CC BY
54
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
АДСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ДИСТИЛЛИРОВАННОГО ГЛИЦЕРИНА ПОЛУЧЕННОГО ИЗ ХЛОПКОВОГО САЛОМАСА
Савриева Дилафруз Доутовна
мл. науч. сотр. института общей и неорганической химии АНРУз, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, улица М. Улугбека, 77-а.
Салиханова Дилноза Саидакбаровна
д-р. техн. наук, ведущий научный сотрудник института общей и неорганической химии АН РУз,
100170, Узбекистан, г. Ташкент, улица М. Улугбека 77-а.
Абдурахимов Саидакбар Абдурахманович
д-р техн. наук, профессор Ташкентского химико-технологического института,
100011, Узбекистан, г. Ташкент, улица Навоий, д. 32.
Эшметов Иззат Дусимбатович
зав. лабораторий института общей и неорганической химии АН РУз, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, улица М. Улугбека 77-а.
ADSORPTION CLEANING OF DISTILLATED GLYCERINE OBTAINED
FROM COTTON SALOMAS
Dilafruz Savriieva
junior researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of Uzbekistan,
100170, Uzbekistan, Tashkent, Ulugbek str., 77-a
Dilnoza Salikhanova
doctor technical sciences, leading researcher, Institute of General and Inorganic
Chemistry of the Academy of Sciences of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Ulugbek str., 77-a
Saidakbar Abdurahimov
doctor technical sciences, professor of Tashkent Chemical Technology Institute,
100011, Uzbekistan, Tashkent, Navoi str., 32.
Izzat Eshmetov
head Laboratories of Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of Uzbekistan,
100170, Uzbekistan, Tashkent, Ulugbek str., 77-a
АННОТАЦИЯ
Дистиллированный глицерин, благодаря его специфическим свойствам, широко используется в различных (медицинской, текстильной, лакокрасочной, парфюмерной и др.) отраслях народного хозяйства.
Из нерафинированных хлопковых саломасов, как правило, не удается получить дистиллированный глицерин, удовлетворяющий требованиям стандарта по содержанию нелетучего органического остатка, коэффициента омыления (сложных эфиров) и другим показателям. Это связано с тем, что существующий метод адсорбционной очистки дистиллированного глицерина в аппарате с механической мешалкой, отличается сравнительно низкой
Библиографическое описание: Адсорбционная очистка дистиллированного глицерина полученного из хлопкового саломаса // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. Савриева Д.Д. [и др.]. 2017. № 9(39). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5088
эффективностью и не всегда обеспечивает получение продукта стандартного качества. А также при осуществлении процесса очистки часто не учитывается природа и состав примесей, содержащихся в исходном глицерине, а также теоретически не обосновано применение той или иной марки адсорбентов. Поэтому многие предприятия для получения стандартного продукта проводят, как правило, повторную дистилляцию и очистку активным углем допуская при этом большие потери глицерина.
В производстве глицерина широко применяют углеродные адсорбенты - активированные угли, которые имеют избирательную способность и возможность применения при их многократном использовании.
В Узбекистане основным сырьем для получения глицерина являются нерафинированные хлопковые саломасы, продукты гидрогенизационного производства, но получаемые из этого сырья глицериновая вода в своём составе содержит остатки красящих веществ (госсипол, хлорофилл и их производные), что отражается на цветности глицерина.
Следовательно, для очистки глицерина полученных из хлопкового саломаса необходимо подобрать такие адсорбенты, которые селективно сорбируют и эти остатки примесей.
Изучая составы сырых и дистиллированных глицеринов, установлено, что они имеют значительные отклонения требований ГОСТа, глицерины получены в основном из нерафинированного саломаса, где содержатся остатки госсипола, хлорофилла и их производных.
Установлено, что при использовании композиций из угольных и глинистых адсорбентов при соотношении 85:15% достигаются значения дистиллированного глицерина, установленные ГОСТом.
ABSTRACT
Distilled glycerol, due to its specific properties, are widely used in various (medical, textile, paint, perfumes, etc.) sectors of the national economy. From unrefined cotton soap stock is generally not possible to obtain distilled glycerol, not satisfying the requirements of the content of non-volatile organic residue, saponification ratio (esters), and other indicators.
