close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY17230

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2013.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 17230
(13) C1
(19)
C 11B 3/10
C 11C 3/10
C 10L 1/02
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
СПОСОБ ОЧИСТКИ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
(21) Номер заявки: a 20101221
(22) 2010.08.13
(43) 2012.04.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Гродно Азот" (BY)
(72) Авторы: Блескин Олег Игоревич;
Марачук Леонид Иванович; Кухарев Александр Семенович (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Гродно Азот" (BY)
(56) WO 03/016442 A1.
RU 2232801 C1, 2004.
EP 0389057 A2, 1990.
EP 0569110 A1, 1993.
EA 000506 B1, 1999.
WO 94/25551 A1.
MD 3011 G2, 2006.
RU 2078130 C1, 1997.
US 6015440 A, 2000.
WO 2005/052103 A1.
BY 17230 C1 2013.06.30
(57)
Способ очистки сложных эфиров жирных кислот после реакции переэтерефикации
триглицеридов жирных кислот низшими спиртами в присутствии катализатора и отделения
фазы сложных эфиров жирных кислот от глицериновой фазы, отличающийся тем, что
эфиры жирных кислот последовательно обрабатывают раствором силиката натрия и раствором кислоты при перемешивании, выпавший осадок отделяют фильтрованием, центрифугированием или отмывкой водой, отделяют водную фазу, эфиры жирных кислот
промывают деминерализованной водой с последующим отделением водной фазы, повторно промывают эфиры жирных кислот деминерализованной водой или слабым раствором
кислоты, отделяют водную фазу и сушат.
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано
для очистки сложных эфиров жирных кислот, применяемых, в частности, в качестве топлива для дизельных двигателей внутреннего сгорания.
Известны способы получения сложных эфиров жирных кислот (ЭЖК), включающие
переэтерификацию триглицеридов жирных кислот (жиров растительного или животного
происхождения) низшими спиртами в присутствии катализатора (щелочей или концентрированных кислот), отделение фазы ЭЖК от глицериновой фазы, очистку ЭЖК от побочных продуктов реакции и примесей посторонних веществ [1-4].
Известны различные способы очистки ЭЖК, например: путем промывки водой в противоточном реакторе [1] или в барботажном аппарате [4], с помощью ионообменных смол [2],
вакуумной молекулярной дистилляцией [3]. Способы [1, 2, 4] не обеспечивают достаточную очистку ЭЖК от примесей соединений кальция и магния. Способ очистки [3] требует
применения специальной техники и характеризуется высокими энергетическими затратами.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является
способ очистки ЭЖК после реакции переэтерификации триглицеридов жирных кислот
низшими спиртами в присутствии щелочного катализатора и отделения фазы ЭЖК от
глицериновой фазы, включающий промывку ЭЖК водой с последующим разделением ЭЖК
и водной фазы, отгонку остаточного спирта и осушку ЭЖК в вакуумном испарителе [1].
BY 17230 C1 2013.06.30
Недостатком известного способа является то, что готовый продукт ЭЖК имеет остаточное загрязнение кальциевыми и магниевыми солями жирных кислот, которые, в отличие
от щелочных солей жирных кислот, имеют более высокую растворимость в фазе ЭЖК,
чем в промывной воде. Повышенное содержание кальциевых и магниевых солей в готовом
продукте особенно заметно при использовании исходного сырья с высоким содержанием
кальция и магния. Некоторое снижение содержания этих примесей можно достигнуть путем промывки ЭЖК растворами кислот, однако в этом случае повышается содержание
жирных кислот в готовом продукте ЭЖК.
В соответствии с техническими условиями ТУ РБ 190276737.001-2004 "Эфиры жирных
кислот метиловые", суммарное содержание кальция и магния в товарном продукте ЭЖК не
должно превышать 5 мг/кг, натрия и калия - 5 мг/кг, кислотное число - 0,5 мг КОН/г ЭЖК.
Целью изобретения является улучшение качественных показателей ЭЖК за счет их
более глубокой очистки от кальциевых и магниевых солей жирных кислот.
