автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Разработка ресурсосберегающей технологии выделения жирных кислот из отходов щелочной рафинации растительных масел

/

На правах рукописи

Шаврак Елена Игнатьевна

Разработка ресурсосберегающей технологии выделения жирных кислот из отходов щелочной рафинации растительных масел

Специальность 05.17.01.- Технология неорганических веществ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 2004

Работа выполнена на кафедре «Технология неорганических веществ» ЮжноРоссийского государственного технического университета (НПИ) г. Новочеркасск и на кафедре «Инженерная экология» Волгодонского института Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) г. Волгодонск.

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

Защита диссертации состоится « 27 » декабря 2004 г. в 1330 ч. на заседании диссертационного совета Д212.304.05 в Южно-Российском государственном техническом университете (НПИ): 346428, г.Новочеркасск, Ростовской области, ул.Просвещения, 132, ЮРГТУ (НПИ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (НПИ).

Таранушич Виталий Андреевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор

Денисов Владимир Викторович

- кандидат химических наук, доцент

Соколов Валерий Павлович

Ведущая организация:

- НПО «СинтезПАВ», г.Шебекино.

Автореферат разослан <_ юября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.304.05

гооь-А. 1199

ЯЮЯЧО/

общая характеристика работы

Актуальность темы исследования

Жирные кислоты - ценные продукты, находящие применение в различных областях народного хозяйства. Одним из их источников являются отходы щелочной рафинации растительных масел, так называемые соапстоки, представляющие собой концентрированные водные растворы мыл и органических примесей.

Существующая технология выделения жирных кислот из соапстоков заключается в разложении мыл серной кислотой, отделении кислых сульфатных вод и промывке полученных жирных кислот. Сточные воды нейтрализуют содой и сбрасывают на открытые площадки или в общезаводскую канализацию.

Недостатками данной технологии являются повышенные, по сравнению с необходимыми для выделения жирных кислот, затраты серной кислоты и соды, а также загрязнение окружающей среды вредными веществами в виде сульфата натрия и водорастворимых органических примесей. Совершенствование процесса выделения сырых жирных кислот, основанное на результатах изучения механизма взаимодействия соапстока с серной кислотой, позволит уменьшить затраты сырья, решить вопросы рационального использования отходов, сократив тем самым загрязнение окружающей среды, что определяет актуальность настоящей работы. Цель работы

Разработка технологии выделения сырых жирных кислот из отходов щелочной рафинации растительных масел, обеспечивающей экономию материальных ресурсов с одновременным уменьшением вредных выбросов в окружающую среду.

При достижении поставленной цели решены следующие задачи:

1. Изучены физико-химические характеристики соапстоков.

2. Исследованы закономерности взаимодействия мыльных растворов с серной кислотой.

3. Теоретически обоснована и апробирована возможность усовершенствования процесса выделения жирных кислот с использованием двухстадийного разложения и способа «кислые мыла». В качестве наиболее рационального выбрано двухстадийное разложение. Определены технологические параметры каждой из стадий.

4. Изучены физико-химические свойства отходов двухстадийного разложения и разработаны рекомендации по их утилизации.

5. Разработана принципиальная технологическая схема усовершенствованного способа выделения жирных кислот из соапстоков, обеспечивающего экономию реагентов и уменьшение количества вредных выбросов в окружающую среду.

РОС. НА.ЧИОВАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.Петербург

гоо£рк

6. Разработан временный технологический регламент двухстадийного выделения жирных кислот из соапстоков для Ургенчского масложиркомбината (СП «Узхимвект», Узбекистан), проведена опытно-промышленная апробация предлагаемой технологии.

Достоверность результатов

Достоверность полученных результатов базируется на достаточном объеме выполненных экспериментов и подтверждена совпадением теоретических и экспериментальных данных, результатами анализа полученных продуктов, статистической обработкой результатов, использованием различных взаимодополняющих методов исследования (гравиметрического, фотоколориметрического, электрохимического, газожидкостной хроматографии и др.), метрологическим обеспечением экспериментов.

Научная новизна работы состоит в том, что:

1. Изучены физико-химические закономерности взаимодействия соапстоков с серной кислотой. Установлено влияние состава мыл и примесных соединений на процесс разложения мыльных растворов.

2. Теоретически обоснована возможность сокращения расхода серной кислоты и количества образующихся отходов путем проведения разложения соапстока в две стадии. Определены технологические параметры каждой из стадий.

3. Установлены преимущества использования двухстадийного разложения для выделения жирных кислот из соапстоков по сравнению с применением способа «кислые мыла».