This is due to the fact that the existing method of adsorption treatment distilled glycerol in the apparatus with a mechanical stirrer, has a relatively low efficiency and does not always provides a standard quality product.
And when implementing the cleaning process is often overlooked quantity and quality of the impurities contained in the original glycerol and theoretically justified the use of brand adsorbents. Therefore, many enterprises to provide a standard product is carried out, as a rule, re-distillation, while avoiding large losses of glycerol.
In the production of the glycerol carbon adsorbents are widely used - activated carbons that are selective ability and adsorption properties on repeated carrying out adsorption and desorption cycles.
The country main raw material for producing unrefined glycerol are cotton salomas, hydrogenation products of manufacture, but obtained from these raw materials glycerine water in its composition contains residues colouring agents (gossypol, chlorophyll and their derivatives), which affects the colour of glycerol.
Consequently, for the purification of glycerol obtained from cotton salomas necessary to choose such adsorbents which are selectively adsorb the residues of impurities. Studying the compositions of raw and distilled glycerol found that they are significant deviations in the requirements of State Standart, glycerol prepared essentially of unrefined salomas, wherein the residues contained gossypol, chlorophyll and their derivatives.
It is found, that when using the compositions of the coal and clay adsorbents at a ratio of 85: 15% of the values achieved and set by State Standarts.
Ключевые слова: дистиллированный глицерин, хлопковый саломас, дистилляция, адсорбент, уголь, бентонит, адсорбционная очистка.
Keywords: distilled glycerol, hydrogenated fat cotton, distillation, adsorbent charcoal, bentonite, adsorption purification.
Введение
Дистиллированный глицерин, благодаря его специфическим свойствам, широко используется в различных (медицинской, текстильной, лакокрасочной, парфюмерной и др.) отраслях народного хозяйства.
Дальнейшее повышение эффективности производства глицерина и улучшение его качества может осуществляться за счет совершенствования технологических процессов его переработки. Одним из таких направлений является разработка рациональных способов и оптимальных режимов адсорбционной очистки дистиллированного глицерина, процесса отделения отработанной композиции с адсорбированными примесями от последнего [1].
Дистиллированный глицерин по сравнению с сырым, имеет более высокую концентрацию (до 98%) и
качество, обусловленное некоторым содержанием вредных примесей [2-3]. Известные способ получения дистилляционного глицерина: дистилляция сырого глицерина и ионообменная очистка глицериновых вод с последующим их концентрированием [4].
Очистку сырого глицерина от примесей осуществляют перегонкой его с водяным паром под вакуумом. Температура кипения чистого глицерина 2900 С. При такой температуре глицерин разлагается с образованием акролеина, различных кислот и других продуктов разложения.
Снизить температуру перегонки глицерина можно двумя путями: во-первых, проведение процесса дистилляции с водяным паром, во-вторых, создание пониженных давлений при дистилляции. При дистилляции сырого глицерина с водяным паром
снижается парциальное давление паров глицерина и, как следствие, уменьшается температура его кипения.
Не сортовой дистиллированный глицерин, получаемый из нерафинированного хлопкового саломаса, подвергается адсорбционной очистке активированным углём с целью доведения содержания примесей в глицерине до требований ГОСТа. Следует отметить, что существующий периодический способ адсорбционной очистки дистиллированного глицерина в аппарате с механической мешалкой недостаточно эффективен и не всегда обеспечивает получения стандартного продукта. Применяемые на сегодняшний день при адсорбционной очистке угольные адсорбенты завозятся из за рубежа за твердую валюту. Хотя в республике имеется достаточное количество угольных месторождений для получения из них активированных и модифицированных адсорбентов.
Объекты и методы исследования Определение цветности, измерение массовой доли чистого глицерина, измерение массовой доли золы и прозрачности - определяли по [5].
Полученные научные результаты и их обсуждение Большие трудности при производстве дистиллированного глицерина наблюдается в случае поступления на гидролиз значительного количества низкокачественных саломасов, содержащих до 2-3% примесей (неомыляемых, не растворимых в эфире, белковых веществ, фосфатидов госсипола и др.), переходящих в глицерин [1].
