Способ переработки сульфатного мыла

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФАТНОГО МЫЛА, включающий очистку его от неомьшяемых веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, разделение рафината и экстракта, выделение из рафината таллово.о масла и отгонку этилацетата из экстракта с последующим вьаделением старина , отличающийся тем, что, с цепью упрощения способа и получения дополнительного целевого продукта - концентрата неомьшяемых веществ, отгонку этилацетата из экстракта ведут до содержания сухих веществ в нем 20-30 мас.%, в упаренный экстракт гобавляют воду в количестве 3-4 мас.% от оставшегося этилацетата, охлаждают его до 4-15 с, отделяю кристаллы стерина, а из маточного р створа отгоняют остаток этилацетата с получением концентрата неомыляемых веществ.

СОЮЗ GQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

МШ С 11 В 13 04!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

lI0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 35 32247/28-13 (22) 30.12.82 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) В.Е.Ковалев, В.Б.Некрасова, Т.И.Егорова, Т.Ф.Никуленкова, И.П.Жукова, Г.А.Узлов и A.Н.Трофимов (71) Ленинградская ордена Ленина лесотехническая академия им.С.N.Кирова и Центральный научно-исследовательский институт лесохимической промьыленности (53) 668.18(088 ° 8) (56) 1. Ковалев В.E. и др. Влияние неомыляемых веществ.на качество таллових продуктов. - "Лесной журнал", 1977, Р 2, с ° 113-117.

2. Патент CDIA Р 3803114, кл. 260-977, 1974 °

3, Авторское свидетельство СССР

Р 745929, кл. С 11 D 13/04, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3279436/28-13, кл. С 11 D 13/04, 23.04.81 (прототип)..„SU.„?6439. А (54)(57) СПОСОБ. ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФАТНОГО МЫЛА, включающий очистку его от неомыляемых вещ ств экстракцией этилацетатом в присутствии воды, разделение рафината и экстракта, выделение из рафината таллового масла н отгонку этилацетата из экстракта с последующим выделением стерина, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и получения дополнительного целевого продукта — концентрата неомаляемых веществ, отгонку этилацетата из экстракта ведут дс содержания сухих веществ s нем 20-30 мас.%, в упаренный экстракт г бавляют воду в количестве 3-4 мас.% от оставшего- а

O ся этилацетата, охлаждают его до

4-15 C отделяют кристаллы сте а из маточного раствора отгоняют остаток этилацетата с получением концентрата неомлляемых веществ.

1076439

Изобретение относится к способам переработки сульфатного мала и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленностях при очистке сульфатногс мыла от варки древесины лиственных н хвойных пород.

Известен способ очистки сырого сульфатного мыла путем удаления из не.го нейтральных веществ с целью получения высококачественных таллових продуктов с высоким выходом Г1).

Известен способ переработки сульфатного мыла путем удаления неомыляемых веществ экстракционным методом. Для этого сульфатное мило смешивают с водой и деэмульгируюшим низ комолекулярным спиртом, затем смесь обрабатывают углеводородом для извлечения нео ыляеьих веществ.

Полученную смесь разделяют на экстракт, содержащий неомыляемые вещества, и рафинат - очищенное сульфатное мило, из которого подкислением выделяют талловое мыло. Из экстракта регенерируют растворитель, а неомыляемые вещества сжигают. Степень извлечения неомыляемых веществ

75-80% Г2 ).

Недостатком укаэанного способа является нерациональное использование сульфатного мыла, поскольку неомыляемые вещества сжигаются. При этом степень экстракции неомыляемых веществ от мыла не превышает достаточно полной очистки мыла от неоьыляемых веществ. Кроме того, при экстракции используют систему двух растворителей, что усложняет их регенерацию.

Известен способ переработки сульфатного мыла, включающий очистку сульфатного мыпа от неомыляемых ве-. ществ, в котором для экстракции используют один растворитель — этилацетат в присутствии воды. Способ предусматривает отгонку этилацетата из экстракта и выделение из рафината таллового масла. Степень очистки мыла 90% f3).

Однако согласно этому способу неомыляемие вещества не утилизируются, что очень существенно при дефиците органического сырья, а также не предусматривается выделение биологически активного вещества р-ситостерина.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ переработки сульфатного мыла, который

" обеспечивает получение, помимо таллового масла, Р -ситостерина. Способ включает очистку сульфатного мыла от неомыляемых веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, отгонку этилацетата из экстракта с

65 последующим отделением р -ситостерина и выделение из рафината таллового масла )"4).