4. Изучены физико-химические свойства отходов стадийного разложения. Предложено выделять из них в качестве товарных продуктов органические вещества и сульфат натрия. Рассмотрено несколько вариантов утилизации сточных вод, отличающихся эколого-экономическими показателями.

Практическая значимость работы

В результате проведенных исследований разработан способ выделения сырых жирных кислот из мыльных растворов, включающий в себя разложение соапстока в две стадии и комплексную утилизацию образующихся отходов. Предложена усовершенствованная методика потенциометрического определения солей и сопряженных с ними органических кислот в одной пробе, позволяющая в два раза сократить расход растворителя и затраты труда на выполнение анализа. Методика предназначена для аналитического контроля стадийного разложения соапстоков. Составлен временный технологический регламент для апробации двухступенчатого разложения хлопковых соапстоков в условиях Ургенчского масложиркомбината. Предполагаемый экономический эффект

от внедрения разработок для производства сырых жирных кислот мощности 7500 тонн в год в условиях Ургенча должен составить около 3 ООО ООО рублей.

На защиту выносятся:

• результаты исследования состава соапстоков;

• установленные физико-химические закономерности взаимодействия соапстоков с серной кислотой;

• технологические параметры двухстадийного разложения;

• результаты исследований по выделению жирных кислот из соапстоков способом «кислые мыла» и двухстадийным разложением;

• результаты исследования состава и свойств отходов двухстадийного разложения; схемы их утилизации;

• схема выделения жирных кислот из соапстоков, включающая в себя двухстадийное разложение и утилизацию его отходов.

Апробация результатов работы

Выделение жирных кислот из хлопковых соапстоков с помощью двухступенчатого разложения апробировано в мыловаренном цехе Ургенчского масложиркомбината. Результаты проведенных испытаний отражены в акте о опытно-промышленном пробеге. Отмечено снижение расхода серной кислоты на 19% , расхода соды для нейтрализации сточных вод на 45%.

Материалы диссертационной работы апробированы на конференциях:

• V международная научная конференция «Биосфера и человек - проблемы взаимодействия», (Пенза, 2001г.);

• 4-й Международная научно-практическая конференция «Экономика, экология и общество России в 21 столетии», (Санкт-Петербург 2002).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 6 статей в центральной печати, 2 статьи в сборниках статей по материалам конференций, получен 1 патент.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 110 источников, и трех приложений; изложена на 138 страницах, содержит 26 рисунков и 26 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении охарактеризовано современное состояние выделения жирных кислот из соапстоков и показана актуальность работы.

В первой главе приведена общая характеристика соапстоков. Рассмотрен механизм их образования; систематизированы сведения о физических свойствах и химическом составе. Анализ литературных данных показывает, что состав и свойства отходов определяются методом рафинации, качеством рафинируемого масла, а также временем хранения соапстока. Перечислены существующие методы утилизации соапстоков и области их использования. Подробно рассмотрена технология выделения жирных кислот, для которой характерны такие недостатки, как перерасход серной кислоты и соды, а также загрязнение окружающей среды сульфатом натрия и органическими веществами.

Как следует из литературы, основным направлением совершенствования данной технологии является модернизация аппаратурного оформления процесса. Практически отсутствуют работы, посвященные изучению механизма основной стадии - разложения соапстока серной кислотой. Между тем именно эта стадия является определяющей для величины расхода сырья и количества вредных выбросов в окружающую среду, что обосновывает необходимость проведения дополнительных исследований.

Во второй главе описаны объекты, методы исследования и применяемая аппаратура. Объектами исследования выбраны соапстоки от рафинации подсолнечного и хлопкового масел, а также водные растворы мыл соапсточных кислот, очищенных путем дистилляции. Приведены методики изучения физических свойств исходного сырья, полупродуктов разложения соапстока и жирных кислот. Рассмотрены способы установления количественного и качественного состава жировых веществ и примесей. Для идентификации жирных кислот, входящих в состав соапстоков, использовали хроматограф «Биохром -1».

Описана методика определения органических кислот и их солей в одной пробе с помощью потенциометрического титрования, отличающаяся от существующих сокращением в два раза расхода растворителя и затрат труда на выполнение анализа. Методика разработана специально для данного исследования и может быть использована для контроля за процессом стадийного разложения соапстоков.