Наиболее распространенными примесями глицериновой воды является фосфатиды, жирные кислоты, гликопротеиды, гликолипиды, липопротеиды, сте-ролы и стериды, углеводороды, воск, витамины, красящие вещества (госсипол, хлорофилл и их производные) и продукты их термического и гидролитического распада. Присутствие указанных примесей в глицериновой воде нежелательно, т.к. в процессе промышленной переработки резко увеличиваются потери глицерина со шламом.
В производстве глицерина широко применяют углеродные адсорбенты - активированные угли, которые имеют избирательную способность и адсорбционные свойства при многократном проведении циклов адсорбции и десорбции.
В республике основным сырьем для получения глицерина являются нерафинированные хлопковые саломасы, продукты гидрогенизационного производства, но получаемые из этого сырья глицериновая вода в своём составе содержит остатки красящих веществ (госсипол, хлорофилл и их производные), что отражается на цветности глицерина.
Следовательно, для очистки глицерина полученных из хлопкового саломаса необходимо подобрать такие адсорбенты, которые селективно сорбируют эти остатки примесей.
Для получения глицерина высшего сорта и I сорта дистиллированный глицерин подвергают очистке древесным активным углем с целью улучшения цвета и запаха, а также незначительного снижения содержания жирных кислот, сложных эфиров, нелетучего органического остатка и минеральных примесей. Количество активированного угля зависит от качества исходного дистиллята и составляет 0,250,75% к массе глицерина.
Процесс адсорбционной очистки проводят при температуре около 800С и непрерывном перемешивании фаз в течение 2-3 ч с последующим отделением отработанного угля на фильтр-прессе. При необходимости в мешалку добавляют расчетное количество конденсата для разбавления глицеринового раствора до 94%-ой концентрации, соответствующей требованиям стандарта на дистиллированный глицерин высшего и I сортов.
Активный уголь промывают водой (в отдельной мешалке или на фильтр-прессе), которую направляют на выпаривание. Отработавший активный уголь не должен содержать более 2% глицерина. Повторно уголь можно использовать лишь после регенерации, заключающейся в тщательной его промывке, сушке при 100-1100С и измельчении.
С этой целью нами в лабораторных условиях изучены составы глицеринов, получаемых в АО «Ургенч ёг-мой». Полученные результаты представлены в табл. 1.
Из табл.1 видно, что сырой глицерин АО «Ургенч ёг-мой» имеет определенные отклонения по основным показателям, установленным в ГОСТ 68232000 [1], что даёт основание считать его нестандартным.
Таблица 1.
Наименование показателя Норма глицерина для сортов Сырой глицерин АО «Ургенч ёг-мой»
первого второго третьего
Марка 1 Марка 2
Массовая доля чистого глицерина, % не менее 86 86 82 78 83
Реакция глицерина, см3 0,1 моль/дм3 (0,1 н) 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
Массовая доля золы, % не более 0,35 1,80 3,00 9,50 2,65
Массовая доля нелетучего органического остатка, % 0,85 2,0 3,0 4,0 2,4
Жирные кислоты и смолы (качественная реакция) Отсутствие Следы Следы
Сравнительные показатели качества сырого глицерина по ГОСТ и такого же глицерина
АО «Ургенч ёг-мой»
Данные отклонения от стандарта, безусловно, отражаются и на последующих процессах переработки глицериновой воды (дистилляции и адсорбционной очистке с использованием активированного угля).
Далее, нами изучены физико-химические показатели дистиллированного глицерина АО «Ургенч ёг-мой», которые сравнивались с данными стандарта [5]. Полученные результаты сравнения представлены в табл 2.
Из табл. 2. видно, что дистиллированный глицерин АО «Ургенч ёг-мой» имеет отклонения от стандартных показателей, в частности по цветному числу, массовой доле чистого глицерина и золы, что подтверждает необходимость совершенствования процесса адсорбционной очистки глицерина с использованием более эффективной композиции из углеродного адсорбента.