Указанный способ позволяет наиболее полно извлекать компоненты неомыляемях веществ сульфатного мыла по сравнению со всеми известными способами очистки мыла методом экстракции. Однако этот способ многостадиен, сложен, требует использования хлорида металла и низкомолекулярного. спирта. На стадии отделения р -ситостерина остается маточный раствор, содержащий смесь хлористого кальция и части неомыляемых веществ, из которой хлористый кальций выделяют сжиганием органических примесей, в результате чего неомыляемые вещества теряются, тогда как концентрат их является ценным продуктом, используемым как гидрофобизатор и пластификатор в производстве древесно-волокнистых плит, в мыловарении и в производстве обувных кремов.

Цель изобретения — упрощение способа и получение дополнительного целевого продукта - концентрата неомыляемых веществ.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфатиого мыла, включающему очистку его от неомыляемых веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, разделение рафината и экстракта, выделение из рафината таллового масла и отгонку этилацетата из экстракта с последующим выделением стерина, отгонку этилацетата из экстракта ведут до содержания сухих веществ в нем 20-30 мас.В, в упаренный экстракт добавляют воду в количестве 3-4 мас.В от оставшегося этилацетата, охлаждают его до 4

15 С, отделяют кристаллы стерина, а из маточного раствора отгоняют остаток этилацетата с получением концентрата неомыляемых веществ.

Способ позволяет создать безотходное производство по переработке сырого сульфатного мыла.

В процессе переработки сырого сульфатного мыла по предлагаемому способу экстракт упаривают до содержания сухих веществ 20-30 мас.Ъ.

При содержании в упаренном экстрак те менее 20 мас.Ъ неомыляемых веществ резко падает выход стерина, а при более высоком содержании неомыляемых веществ (более 30 мас.%) стерин содержит значительную примесь других нейтральных веществ (углеводородов, алифатических спиртов j, т.е. снижается чистота стерина. В упаренный экстракт добавляют воду, что упрощает технологию выделения кристаллического стерина и позволяет получить концентрат неомыляемых

1076439 веществ. Воду добавляют т: количестве 3-4 мас.Ъ от оставшегося этилацетата. При добавлении воды менее ,3 мас.Ъ образуется желеобразная масса, из которой кристаллы стерина не выпадают. При добавлении воды более 4 мас.% образуется нижний слой воды, и она выделяется из раствора. Количество добавляемой воды выведено эмпирически, так как, повидимому, снижается растворимость неовыляемых веществ, н том числе стеринов в этилацетате.

Полученный экстракт охлаждают до 4-15 о С, так как при температуре кристаллизации ниже 4 С на кристаллах появляются мазистые включе- ния неомыляемых веществ, т.е. снижается чистота стерина и выход концентрата, а при температуре кристаллизации выше 15 С снижается выход стеринон.

Из маточного раствора отгоняют этилацетат до исчезновения следов растворителя, в результате чего получают концентрат неомыляемых веществ в количестве 7-19 мас.Ъ в зависимости от содержания неомыляемых веществ н исходном сырье.

Пример1 1. 100 г сырого сульфатного мыла влажностью 25% от варки хвойной древесины с содержанием неомыляемых веществ 12% в расчете на сухое вещество смешивают со 100 r воды и 75 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 С. Полученную гомогенную о массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза по 250 г этилацетата.

Экстракт (1084 г) с содержанием сухих веществ 1% упаривают до содержания сухого вещества 25 мас.Ъ, что соответствует соотношению сухое вецествос растворитель 1:3. Отгоняют 1084 г этилацетата. Упаренный экстракт (Зб г ) помецают в колбу с обратным холодильником, приливают 0,95 г воды (3 5 мас.Ъ от этилацетата в растворе) при 65 С и постоянном перемешивании в течение

15 мин. Затем растнор охлаждают о до 10 С и ставят на кристаллизацию при этой температуре в течение 20 ч. Кристаллы стерина отфильтровывают и сушат. Выход составляет

2,25 г или 3,0% от сухого сульфатного мыла. T.пл. 132-134 С. Фильтрат, содержащий концентрат неомыляемых веществ, отгоняют от растворителя. Выход концентрата 6,75 r, что составляет 9% от сухого сульфатного мыла.

Пример 2. 50 г сырого сульфатного жила с влажностью 36Ъ от варки смеси древесины березы, осины, ели, сосны с содержанием неомыляемях веществ 22% н расчете на сухое вещество смешивают с 50,0 r воды и 32 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 20 С.

Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 ра5 за по 170 r этилацетата. Экстракт (719 г ) с содержанием сухого вецества 1% упаривают до содержания сухого вецества 30 мас.Ъ, что соответствует соотношению сухое не}(} щество : растворитель 1 : 2,3;при этом отгоняют 696 г этилацетата.

Упаренный экстракт (23 г) помещают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,65 г воды (4 мас.Ъ от этилацетата в растворе о при 60 С и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор

-охлаждают до 8 С и ставят на кристаллизацию при этой температуре в течение 20 ч. Кристаллы стерина

2О отфильтровывают от маточного раствора и сушат. Выход стерина с т.пл. 128-132 (1,02 г ) 3,2% от сухого сульфатного мыла. Из маточно25 го раствора отгоняют растворитель до получения концентрата неомыляемых веществ. Выход концентрата

6,02 г, что составляет 18,8% от сухого сульфатного вила.

Пример 3. 20 r сырого суль30 фатного мыла с влажностью 35% от варки древесины совины с содержанием неомыляемых нецеств 10% в расчете на сухое вещество смешивают с 20 r воды и 13 r этилацетата в колбе с

35 обратным холодильником при 25 С.

Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза по ЗО r этилацетата. Экстракт (134,3 r ) с содержанием сухого вецества 1% упаривают до содержания сухого вещества 20 мас.Ъ, что соответствует соотношению сухое вещество : растворитель 1 : 4, при этом отгоняют 127,8 г этилацетата. Упаренный экстракт (6,5 r ) помецают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,15 r горячей во, ды (3 мас.Ъ от этилацетата )при

70 С и постоянном перемешивании во течение 15 мин. Затем раствор охлаж50 дают до 15 С и ставят га кристаллио зацию при этой температуре в течение 20 ч. Выпавшие кристаллы стери- . на отфильтровывают, сушат. Выход

0,36 r, что составляет 2,8Ъ от

55 сухого сульфатного мыла, т.пл. 133135 С. Из маточного раствора отгоо няют этилацетат до исчезновения его следов. Получают концентрат неомыляемгх веществ в количестве 1,0 r, g0 что составляет -7,2 % от сухого сульфатного мыла.

Пример 4. 100 r сырого сульфатного мыла с влажностью ЗЗЪ от варки лиственничной древесины с примесью древесины сосны с содер

1076 439 жанием неомыляеьих веществ 22% в расчете на сухое вещество смешивают со 100 r воды и 67 r этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 .С. Полученную гочогенную массу экстрагируют в делительной 5 воронке 4 раза по 400 г этилацетата.

Экстракт (1682 r)с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания сухого вещества 17 мас.%, что соответствует соотношению сухое 10 вещество г растворитель 1:5, при этом отгоняют 1592 г этилацетата.

Упаренный экстракт (190 r ) помещают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают 2,95 г горячей воды (3 мас.% от этилацетата в растворе ) при 25 С и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор охлаждают до 10 С и ставят на кристаллизацию при этой температуре в течение 20 ч. Кристаллы стерина отфильтровывают и высушивают. Выход стерина 1 r или

1,5% от сухого сульфатного мяла.

Т.пл. 135-137 C. От раствора отгоняют этилацетат до получения концентрата неомыляемых веществ. Выход концентрата 14 r или 20,5% от сухоro сульфатного мыла.

Пример 5. 150 r сырого сульфатного мыла с влажностью 35% 30 от варки хвойной древесины с содержанием неомыляемых веществ 10,2% (на сухое вещество ) смешивают со

150 г воды и 100 r зтилацетата в колбе с обратным холодильником при 35

25 С. Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке

4 раза по 225 г этилацетата. Экстракт (1010 г ) с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания 40 сухого вещества 35 мас.%, что соответствует соотношению сухое вещество : растворитель 1 : 1,8, при этом отгоняют 982 г этилацетата. Упаренный экстракт (28 г) помещают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,54 г (3 мас.% от ,этилацетата в растворе ) горячей воды при 60 С и постоянном перемешивании в течение 15 мин. Затем раствор охлаждают до 4 С и оставляют 50 на кристаллизацию в течение 20 ч.

Кристаллы стерина отфильтровывают и сушат. Выход стерина с т.пл. 115

125 С составляет 3,5 г или 3,5% от сухого сульфатного мыла. Выход концентрата неомыляемих веществ 6,7 r, что составляет 6,7% от сухого сульфатного мыла.

Пример 6. 100 г сырого сульфатного мыла влажностью 25% от варки хвойной древесины с содержанием неомыляемых веществ 12% на сухое вещество смешивают со 100 r воды и 75 г этилацетата в колбе с обратным холодильником при 25 о С.

Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза по 250 г этилацетата. Экстракт (1084 r ) с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания сухих веществ 25 мас.%, что соответствует соотношению сухое вещество: растворитель 1:3. Отгоняют 1085 r этилацетата. Упаренный экстракт (36 г ) помещают в колбу с обратным холодильником, туда же приливают

1,35 r горячей воды (5 мас.% от этилацетата в растворе ) при 65 о С и постоянном перемешивании, при этом наблюдается образование небольшого водного слоя, после отделения которого опыт заканчивают по примеру 1.

Пример . 7. 100 r сырого сульфатного мыла влажностью 25% от варки хвойной древесины с содержанием неомыпяемых веществ 12% на сухое вещество смешивают со 100 г воды и 75 r этилацетата в колбе с о обратным холодильником при 25 С.

Полученную гомогенную массу экстрагируют в делительной воронке 4 раза по 250 r этилацетата. Экстракт (1084 r ) с содержанием сухого вещества 1% упаривают до содержания сухого вещества 25 мас.%, что соответствует соотношению сухое вещество : растворитель 1 : 3. При этом отгоняют 1048 r этилацетата. Упаренный экстракт (36 r) помещают s колбу с обратным холодильником, туда же приливают 0,54 г горячей воды при 65 С (2 мас.% от этилацетата в растворе), при этом образуется желе. Выделить кристаллы фитостерина не удается. Выход концентрата неомыляемых веществ 9 г или 12% от сухого сульфатного мыла.

Результаты опытов по примерам

1-7 представлены в таблице.

107б439

Пример

Содержание неомавяемах веществ в упаренном экстракте

Сухое веществоо, мас. Ъ

3,0

1 1 3,0

1 3 2t3

3,0

4,0

3,2

15

1: 4,0

3,0

1 з 5,0

1,5

17

3,0

1 а 1r8

3,5

3i0

1 3iO

10.26

3i0

Кристаллизация не Идет

1 3i 0

Продолжение таблицы

Пример

Кристаллы стерина (p-ситостерина) Концентрат неомаляемых веществ

Выход и сульфатному малу, Ф

Т. пл., С

Внешний вид.

Внешний вид

Белые кристаллы

Мазеобразный продукт

9,0

18,8

7,2.

Белые игольчатые кристаллы

20,5

5 115-125 б,7

Иелкие кристаллы кремового цвета

9,0

132-135

Белые кристаллы

12,0

Аморфная масса

132»»134

128-132

133«135

135-137

Соотношение сухое вещество ° растворитель

Количество води, мас.Ф к этилацетату, в упаренном экстракте

5,0 (происходит расслоение, избыток)

2,0 (образуется желе) Температура крист аллиз ации стеерина, С

Выход кристаллов стерина, Ф от сухого сульфатного мыва

1076439

Составитель И.Разаренова

Редактор В.Петраш Техред О.Неце Корректор С, Ше кмар

Ъ»

Заказ 649/22 Тираж 404 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МОсква, Ж-35, РаушсКая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

4

Из данных таблицы видно, что при упаривании экстракта до содержания сухого вещества в растворе менее 20 мас.В (пример 4 резко .снижается выход кристаллического стерина до 1,5%, а при отгонке этилацетата до содержания сухого вещества в растворе более 30 мас.В (пример 5 1 снижается чистота кристаллического стерина, кристаллы приобретают кремовый цвет.

При смешении упаренного экстракта с водой в количестве более 4,0 мас.Ф (пример 61) происходит расслоение смеси и требуется введеwe дополнительной операции отделения водного слоя, что нецелесообразно. Уменьшение количества добавляемой воды менее 3 мас.Ъ приводит к образованию желе, и кристаллизация стерина не идет f пример 7).

Результаты опытов доказывают, что предлагаемый способ значительно проще, чем прототип, и обеспечивает достижение высокого выхода кристаллического стерина (2,8

5 3,2Ъ от сухого сульфатного мялаf в то время как у прототипа выход составляет 1,7-2,72% в расчете на сухое сульфатное выло. Кроме того, сокращается количество применяемых 0 реагентов.

Предлагаемый способ позволяет получить при переработке сульфатного мыла, помимо таллового масла, биологически активный продукт стерни (ф -ситостерина, фитостерина) концентрат неомыляемых веществ — в количестве 7,2 18,8%„ который находит применение как стабилизатор и пластификатор. Способ позволяет комплексно и рационально использовать сульфатное выло без отходов производства.