Эксперименты по изучению механизма взаимодействия соапстоков с серной кислотой проводили на установке периодического действия, представляющей собой реактор с мешалкой, .подогревом, обратным холодильником и дозатором для подачи реагентов. Кислотность водной фазы замеряли с помощью иономера ЭВ-74

В третьей главе представлены экспериментальные результаты исследования процесса взаимодействия соапстоков с серной кислотой.

В результате изучения состава исходного сырья установлена одна из причин перерасхода реагентов при выделении жирных кислот: наличие в соапстоках примесей, реагирующих с серной кислотой (таблица 1).

Содержание мыл, мольн,% Содержание примесных солей, мольн,% 1 в 1 *§

Образец предельных кислот , непредельных кислот всего Водорастворн мых кислот Нераствори мых кислот всего Расход Н2804 на разлож примесей, % от

Соапсток хлопковый 22,5 40,8 63,3 26,4 10,3 36,7 36,7

Соапсток подсолнечный 8,9 69,4 78,3 13,6 8,1 21,7 21,7

Химические превращения, происходящие с мыльными растворами при взаимодействии с серной кислотой, сопровождаются изменением физических свойств реакционной смеси, переходом системы из гомогенного состояния в гетерогенное. В этом процессе можно выделить три этапа, отличающиеся химизмом, скоростью отделения жировой фазы (рисунок 1) и ее вязкостью (рисунок 2).

Время, мин

Рисунок 1 - Скорость выделения жировой фазы в процессе разложения

На первом этапе, проходящем в гомогенной среде, происходит разложение солей органических кислот согласно уравнению:

2 ЫаАп + Н2804 = 2НАп + №2504

Данная реакция характерна для всех солей, присутствующих в реакционной смеси. В уравнении они представлены как ЫаАп, где Ап -кислотный остаток органической кислоты.

Количество жирных кислот, являющихся зародышами новой фазы, при этом невелико, поэтому скорость выделения жировой фазы равна нулю (рисунок 1). Физические свойства реакционной смеси на этом этапе относительно стабильны (рисунок 2). По мере накопления достаточного количества жирных кислот они вступают в реакцию образования кислых мыл согласно уравнению:

пЯСООЫа + тЯСООН = пКСООЫатЯСООН

Так как кислые мыла нерастворимы в воде, происходит их отделение в виде жировой эмульсии. Данный процесс протекает скачкообразно,

сопровождается резким увеличением скорости выделения новой фазы (рисунок 1), возрастанием вязкости реакционной смеси в несколько раз (рисунок 2).

-А- - разложение

хлопкового соапстока

-■— разложение мыл дистиллированных кислот

60

Рисунок 2 - Изменение вязкости жировой фазы в процессе разложения

Изменение физических свойств сопровождается эмульгированием и комкообразованием. Сравнение особенностей разложения соапстоков и мыльных растворов на основе дистиллированных соапсточных кислот (рисунок 2) позволяет сделать вывод, что присутствие в соапстоках примесей увеличивает диапазон изменения физических свойств системы в переходный период. Третий, заключительный этап, происходит в гетерогенной системе и может быть описан уравнением:

п!1СО(Жа-тКСООН + '/2пН2804= (п+ш) ЯСООН +>Л п Ыа2804

Скорость выделения новой фазы на этом этапе уменьшается, физические свойства жировой эмульсии постепенно стабилизируются, приближаясь к характеристикам соапсточных кислот (рисунок 2). Для заключительной стадии разложения характерно образование стойких эмульсий. Состав соапсточных кислот определяет особенности перехода системы из гомогенного состояния в гетерогенное. На выделение новой фазы при разложении хлопкового соапстока затрачено в полтора раза меньше серной кислоты, чем при разложении подсолнечного. Причиной этого является повышенное содержание в подсолнечных соапстоках мыл непредельных кислот, обладающих большей гидрофильностью (таблица 1). Изучение особенностей процесса показало, что органические кислоты и их соли неравномерно распределяются между водной и жировой фазами. После перехода системы из гомогенного состояния в гетерогенное в водном растворе концентрируются соли органических кислот (рисунок 3). Их мольная доля в случае хлопковых соапстоков составляет 0,85, для подсолнечных - 0,70. Так как содержание жира в водной фазе незначительно (0,5% масс), в состав неразложившихся солей входят преимущественно примеси. Это является предпосылкой для отделения примесей от жировых веществ.

В ходе исследования установлена вторая причина перерасхода серной кислоты - ее использование для разрушения эмульсий, стабилизаторами которых являются мыла поливалентных металлов, на заключительной стадии

Время, мин

процесса. Дезэмульгирующее действие серной кислоты может быть описано уравнением: (ЯСОО)2Ме + Н2804 = 2ЯСООН + МевСХ, .