Таблица 2.
Физико-химические показатели дистиллированного глицерина по ГОСТ и такого же глицерина
АО «Ургенч ёг-мой»
Наименование показателя Норма для марок Дистил. глицерин АО «Ургенч ёг-мой»
Д-98 ПК-94 третьего
Т-94 Т-88
Цветное число, мг 12/100 см3, не более 5 0 5 10 9
Относительная плотность d при 200С по отношению к воде этой же температуре, не менее 1,2584 1,2481 1,2481 1,2322 1,2131
Плотность р при 20 0С г/см3, не менее 1,255 1,244 1,244 - 1,2122
Массовая доля чистого глицерина, % не менее 98 94 94 88 92
Массовая доля золы, % не более 0,14 0,01 0,02 0,25 0,22
Хлориды Следы Отсутствие Следы - -
Высокую цветность глицерина АО «Ургенч ёг-мой» можно объяснить тем, что на гидрогенизацию подают рафинированное хлопковое масло II сорта, полученного экстракционным способом. Такое масло имеет цветность выше 10 кр. ед. при 35 желтых по Ловибонду, что подтверждает наличие в нем гос-сипола, хлорофилла и их производных. Саломасы, полученные из такого масла безусловно имеют высокую цветность и при расщеплении часть их красящих веществ (госсипол, хлорофилл и их производные) переходит в глицериновую воду, очистка которого известным активным углем недостаточно.
Учитывая это, нами проведен подбор композиций адсорбентов из местных активного угля и бентонита, последний из которых эффективных сорбирует госсипол и его производные. В качестве активированного угля применяли (ранее нами полученный путем термического пиролиза при 500° С) местный уголь марки 2БПК. В качестве глинистого адсорбента использовали (активированный 10%-ной И2804 кислотой Навбахарского месторождения марки ППД) глинистый адсорбент. Полученные результаты представлены в табл. 3.
Таблица 3.
Изменение физико-химических показателей при очистке глицерина композиционными адсорбентами
Наименование пока- Норма марки Соотношение АУ к бентониту, % Исходные данные
зателя глицерина Д-98 100:0 0:100 75:25 85:15 дист. глицерина
Цветное число, мг 5 7 8 8 6 10
12/100 см3, не более
Плотность р при 20 0С 1,255 1,254 1,261 1,253 1,251 1,260
г/см3, не менее
Массовая доля чистого 98 92 90 93 97 89
глицерина, % не менее
Массовая доля золы, % 0,14 0,22 0,25 0,17 0,5 0,35
не более
Из табл. 3 видно, что при применении композиции 85:15% достигается норма по требованиям ГОСТа. Это объясняется тем, что применение глинистых адсорбентов в композиции способствует снижению цветности глицерина за счет удаления остатков госсипола, хлорофилла и их призводных.
Вывод
Изучены составы сырых и дистиллированных глицеринов. Установлено, что они имеют значитель-
ные отклонения требований ГОСТа, глицерины получены в основном из нерафинированного саломаса, где содержатся остатки госсипола, хлорофилла и их производных.
Установлено, что при использовании композиций из угольных и глинистых адсорбентов при в соотношении 85:15% достигаются значения, установленные ГОСТом.
Список литературы:
1. Арутюнян, Н.С. Технология переработки жиров [Текст] // Н.С. Арутюнян, Е.А Аришева., Л.И. Янова, И.И Захарова, Н.Л. Меламуд, - Москва, - 2001.-62 с
2. Бочкин, С.И. Производство глицерина [Текст] // Бочкин, С.И. - Ленинград, - 2008. -64с.
3. Лещенко Н.Ф. Исследование и разработка технологии адсорбционной очистки дистиллированного глицерина и отделения адсорбента // Дисс. на соискания канд. техн. наук. - Краснодар, - 125с.
4. Файнберг, Е.Е. Технологическое проектирование жироперерабатывающих предприятий [Текст] // Е.Е. Файнберг, И.М. Товбин, А.В. Луговой. - Воронеж, - 2005. - 65с.
5. ГОСТ -7482. Правела приёмки и методы испытаний. Минск, -36 с.