Поставленная цель достигается тем, что в соответствии с предлагаемым изобретением
ЭЖК последовательно обрабатывают раствором силиката натрия и раствором кислоты
при перемешивании, выпавший осадок отделяют фильтрованием, центрифугированием
или отмывкой водой, отделяют водную фазу, ЭЖК промывают деминерализованной водой с последующим отделением водной фазы, повторно промывают ЭЖК деминерализованной водой или слабым раствором кислоты, отделяют водную фазу и сушат.
Наиболее полная очистка ЭЖК достигается при соотношении массовых долей SiO2/ЭЖК
в смеси в интервале 0,001-0,01. Рекомендуется раствор кислоты для обработки ЭЖК брать в
количестве, необходимом для частичной или полной нейтрализации щелочной составляющей
жидкого стекла в интервале соотношения долей молярных масс эквивалентов кислота/щелочь
0,04-1 или более 1 для частичной или полной нейтрализации щелочи, содержащейся в ЭЖК.
После отделения осадка промывку ЭЖК рекомендуется проводить подогретой деминерализованной водой, например, при температуре от 40 до 90 °С, так как при более низкой
температуре ухудшается отделение щелочных металлов из ЭЖК. По этой же причине последующую промывку ЭЖК целесообразно проводить слабым раствором кислоты,
например 0,05 %-ным раствором лимонной кислоты.
Сущность изобретения заключается в том, что раствор жидкого стекла, распределенный
в виде тонкой эмульсии в объеме ЭЖК, при взаимодействии с кислотой образует гелеобразные частицы кремниевой кислоты, которые являются хорошими адсорбентами кальциевых и магниевых солей, а также других труднорастворимых примесей (фосфолипиды,
воскоподобные вещества). При удалении осадка нерастворимой кремневой кислоты вместе
с ним удаляются нежелательные примеси. Дальнейшая водная промывка ЭЖК освобождает продукт от остаточных примесей, преимущественно соединений щелочных металлов.
Очистку ЭЖК в соответствии с предлагаемым изобретением проводили следующим
образом.
К 45 г неочищенного ЭЖК добавляли расчетное количество 10 %-ного раствора силиката натрия состава Na2O · 3SiO2, смесь хорошо перемешивали, затем к полученной смеси
добавляли расчетное количество раствора кислоты и продолжали перемешивание в течение 1 ч. Осадок гидрогеля кремниевой кислоты удаляли фильтрованием или отмывкой
деминерализованной водой. Водную фазу отделяли в делительной воронке.
Первую промывку ЭЖК проводили деминерализованной водой при температуре
70 °С, такую же температуру поддерживали при последующем разделении фаз. После отделения водной фазы в делительной воронке ЭЖК повторно промывали 0,05 %-ным раствором лимонной кислоты при температуре 40 °С, водную фазу отделяли, ЭЖК сушили
под вакуумом при температуре 90 °С. В случае отмывки осадка водой, перед стадией
осушки проводили полировочную фильтрацию ЭЖК, при этом заметного осадка на фильтре не остается.
Заявленный способ поясняется примерами, приведенными в табл. 1-4. В примерах с первого по девятый приведена характеристика продуктов ЭЖК, полученных в соответствии с
2
BY 17230 C1 2013.06.30
заявленным способом при варьировании различных параметров процесса очистки. В примерах 10 (и) и 11 (и) приведены для сравнения два варианта очистки ЭЖК по известному способу.
Во всех случаях в качестве исходного использовали неочищенный продукт ЭЖК, взятый
с промышленной установки после стадий переэтерификации, отделения глицериновой фазы и отгонки метанола. Неочищенный ЭЖК содержал примеси соединений щелочных и
щелочноземельных металлов, что соответствовало суммарному содержанию (Na + K) 144 мг/кг; (Ca + Mg) - 36 мг/кг, в том числе Ca - 31 мг/кг.
Из приведенных данных видно, что снижение концентрации силиката натрия в смеси
приводит к повышению содержания кальция и кислотного числа в готовом продукте. С
повышением эквивалентного соотношения кислота/щелочь повышается содержание жирных кислот в ЭЖК (кислотное число), при снижении этого соотношения снижается кислотное число, но возрастает концентрация кальция в ЭЖК.
Кислотное число очищенного продукта ЭЖК практически не зависит от вида кислоты
при одном и том же эквивалентном соотношении кислота/щелочь, но щавелевая кислота
дает лучшие результаты при очистке от соединений кальция и магния (табл. 3).