- ♦ - водная фаза, хлопковый соапсток —водная фаза, подсолнечный соапсток А жировая фаза, хлопковый соапсток * жировая фаза, подсолнечный соапсток

40 60 80 100 120 Количество прореагировавшей серной кислоты, % от сгехиометрического

Рисунок 3 - Состав водной и жировой фаз, образующихся в процессе разложения

соапстока

Добавление избытка серной кислоты (20% от стехиометрического) приводит к улучшению качества жирных кислот, проявляющегося в уменьшении их влагосодержания на 6-8% (рисунок 4).

40 60 80 100 120

<§ Количество серной кислоты, % от стехиометрического

- ■♦ - разложение хлопкового соапстока

—•—разложение мыл дистиллированных хлопковых кислот

—к - разложение подсолнечного соапстока

—Я—разложение мыл дистиллированных подсолнечных кислот

Рисунок 4 - Зависимость влагосодержания жировой эмульсии от расхода серной

кислоты.

В ходе исследований установлено, что расход кислоты для проведения заключительной стадии может быть уменьшен при использовании более концентрированных соапстоков (рисунок 5).

Содержание жира в реакционной см еси,% масс

Рисунок 5 - Зависимость избытка серной кислоты, необходимого на заключительной стадии, от концентрации соапстока

Таким образом, в результате изучения механизма разложения соапстоков выявлена связь их состава с особенностями процесса, определены основные причины перерасхода серной кислоты: затраты на разложение примесей и разрушение эмульсии в конце процесса. Установлено, что при переходе системы из гомогенного состояния в гетерогенное в водной фазе концентрируются примесные соли. Показано, что эффективность использования серной кислоты в качестве дезэмульгатора возрастает при разложении концентрированных соапстоков. Предложено отделять водный раствор примесей и проводить заключительную стадию разложения в более концентрированной системе.

Четвертая глава посвящена совершенствованию технологии выделения жирных кислот из соапстоков. Сопоставлены различные способы разложения мыльных растворов и на основе наиболее рационального разработана технология, позволяющая уменьшить затраты сырья и загрязнение окружающей среды.

Рассмотрена возможность очистки мыльных растворов от примесей путем двухстадийного разложения и с помощью метода «кислые мыла». Оба метода основаны на отделении жировых веществ в виде нерастворимых в воде кислых мыл. При этом примесные соединения концентрируются в водной фазе. Различие рассматриваемых методов заключается в способе получения кислых мыл. При стадийном разложении в их образовании участвуют мыла и получаемые в ходе разложения жирные кислоты. В методе «кислые мыла» кислоты специально добавляют в мыльный раствор.

При использовании для выделения кислот из соапстоков способа «кислые мыла» наблюдали высокое содержание жировых веществ в водной фазе (6,5% масс). Во избежание их потерь необходимо извлечение

заэмульгированных мыл путем подкисления раствора до рН 2,5-3,0. При этом одновременно с мылами происходит разложение выделенных примесных солей, что приводит к увеличению расхода серной кислоты.

Более рациональным является способ стадийного разложения. На первой стадии получают водный раствор примесей и жировую эмульсию со стабильными физическими свойствами. Раствор утилизируют, а из жировой эмульсии после разбавления ее водой до необходимой концентрации выделяют жирные кислоты. При выборе технологических параметров стадий процесса руководствовались зависимостью скорости разложения от концентрации соапстока (рисунок 6), данными по динамике изменения физических свойств (рисунок 2) и химического состава соапстока при взаимодействии с серной кислотой (рисунок 7), зависимостью между концентрацией соапстока и расходом серной кислоты при проведении заключительной стадии (рисунок 5), а также требованиями к содержанию воды в готовом продукте (рисунок 4).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Время, мин

Рисунок 6 - Зависимость содержания солей органических кислот от времени реакции.

рН водной фазы ■^—Температура застывания жировой фазы • Содержание солей в водном растворе, мольн доля

Рисунок 7. Зависимость состава и физических свойств реакционной смеси от

рН водной фазы

В качестве наиболее рационального для первой стадии принято содержание мыл 10-20% масс. В этом случае требуемая полнота разложения достигнута за 7-15 минут (рисунок 6). При определении условий отделения водного раствора примесей исходили из технологических требований к физическим характеристикам жировой эмульсии и составу раствора. Жировая фаза должна обладать устойчивыми физическими свойствами. Температурный режим первой стадии должен обеспечивать отсутствие ее застывания в ходе разложения. Максимум температуры застывания в ходе разложения соответствует 85°-90°С (рисунок 7). Таким образом, первую стадию необходимо проводить при температуре не ниже 85°-90°С. Вместе с тем концентрация примесных солей в растворе должна быть достаточно велика. Исходя из вышеперечисленных требований разложение на первой стадии заканчивают при рН 5,2-5,5 для хлопкового и рН 5,5-6,0 для подсолнечного соапстоков.

С целью определения максимальной концентрации общего жира в реакционной смеси на втором этапе разложения были предприняты дополнительные исследования. В качестве исходных веществ использовали кислые мыла, полученные на первой стадии. Их состав соответствовал мольному отношению кислоты:соли 2-3:1. Разлагали мыла как таковые и после добавления к ним воды. Эксперименты показали, что стабильное протекание процесса разложения с получением жирных кислот приемлемого качества наблюдается в реакционной смеси с содержанием общего жира < 50% масс. Использование более концентрированных растворов может привести к сульфатированию продукта. В качестве наиболее приемлемой для второй стадии принята концентрация общего жира 30-50% масс.

При выборе температурного режима второй стадии использовали данные, отраженные на рисунке 7. Поскольку протекание второго этапа характеризуется стабильностью физических свойств жировой фазы, основное требование к температуре заключается в том, чтобы она была не ниже температуры застывания выделяемых кислот. В качестве рабочей для второй стадии принята температура 50°-60° С. Завершают разложение при рН 2,53,0, что обеспечивает требования как к полноте разложения солей, так и к влагосодержанию сырых кислот. Технологические параметры стадийного выделения жирных кислот из соапстоков растительных масел представлены в таблице 2:

Таблица 2 - Технологические параметры двухстадийного разложения

Вид соапстока Первая стадия Вторая стадия

содержание мыл, % масс температура ■с РН содержание мыл, % масс температура ,-с РН

Хлопковый 10-20 85-90 5,2-5,5 30-50 50-60 2,5-3,0

Подсолнечный 10-20 85-90 5,5-6,0 30-50 50-60 2,5-3,0

Установлено, что в результате отделения части примесей с водной фазой на их разложении экономится 12-19% серной кислоты, одновременно уменьшается содержание нежировых веществ в готовом продукте на 15-35%.

Изучены состав и свойства отходов стадийного разложения (таблица 3). Непосредственно в ходе процесса образуются первая и вторая сульфатная воды, отличающиеся составом и количеством. При их смешении соли, находящиеся в первой сульфатной воде, реагируют с избытком серной кислоты, присутствующим в воде со второй стадии. Часть примесей переходит в нерастворимое состояние и распределяется по всему объему воды, либо концентрируется на ее поверхности. Эти нерастворимые примеси отделяют флотацией в виде органического шлама. По аналогии с органическими веществами, получаемыми при глубокой очистке соапстоков из подмыльных щелоков, органический шлам может быть использован в дорожном строительстве..

Таблица 3 - Характеристика отходов двухстадийного разложения

Вид отхода Количество, кг/кг жирных кислот а а. Содержание НгЗО.», %масс -г о с/э сч ее 2 „ и и К ее е§ ^ X о. и ч о и Содержание органических веществ, % масс Состав примесей, мольная доля ХПК, Ю2/л

всего в том числе жира соли кислоты

Первая сульфат ная вода 5-7 5,25,5 отс 4-5 3,6-3,8 0,3 0,25 0,75 35-37

Вторая сульфат ная вода 1-1,7 2,53,0 1 7-9 2,1-2,2 0,3 - 1,0 16-25

Отделен ный шлам 0,30,4 отс 1-3 20-25 5-6 1,0

Осветлен ная сточная вода 6-8 4,24,5 отс 6-7 1-2 0,3 1,0 12-20

В состав осветленной сточной воды, полученной после отделения шлама, входят сульфат натрия и водорастворимые кислоты Рассмотрены возможные схемы ее утилизации, отличающиеся степенью использования отходов и экономическими затратами:

• Нейтрализация осветленной воды до рН 6-6,5 и сброс ее на сульфатные поля (схема А). Эта схема, как наиболее близкая к действующей

технологии, не требует на свое осуществление дополнительных экономических затрат. Ее недостатками являются загрязнение окружающей среды сточной водой, содержащей сульфат натрия и водорастворимые органические вещества.

