Способ гидрогенизации растительных масел в мисцелле

(22) Заявлено 2402,81 (2) 3254810/28-13с присоединением заявки Но 3254811/13(23) Приоритет Р 11 М К з С 11 С 3/12 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийОпубликовано 230283. Бюллетень Йо 7 Дата опубликования описания 210283 а.б. Гдуиеахова, О.а. Абдурахимов, Ф.у. Оуааова "..и В.Ш. СалиджановаТашкентский ордена Дружбы народов политехничеЖйй-йнститут" - -"им. А.Р. Беруни(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 сероор" ганические соединения и др.).Известны способы гидрогениэации, предусматривающие добавление детоксинантов, представляющих отравление катализатора ядами 13Наиболее 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 отсутствия промышленного производства применяемых детоксикантов, Применение в качестве детоксиканта кефали- новой фракции растительных масел требует разработки специальной технологии ее выработки, что связано с дополнительными расходами, предложенный детоксикант не вырабатывается в промидленных условиях, метод его получения трудоемок и дорог.Вследствии недостаточной чистоты предложенного детоксиканта кефали- новой 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 350-400 оС .и охлажденный до 25"40 оС.Этот синтетический цеолит вырабатывается химической промышленностью, он более дешев, широко доступен и эффективен.Применение цеолита в виде механической добавки в гидрируемой средепозволяет 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 использования в реакционной среде явля ется обязательной стадией, Прокали,вать цеолиты следует до их использования на открытом воздухе в пределах350-400 фС с целью очистки их пор и капилляров от различных сорбирован иых веществ: влаги, механических примесей и т.п.При использовании непрокаленного цеолита он не сорбирует каталитические яды, содержащиеся в гидрируемой 20 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".П р и м е р 1, В каталитическую шутку" вводится 1 г мелкодисперсного скелетно-никелевого катализатора с растворителем 20 мл (этанол,очи ценный или же экстракционный бензин).Добавляют детоксикант заранее прокаленный до 350-400 ОС, а затем охлажденный цо 25 ОС цеолит тип в количестве 0,45 г (2 от весамисцеллы ) и продувают систему водородом при 60 ОС в течение 30 мин до установления постоянного потенциала насыщения 55 60 использовать синтетический цеолиттипа МаХ, который выполняет роль модифицирующей добавки. При этом де 65 токсикант находится во взвешенном В токе водорода к насыщенному катализатору вводится 5 г растительного масла, что образует в 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 МаХ 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.П р и м е р 2, Опыты по выбору оптимального количества синтетического цеолита типа йаХ проводят в экстракционном бензине аналогично примеру 1 с изменением лишь количества добавляемого детоксиканта от0,5 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 МаХ от 0 до 2 от веса мисцеллы возрастает количество поглощаемого водорода от 156,3 до 184,5 мл. Дальнейшее увеличение цеолита МаХ от 2 до 2,5 веса мисцеллы практически не влияет наколичество поглощаемого водорода,т.е.изменяется всего лишь от 184,5 до184,6 мл. Интенсивный рост скоростипоглощения водорода наблюдается придобавлении цеолита типа йаХ 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 основемикрометода 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 успехом998498 до 2,5 (от 0,11 до 0,62 г )весамисцеллы.Полученные результаты представлены в табл. 4,Из табл. 4 видно, что с увеличением количества цеолита типа от 0 до2 от веса мисцеллы возрастает. количество поглощенного водорода от156,3 до 182,5 мл. Увеличение цеолита СаХ от 2 до 2,5 веса мисцеллыпрактически не влияет на количествопоглощаемого водорода, т,е. изменяет.ся всего лишь от 182,5 до 182,6 мл,Интенсивный рост скорости поглощенияводорода наблюдается при добавлениисинтетического цеолита типа СаХ впределах от 0,5 до 2 веса мисцеллы.Оптимальное количество добавляемогоцеолита типа СаХ составляет 2 отвеса мисцеллы.Тонкие анализы экстракционногобензина, применяемые вмаслоэкстракционном производстве, проведенные наоснове микрометода показывают, что внем содержатся 38 10 4различныхсероорганических соединений. Вероятно поэтому при гидрогенизации маслана данном растворителе наблюдаетсяболее низкая скорость насыщения,чемв этаноле или же в очищенном бензинехотя экстракционный бензин являетсяодним из лучших растворителей масла,так как он принадлежит к неполярнымрастворителям.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, приэтом сероорганические .соединения,со-;держащиеся в растворителе, свободныежирные кислоты и Фосфатидные компоненты масла, являющиеся каталиткческими ядами, адсорбируются на цеолитетипа СаХ, что способствует предотвращению быстрого отравления применяемого катализатора.Экономический эффект составляет50 тыс.руб. в год. Таблица 1 Времяпоглощенияводорода,мин Очищенный Экстракбенэин ционныйбензин Этанол Экстракционный бензин Очищенныйбензин 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, при этом вероятно сероорганические соединения, содержащиеся в растворителе, свободные жирные кислоты и фосфотидные компоненты масла,являющиеся каталитическими ядами, адсорбируются на цеолите типа ИаХ,чтоспособствует предотвращению быстрого отравления применяемого катализатора.П р и м е р 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 па аХ в количестве 0,45 г ( 2 от веса мисцеллы и продувают систему водородом при 60 ОС в течении 30 мин до установления постоянного потенциала насыщения. 20В 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 представле" ны 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 26,2 мл,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.П р и м е р 4. Опыты по выбору 45 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, мл998498 Продолжение табл. 1 т Объем поглощенного водорода с добавкой 2 цеолита йаХ от веса мисцеллы, м ббъем поглощенного водорода,без добавки контроль , мл Очищенный Экстрак бензин ционныйбензин Этанол Этанол Очищенныйбензин Экстракционный бен- зин 15 20 25 30 Таблица 2 Количество поглощенного водорода, мл Мисцелла растворитель экстракционный бензин ) С добавкой синтетического цеолита типа ЙаХ, 5 от веса мисцеллы Без добавки( контроль0510.152022525 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 10 123,2 136,5 140,1 156,3 118, 1 120, 4 136,8 156,3 15 113,2 20 132,4 25 145,8Ф30 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 сдобавкой 2 цеолита СаХ от веса мисцеллы, мл Объем поглощенного водорода,беэ добавки контроль), мл Экстракционныйбензин Очищенныйбензин Эланол Этанол Очищен- . Экстракный ционный бензин бензин 60,5 87,0 44,8 85,8 85,5 10 110,2 135,0 163,1 133,9 162,8 135,6 113,2 15 стремяпоглощенияводорода,мин Время пог- лощения водорода,мин Время пог- лощения водорода,мин 203,7 219,4 241,6 261,8 103, 9166,8203,7 162,8 183,8 190,1 196,0 113,2 132,4 145,8 156,3 204,8 220,9 241,9 262,0 104,2 167,2 204,3 163,6 185,2 190,3 196,3 136,5 156,3 172,4 184,5 110,8 136,4 156,5 172,4 184,610 998498 Продолжение табл. 3 Времяпоглощенияводорода,мин Объем поглощеннбго водорода, без добавки контроль , мл Объем поглощенного водорода с добавкой 2 цеолита СаХ от веса- мисцеллы, мл Этанол Очищенный Экстрахбензин ционныйбензин Этанол Очищенныйбензин Экстракционныйбензин 219,4 241,6 132,4 20 183,8 190,1 196,0 220,7 241,8 261,9 185,0 155,1171,8182,5,145,8 156,3 190,2 261., 8 30 196,2 Таблица 4 Количество поглощенного водорода, мп Времяпоглощенияводорода,мин Мисцелла растворитель зкстракционный бензин) С добавкой синтетического цеолита типа СаХ,: Ъ от веса мисцеллы Беэ добавкиконтроль) 1,5 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, 153,2 169,4 179,5 110,2 92,7 86,8 121,4 117,4 1348 155,1 155,3 139,3 171,0 171,5 149,4 156,4. 182,6 182,5 168,7. Формула изобретения Способ гидрогенизации раститель, ных масел в мисцеллена скелетно-никелевом катализаторе в присутствии детоксиканта, о т л и ч а ю щ и й - 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 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР В 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 Е,Харитончик Корректор М.ДемчинЗаказ 1072/44 Тираж 407ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 Подписноещ ивФилиал ППП 5 Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4