Качество очищенного продукта ЭЖК практически не зависит от того, каким способом
удаляли осадок - фильтрацией или промывкой (табл. 4).
Таблица 1
Характеристика продуктов ЭЖК, очищенных при различном эквивалентном
соотношении лимонная кислота/щелочь и в зависимости от содержания силиката
натрия в смеси (соотношение массовых долей SiO2/ЭЖК)
Соотношение долей
Соотношение
Концентрация
Кислотное
№ примера молярных масс эквива- массовых долей (Ca + Mg) в ЭЖК,
число, мг
лентов кислота/щелочь
SiO2/ЭЖК
мг/кг
КОН/г ЭЖК
1
0,6
0,002
1,4
0,58
2
0,6
0,006
0,6
0,23
3
0,6
0,010
менее 0,1
0,08
4
1
0,002
1,5
0,67
5
1
0,006
0,2
0,64
6
1
0,010
менее 0,1
0,23
7
1,3
0,002
1,5
0,82
8
1,3
0,006
0,2
0,71
ЭЖК, очищенный известным способом (без применения силиката натрия)
10 (и)
двукратная промывка водой
7,9
0,42
двукратная промывка 0,5 %-ным раство11 (и)
5,7
0,83
ром лимонной кислоты и водой
Таблица 2
Характеристика продуктов ЭЖК, очищенных при различном содержании жидкого
стекла в смеси в зависимости от эквивалентного соотношения
лимонная кислота/щелочь
Соотношение доСоотношение
Концентрация
лей молярных масс
Кислотное число,
№ примера массовых долей
(Ca + Mg) в ЭЖК,
эквивалентов
мг КОН/г ЭЖК
SiO2/ЭЖК
мг/кг
кислота/щелочь
9
0,002
0,4
3,3
0,36
1
0,002
0,6
1,4
0,58
4
0,002
1
1,5
0,67
7
0,002
1,3
1,5
0,82
3
BY 17230 C1 2013.06.30
Продолжение табл. 2
Соотношение доСоотношение
Концентрация
лей молярных масс
Кислотное число,
№ примера массовых долей
(Ca + Mg) в ЭЖК,
эквивалентов
мг КОН/г ЭЖК
SiO2/ЭЖК
мг/кг
кислота/щелочь
2
0,006
0,6
0,6
0,23
5
0,006
1
0,2
0,64
8
0,006
1,3
0,2
0,71
3
0,01
0,6
менее 0,1
0,08
6
0,01
1
менее 0,1
0,23
Таблица 3
Характеристика продуктов ЭЖК, очищенных при использовании различных видов
кислот
Соотношение
№ примассовых домера
лей SiO2/ЭЖК
9
10
11
Соотношение долей
Концентрация
молярных масс
Вид кислоты
(Ca + Mg) в
эквивалентов
ЭЖК, мг/кг
кислота/щелочь
0,002
0,002
0,002
лимонная
щавелевая
соляная
0,4
0,4
0,4
3,3
1,0
1,5
Кислотное
число,
мг КОН/г
ЭЖК
0,36
0,39
0,37
Таблица 4
Характеристика продуктов ЭЖК, очищенных с применением различных способов
удаления осадка гидрогеля кремниевой кислоты
№ примера
Соотношение
массовых долей SiO2/ЭЖК
2
0,006
12
0,006
Соотношение долей
Концентрация
молярных масс
Способ уда(Ca + Mg) в
эквивалентов кис- ления осадка
ЭЖК, мг/кг
лота/щелочь
0,6
фильтрация
0,6
промывка
0,6
0,7
водой
Кислотное
число,
мг КОН/г
ЭЖК
0,23
0,26
Кроме приведенных результатов анализа, для каждого образца ЭЖК определяли суммарное содержание щелочных металлов, которое во всех примерах не превышало
0,5 мг/кг.
Таким образом, из приведенных примеров видно, что во всех случаях предложенный
способ дает более глубокую очистку от кальциевых и магниевых солей жирных кислот по
сравнению с известным, то есть цель изобретения достигнута.
Источники информации:
1. Патент WO 03/016442.
2. Патент США 6.015.440.
3. Патент РФ 2078130.
4. Патент WO 2005/052103.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
101 Кб
Теги
by17230, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа