное число продуктов гидролиза, мг КОН/г	Кислотное число после дистилляции продуктов гидролиза, мг КОН/г	Кислотное число после первичной дистилляции масла, мг КОН/г	Кислотное число после повторной дистилляции выделенного из масла дистиллята, мг КОН/г	Количество стадий процесса	Расход пищевого масла на 1 т жирных кислот, кг/т	Содержание неомыляемых, мас.%
1.	Подсолнечное масло - 75 Жирные кислоты соапстоков подсолнечного масла - 25 (прототип)	60,0	184	190	-	-	3	850	3,4
2.	Подсолнечное масло - 100	2,25	-	-	140,0	192,6	2	330	3,2
3.	Подсолнечное масло - 100	4,1	-		150,4	193,2	2	240	2,9
4.	Подсолнечное масло - 100	5,9	-	-	160,0	193,6	2	160	2,7

1. Способ получения смеси высших жирных кислот, включающий выделение жирных кислот из жирового сырья с последующей их дистилляцией, отличающийся тем, что жирные кислоты выделяют из подсолнечного масла путем его дистилляции при температуре 230-260°С и остаточном давлении 0,13-0,8 кПа, полученный дистиллят повторно подвергают дистилляции при температуре 210-220°С и остаточном давлении 0,67-1,33 кПа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на повторную дистилляцию подают первичный дистиллят с кислотным числом 140-160 мг КОН/г.