Способ гидрогенизации растительных масел в мисцелле

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ю,йе. °

Qô.

- -".4 х у . м

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2402,81 (21) 3254810/28-13 (5$) М. Кд.> с присоединением заявки М 3254811/13 (23) Приоритет

С 11 С 3/12

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

$53) УДК 66.097 (088.8) Опубликовано 230283. Бюллетень Йо 7

Дата опубликования описания 230283 а.и. ГДУиввибаа, б.а. АбДУРаХИМОВ, Ф.У. Охав бее "..:!:. а и В.Ш, Салиджанова

I е и! б -т

1х ".:1 !.

Ташкентский ордена Дружбы народов политехничеййййинститут:"- —.им. А.P. Беруни (72) Авторы изобретения

I а (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ . В ИИСЦЕЛЛЕ

Изобретение относится к производству растительных масел и жиров, конкретнее к способам гидрирования масел, и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, где используют каталитические процессы гидрогенизации в растворителях, содержащих каталитические яды (cepoop" ганические соединения и др.).

Известны способы гидрогениэации, предусматривающие добавление детоксинантов, представляющих отравление катализатора ядами (1 J.

Наиболее близким к изобретению является способ гидрогениэации растительных масел в мисцелле на скелетноникелевом катализаторе в присутствии детоксиканта. В качестве детоксикан-. та используют кафалиновую фракцию фосфатидов (2 3.

Однако известные способы предотвращения снижения активности катали-. заторов в процессе гидрогениэации растительных масел не находят широкого использования либо иэ-эа дороговизны применяемых катализаторов, либо из-за иотсутствия:промышленного производства применяемых детоксикантов. Применение в качестве детоксиканта кефалиновой фракции растительных масел требует разработки специальной технологии ее выработки, что связано с дополнительными расходами, предложенный детоксикант не вырабатывается в промиаленных условиях, метод его получения трудоемок и дорог.

Вследствии недостаточной чистоты предложенного детоксиканта \кефалиновой фракции) деэактивируется используемый катализатор, так как- детоксикант .содержит азотную группу.

Целью изобретения является увеличение срока службы, катализатора и удешевление способа.

Эта цель достигается способом гидрогениэации растительных масел в мисцелле на скелетно-никелевом катализаторе в присутствии детоксиканта, причем в качестве детоксиканта ис- пользуют цеолит типа НаХ . или СаХ в коколичестве 0,5-2,0% от массы мисцеллы, предварительно прокаленный при

350-400оC и охлажденный до 25-40 С.

Этот синтетический цеолит вырабатывается химической промышленностью, он более дешев, широко доступен и эффективен.

99849

Применение цеолита в виде механической добавки в гидрируемой среде позволяет варьировать его количество в различных пределах в зависимости от содержания сероорганических соединений в гидрируемой среде, независимо от вида и количества применяемого скелетно-никелевого катализатора различной модификации.

Прокаливание цеолита до его ис пользования в реакционной среде явля- 10 ется обязательной стадией. Прокали,вать цеолиты следует до их использования на открытом воздухе в пределах

350-400 С с целью очистки их.пор и капилляров от различных сорбирован- 15 иых веществ: влаги, механических примесей и т.п.

При использовании непрокаленного цеолита он не сорбирует каталитические яды, содержащиеся в гидрируемой среде.

Охлаждение цеолита также необходимо, так как нельзя вводить в гидрируемую среду горячий цеолит с температурой 350-400 С. При этом температура охлаждения цеолита зависит от концентрации гидрируемой мисцеллы,. т.е. от ее температуры кипения.

Для сравнения эффекта добавки цеолита типа йаХ одновременно опыты проводят в этаноле, очищенном в экстракционном бензине от сероорганических соединений (полученный в лабораторных условиях методом "гидроочистки") и,в обычном экстракционном бензине, . применяемом в масло-экстракционном производстве. Исследования проводят на мелкодиспергированном скелетноникелевом катализаторе (промотированном) как с добавкой, так и без добавки детоксиканта (контроль) в 40 известной каталитической "утке".

Пример 1. В каталитическую

"утку" вводится 1 r мелкодисперсного скелетно-никелевого катализатора с растворителем 20 мл (этанол,очи- 45 ценный или же экстракционный бензин).

Добавляют детоксикант заранее прокаленный до 350-400ОС, а затем охлажденный до 25 С цеолит типа NaX в количестве 0,45 r (2% от веса мисцеллы ) и продувают систему водородом при 60ОС в течение 30 мин до установления постоянного потенциала насыщения„

60 использовать синтетический цеолит типа NaX, который выполняет роль модифицирующей добавки. При этом де65 токсикант находится во взвешенном

В гоке водорода к насыщенному катализатору вводится 5 r растительного масла, что образует а системе гидрирования 20%-ную мисцеллу. Опыты проводятся при оптимальных 380-400 односторонних качениях в минуту и количество пОглощаемого водорода определяется через каждые 5 мин.

Полученные результаты представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1 при обычной гидрогенизации масла (без добавки) за 30 мин в этаноле поглощается

261,8 мл водорода, в очищенном

196,0 мл в экстракционном бензине

156,3 мл.

После добавления 2% (0,45 г) цеолита типа NaX от веса мисцеллы количество поглощенного водорода в этаноле и очищенном бензине практически не меняется, а в экстракционном бензине увеличивается от 156,3 до

184,5, т.е. на 28,2 мл.

Получеййые данные указывают, что предлагаемый способ гидрогенизации масла в экстракционном бензине с добавкой синтетического цеолита типа йаХ по скорости насыщения приближается к такому же процессу, проводимому в очищенном бензине.

Пример 2. Опыты по выбору оптимального количества синтетического цеолита типа йаХ проводят в экстракционном бензине аналогично примеру 1 с изменением лишь количества добавляемого детоксиканта от

0,5 до 2,5% (от 0,11 до 0,62 г) веса мисцеллы.

Полученные результаты представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что с увеличением количества цеолита типа NaX от 0 до 2% от веса мисцеллы возрастает количество поглощаемого водорода от

156,3 до 184,5 мл. Дальнейшее увеличение цеолита NaX от 2 до 2,5% веса мисцеллы практически не влияет на количество поглощаемого водорода,т.е. изменяется всего лишь от 184,5 до

184,6 мл. Интенсивный рост скорости поглощения водорода наблюдается при добавлении цеолита типа NaX в пределах от 0,5 до 2% веса мисцеллы. Оледовательно оптимальное количество детоксиканта (цеолита МаХ) составляет 2% от веса мисцеллы.

Тонкие анализы экстракционного. бензина применяемого в маслоэкстракционном производстве, проведенные на основе микрометода показывают, что в нем содержатся 38 ° .10-4% различных сероорганических соединений. Вероятно поэтому, при гидрогенизации масла на данном растворителе наблюдается более низкая скорость насыщения,чем в этаноле или же в очищенном бензине, хотя экстракционный бензин является одним из лучших растворителей масла, так как он принадлежит к неполярным растворителям.

Результаты опытов показывают,что в качестве детоксиканта в процессе гидрирования масла в экстракционном бензине можно эффективно с успехом

998498 до 2,5% (от 0,11 до 0,62 г ) веса ми сцеллы.

Полученные результаты представлены в табл. 4.

Из табл. 4 видно, что с увеличением количества цеолита типа от 0 до

2% от веса мисцеллы возрастает. количество поглощенного водорода от

156,3 до 182,5 мл. Увеличение цеолита СаХ от 2 до 2,5% веса мисцеллы практически не влияет на количество поглощаемого водорода, т,е. изменяется всего лишь от 182,5 до 182,6 мл.

Интенсивный рост скорости поглощения водорода наблюдается при добавлении синтетического цеолита типа СаХ в пределах от 0,5 до 2% веса мисцеллы.

Оптимальное количество добавляемого цеолита типа СаХ составляет 2% от веса мисцеллы.

Тонкие анализы экстракционного бензина, применяемые в маслоэкстракционном производстве, проведенные на основе микрометода показывают, что B нем содержатся 38 10 4% различных сероорганических соединений. Вероятно поэтому при гидрогенизации.масла на данном растворителе наблюдается более низкая скорость насыщения,чем в этаноле или же в очищенном бензине„ хотя экстракционный бензин является одним из лучших растворителей масла, так как он принадлежит к неполярным растворителям.

В качестве детоксиканта в процессе гидрирования масла,в экстракционном бензине можно эффективно использовать синтетический цеолит типа СаХ, который выполняет роль модифицирую" щей добавки. При этом детоксиКант. находится во взвешенном состоянии отдельно от частиц катализатора, при этом сероорганические соединения,содержащиеся в растворителе, свободные жирные кислоты и фосфатидные компоненты масла, являющиеся каталиткческими ядами, адсорбируются на цеолите типа СаХ, что способствует предотвращению быстрого отравления применяемого катализатора.

Экономический эффект составляет

50 тыс. руб. в год.

Таблица 1

Время поглощения водорода, мин

Очищенный Экстракбенэин ционный бензин

Этанол

Экстракционный бензин

Очищенный бензин

Этанол

61,4

87,1

103,9

104,8

167,7

44,8

85,8

111,3

135,2

85,5

133,9

166,8

10 состоянии отдельно от частиц катализатора, пОи этом вероятно сероорганические соединения, =содержащиеся в растворителе, свободные жирные кислоты и фосфотидные компоненты масла,являющиеся каталитическими ядами, адсорбируются на цеолите типа NaX что способствует предотвращению быстрого отравления применяемого катализатора.

Пример 3. В "утку" вводится

1 г мелкодисперсного -скелетно-никелевого катализатора с .растворителем

20 мм. Далее добавляют детоксикант заранее прокаленный до 350-400 С, а затем охлажденный до 25 С, цеолит ти- 35 па аХ в количестве .0,45 r (2% от веса мисцеллы и продувают систему водородом при 60 С в течении 30 мин до установления постоянного потенциала насыщения. 20

В токе водорода к насыщенному катализатору вводится 5 г растительного масла, что образует в системе гид-. рирования 20% мисцеллы. Опыты проводят.при оптимальных 380-400 односторонних качениях в минуту и количество поглощаемого водорода определяется через каждые 5 мйн.

Полученные результаты представлены в табл. 3.

Как видно,из табл. 3 при гидрогенизации растительного масла (за

30 мин ) после добавления 2% детокеиканта (цеалита СаХ ) от веса мисцеллы количество поглощенного водорода в этаноле и очищенном бензине практически не меняется, а в экстракционном бензине увеличивается на 26,2мл.

Полученные данные указывают, что предлагаемый способ гидрогенизации масла в экстракционном бензине с 40 добавкой синтетического цеолита типа СаХ по скорости насыщения приближается к такому же процессу, проводимому в очищенном бензине.

Пример 4. Опыты по выбору 4$ оптимального количества синтетического цеолита типа СаХ проводят в экстракционном бензине аналогично примеру 3 с изменением лишь количества добавляемого детоксиканта от 0,5 50

Объем поглощенного водорода, без добавки (контроль), мл

Объем поглощенного водорода с добавкой 2% цеолита йаХ ож веса мисцеллы, мл

998498

Продолжение табл. 1 т

Объем поглощенного водорода с добавкой 2Ъ цеолита йаХ от веса мисцеллы, м ббъем поглощенного водорода, без добавки контроль, мл

Очищенный Экстрак-бенэин ционный бензин Этанол

Этанол

Очищенный бензин

Экстракционный бензин

20

25.

Таблица2

Количество поглощенного водорода, мл

Мисцелла (растворитель экстракционный бензин ) С добавкой синтетического цеолита типа NaX, Ф от веса мисцеллы

Без добавки (контроль ) 0 5 1 0 .1 5 2 0 2 25 2 5

47,4

44,8

45,1

61,4

61,6

49,8

61,9

93,1 111,3 111,5

89,8

85,5

87,3

123,2 136,5

140,1 156,3

118,1 120,4

136,8

156,3

15 113,2

20 132,4

25 145,8

30 156 3

133,3 136,3

151,5 155,2 158,1 172,4 172,5

163,4 167,2 170,5 184,5

184,5

Таблица 3

Объем поглощенного водорода с добавкой 2% цеолита СаХ от веса мисцеллы, мл

Объем поглощенного водорода, беэ добавки (контроль), мл

Экстракционный бензин

Очищенный бензин

Эланол

Этанол

Очищен- . Экстракный ционный бензин бензин

60,5

87,0

44,8

85,8

85,5

110,2

135,0

163,1

133,9

162, 8

135, б

113,2

15 стремя поглощения водорода, мин

Время поглощения водорода, мин

Время поглощения водорода, мин

203, 7

219,4

241,6

261,8

103,9

166, 8

203,7

162, 8

183,8

190,1

196,0

113,2

132,4

145,8

156,3

204,8

220,9

241,9

262,0

104,2

167,2

204,3

163,6

185,2

190,3

196,3

136,5

156,3

172,4

184,5

110,8

136,4

156,5

172,4

184,6

998498

Продолжение табл. 3 г

Время поглощения водорода, мин

Объем поглощенного водорода, без добавки контроль, мл

Объем поглощенного водорода с добавкой 2% цеолита СаХ от веса- мисцеллы, мл

Этанол Очищенный Экстрах- бензин ционный бензин

Этанол

Очищенный бензин

Экстракционный бензин

219,4

241,6

132,4

183,8

190,1

196,0

220,7

241,8

261,9

185,0

155,1

171,8

182,5, 145,8

156, 3

190,2

261., 8

196,2

Таблица 4

Количество поглощенного водорода, мл

Время поглощения водорода, мин

Мисцелла (растворитель зкстракционный бензин) С добавкой синтетического цеолита типа

СаХ,: Ъ от веса мисцеллы

Беэ добавки (контроль) 2,0 2,25 2,5

1,0

0,5

60,2

60,3

60;5

59,7

46,1 48.,9

110,9 101 1

135,3 135 5

109,5

128,4, 153,2

169,4

1.79, 5

110,2

92,7

86,8

121,4

117,4

134,8

155,1

155,3

139,3

171.,0 171,5

1 49, 4

156,4.

182,6

182,5

168,7.161, 3 мисцеллы, предварительно прокаленный при 350-400 С и охлажденный до 2540 С.. Формула изобретения

Способ гидрогенизации раститель, ных масел в мисцелле.на скелетно-никелевом катализаторе в присутствии детоксиканта, о т л и ч а ю щ и и - 50 с я тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора и удешевления способа, в качестве детоксинанта испсдьзуют цеолит типа.-йаХ или

СаХ в количестве 0,5-2,0% от массы 55

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 487936, кл.. С 11 С 3/12.

2. Авторское свидетельство СССР

У 245021, кл. В 01 Ь 4/01, 1968 (прототип).

Составитель Н.Коровяковская

Редактор Н.Рогулич Техред E.Õàðèòoí÷èê Корректор М.Демчин

Заказ 1072/44 Тираж 407

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4. 5.. 44,8

10 85,5

15 113,2

20 132,4

25 145,8

30 156,3.

135,6

155,1

171,8

182,5