• Нейтрализация осветленной воды до рН 6-6,5, концентрирование раствора в выпарных аппаратах, возврат конденсата в процесс разложения, использование полученного раствора при производстве цемента (схема В). Данная схема позволяет использовать все компоненты сточной воды: конденсат для разбавления жировой фазы в процессе разложения, концентрированный сульфатный раствор - для приготовления пульпы в цементном производстве. Затраты на реализацию схемы включают в себя расходы по выпариванию осветленной воды и транспортные расходы по доставке сульфатного раствора на цементный завод. Использование данного варианта оправдано в случае географической близости цементных производств.

• Нейтрализация осветленной воды до рН 6-6,5, концентрирование раствора в выпарных аппаратах, возврат конденсата в процесс разложения, выделение сульфата натрия из раствора в печах кипящего слоя КС (схема С) Недостатками данной схемы являются попадание органических веществ из сточной воды в газовые выбросы и сульфат натрия, что приводит к загрязнению окружающей среды и ухудшению качества продукта. Схема может быть использована для утилизации отходов от разложения подсолнечных соапстоков, содержащих небольшое количество примесей.

• Нейтрализация осветленной воды до рН 6-6,5, концентрирование полученного раствора в выпарных аппаратах, возврат конденсата в процесс разложения, жидкофазное окисление органических примесей, выделение сульфата натрия из полученного раствора в печах КС (схема И) Эта схема является наиболее эффективной с точки зрения уменьшения загрязнения окружающей среды, так как сочетает окисление органических веществ в жидкой фазе до углекислого газа и воды с последующим выделением из очищенного раствора сульфата натрия. Метод жидкофазного окисления основан на взаимодействии растворенных в воде органических соединений с кислородом воздуха при повышенных температуре и давлении. Оптимальными условиями, обеспечивающими степень очистки сточных вод 95-98%, являются температура 290-310° С, давление 11 МПа. Достигаемая при жидкофазном окислении степень очистки позволяет получать сульфат натрия высокого качества. К недостаткам данной схемы могут быть отнесены большие материальные затраты на монтаж и эксплуатацию оборудования.

С экологической точки зрения более эффективными являются схемы В и Э, позволяющие исключить загрязнение окружающей среды сульфатом натрия и органическими веществами. Минимальных затрат для своего осуществления требуют схемы А и В. Выбор направления утилизации сульфатного раствора определяется реальной конъюнктурой и экономическими возможностями конкретного предприятия.

На рисунке 8 изображена схема выделения сырых жирных кислот (СЖК) из хлопковых соапстоков, предназначенная для предприятия, находящегося на значительном расстоянии от использующих сульфатный раствор производств.

Схема включает в себя двухстадийное разложение мыльных растворов серной кислотой в аппаратах 1-4, промывку выделенных кислот в аппарате 5 и утилизацию образующихся при этом жидких отходов с использованием метода жидкофазного окисления в аппаратах 6-10.

Рисунок 8 - Принципиальная технологическая схема двухстадийного выделения жирных кислот из соапстоков

1. Смеситель для первой стадии разложения

2. Сепаратор для разделения фаз (фирмы «Альфа-Лаваль»)

3. Смеситель для второй стадии разложения

4. Сепаратор для разделения фаз (фирмы «Альфа-Лаваль»)

5. Колонна для промывки жирных кислот

6. Флотатор

7. Выпарной аппарат

8. Реактор жидкофазного окисления

9. Сушильный аппарат (печь «КС»)

10.Реактор для каталитической очистки отходящих газов Исследования эффективности предлагаемой технологии проводились

на опытной установке НПФ «Химвект» (Волгодонск, Россия) и в цехе сернокислотного разложения соапстока СП «Узхимвект» (Ургенч, Узбекистан). В исследованиях на опытной установке ставилась задача отработки технологического режима двухстадийного разложения. На основании полученных данных разработан временный технологический регламент, согласно которому проведена опытно-промышленная апробация периодической схемы двухстадийного выделения жирных кислот из

хлопковых соапстоков в цехе сернокислотного разложения СП «Узхимвект» (Ургенч, Узбекистан).

Установлены следующие преимущества предлагаемой технологии сернокислотного разложения соапстоков по сравнению с существующей:

1. Отделение водного раствора примесей на первой стадии разложения приводит к экономии 9-14% серной кислоты. Проведение второй стадии разложения в более концентрированной системе позволяет дополнительно снизить расход серной кислоты на 3-5%. Общая экономия кислоты составляет 12-19%.

2. Избыточная серная кислота, присутствующая во второй сульфатной воде, расходуется на разложение примесных солей, выведенных в составе первой сульфатной воды. Вследствие этого на 40-60% экономится расход соды для нейтрализации сточных вод, 20-30% примесей выделяется в виде товарного продукта, на 6-8% уменьшается количество образующегося сульфата натрия.

3. Отделение на первой стадии водного раствора примесных солей с последующим переводом их в товарный продукт способствует уменьшению количества органических загрязнений в сточной воде на 20-30%, уменьшению содержания примесей в готовом продукте на 15-35%.

4. Температурный режим второй стадии препятствует нежелательному процессу сульфатирования выделяемых жирных кислот.

5. Возврат конденсата со стадии выпаривания сульфатного раствора уменьшает расход воды на проведение процесса.

В качестве приложений приведены временный технологический регламент стадийного выделения жирных кислот из соапстоков, разработанный для цеха сернокислотной обработки СП «Узхимвект»; акт опытно-промышленной апробации периодической схемы двухстадийного выделения жирных кислот из хлопковых соапстоков; расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения стадийного способа выделения сырых жирных кислот.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что разложение мыльных растворов серной кислотой проходит через три последовательных этапа, отличающихся свойствами реакционной среды, химизмом и скоростью реакций. Определены закономерности каждого из этапов и процесса разложения в целом.

2. Показано, что основными причинами перерасхода серной кислоты при выделении жирных кислот из соапстоков являются затраты на разложение присутствующих в исходном сырье примесей и разрушение эмульсий.

З.Определена связь между составом исходного соапстока, особенностями процесса его разложения и величиной перерасхода серной кислоты. От состава мыл зависят особенности выделения органической фазы при переходе системы из гомогенного состояния в гетерогенное, содержание и состав примесей определяют непродуктивные затраты кислоты.

4. Установлена нецелесообразность применения метода «кислые мыла» для очистки мыльных растворов от загрязнений вследствие эмульгирования мыл в водной фазе. Предложено использовать для этой цели разложение соапстоков в две стадии с промежуточным отделением водного раствора примесей. Обоснованы технологические параметры каждой из стадий.

5. Для обеспечения аналитического контроля процесса стадийного разложения разработана методика определения органических кислот и их солей в одной пробе, отличающаяся от существующих уменьшением расхода растворителя и затрат труда на выполнение анализа.

6. Установлены состав и свойства сточных вод, получаемых на первой и второй стадиях разложения. Предложено выделять из них в качестве товарных продуктов органические вещества и сульфат натрия. Рассмотрено несколько вариантов утилизации сточных вод, отличающихся эколого-экономическими показателями.

7.Предложена принципиальная схема усовершенствованной технологии выделения жирных кислот, включающая в себя стадийное разложение соапстоков и последующую утилизацию его отходов. Внедрение технологии позволяет сократить расход серной кислоты на 12-19%, расход соды на 4060%, уменьшить содержание примесей в жирных кислотах на 15-35% и количество образующегося сульфата натрия на 6-8%, выделить в качестве товарного продукта 20-30% органических примесей.

8.Разработан временный технологический регламент и проведена апробация двухстадийного разложения соапстоков на Ургенчском масложиркомбинате. В результате опытно-промышленных испытаний отмечено снижение расхода серной кислоты на 19%, соды на 45%. Ожидаемый годовой экономический эффект за счет экономии сырья в условиях Ургенча составит около 3 ООО ООО рублей.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. А. с. 1759862 SU AI] Способ выделения жирных кислот их хлопковых соапстоков. Шаврак Е.И., Дроздов A.C., Волкова Л.Д., Уварова Л.В., СимагинаТ.М. (СССР). -Заяв. 05.09.90; 0публ.07.09.92; Бюл. №33.

2. Шаврак Е.И., Кудряшов В.А., Волкова Л.Д., Уварова Л.В. Выделение жирных кислот из хлопковых соапстоков путем многостадийного разложения мыльных растворов минеральной кислотой. //Изв. Вузов. Технические науки. -2002. - №3. - С.40-43

3. Шаврак Е.И. Экономичный способ переработки отходов масложировой промышленности. Биосфера и человек - проблемы взаимодействия:Сб. материалов V междунар. науч. конф., дек. 2001г. -Пенза,2001.-С. 49-51.

4. Шаврак Е.И. Экологичный способ утилизации отходов масложировой промышленности. Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: Труды 4-й Международной научно-практической конференции. Том 3. -Санкт-Петербург 2002. - С. 289-292.

5. Шаврак Е.И., Рабинович Л.М., Кудряшов В.А. Выделение жирных кислот из отходов пищевой промышленности. //Экологические системы и приборы. -2004. - №10. - С. 17-21.

6. Шаврак Е.И. Определение содержания органических кислот и их солей в мыльных растворах. // Естественные и технические науки. - 2004.- № 5. -С.146-147.

7. Шаврак Е.И. Физико-химические закономерности процесса выделения жирных кислот из мыльных растворов путем их разложения минеральной кислотой. // Естественные и технические науки. - 2004.- № 5. - С.148-155.

8. Шаврак Е.И. Сравнение различных способов выделения жирных кислот из отходов щелочной очистки растительных масел. // Аспирант и соискатель. -2004.-№ 5-С. 502-503.

9. Шаврак Е.И. Исследование процесса разложения соапстоков растительных масел серной кислотой с целью выделения жирных кислот. // Изв. Вузов. Технические науки. -2004. -№5. -С.95-101.

Автор выражает глубокую благодарность старшему научному сотруднику, к.х.н. Кудряшову В.А. за постоянное внимание к работе и критические замечания при обсуждении результатов экспериментов.

РНБ Русский фонд

2006-4 1199

Подписано в печать 5.11.2004. Объём 1,2 п.л. Печать оперативная. Тираж 100 экз. Заказ 921

Южно-Российский государственный технический университет Типография ЮРГТУ (НПИ) Адрес ун-та и типографии: 346428, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

19 НОЯ 2004

Введение ' 3

1. Общая характеристика отходов щелочной рафинации 5-33 растительных масел (соапстоков) и методов их утилизации (литературный обзор).

1.1. Технология щелочной рафинации масел. 5

1.2. Физико-химическая характеристика соапстоков. 7

1.2.1. Состав жировой части. 8

1.2.2. Состав нежировой части. 10

1.3. Обзор известных методов утилизации соапстоков. 16

1.4. Выделение жирных кислот из соапстоков путем их 17-33 взаимодействия с серной кислотой.

1.4.1. Механизм сернокислотного разложения мыльных 18-20 растворов. 1.4.2. Влияние примесей на процесс разложения. 21

1.4.3. Характеристика существующей технологии выделения 24-31 жирных кислот.

1.4.4. Постановка задачи исследования. 31

2. Методы исследования. 33

2.1. Методы исследования физических свойств исходного 33-34 сырья.

2.2. Методы исследования химического состава соапстоков и 34-43 продуктов их разложения.

2.3. Метод и техника изучения механизма взаимодействия 43-46 соапстоков с серной кислотой.

3. Результаты исследования и их обсуждение. 46

3.1. Физические свойства исходного сырья. 46

3.2. Химический состав соапстоков. 48

3.3. Механизм взаимодействия соапстоков с серной кислотой. 52

3.3.1. Влияние концентрации мыльного раствора на скорость 52-53 разложения.

3.3.2. Динамика изменения физических свойств соапстоков при 53взаимодействии с серной кислотой.

3.3.3. Изменение химического состава мыльных растворов в 55процессе разложения.

3.3.4. Особенности расходования серной кислоты при 65разложении соапстоков.

3.3.5. Особенности разложения в гетерогенной системе. 69

3.4. Выводы. 72

4. Повышение эффективности использования материальных 73ресурсов при утилизации соапстоков.

4.1. Выбор рационального способа сернокислотного 73разложения

4.1.1. Установление технологических параметров 73двухстадийного разложения.

4.1.2. Исследование возможности сокращения расхода 75неорганических реагентов с помощью двухстадийного разложения и способа «кислые мыла».

4.2. Утилизация отходов двухстадийного разложения. 80

4.3. Исследование эффективности усовершенствованной 86-92 технологии утилизации соапстоков.

4.4. Выводы.

Жирные кислоты - ценные продукты, находящие свое применение в самых различных областях народного хозяйства. Одним из их источников являются отходы щелочной рафинации растительных масел, так называемые соапстоки, представляющие собой концентрированные водные растворы мыл и органических примесей. Качественный и количественный состав соапстоков зависит от вида рафинируемого масла / 1 /.

Существующая технология выделения жирных кислот из соапстоков заключается в разложении мыл серной кислотой, отделении кислых сульфатных вод и промывке жировой фазы от неорганических веществ/2/. От состава соапстоков зависят особенности протекания процесса разложения, расход серной кислоты, показатели качества готового продукта.

Полученные сырые жирные кислоты используют как таковые, так и после дистилляции. Сточные воды нейтрализуют содой и сбрасывают на открытые площадки или в общезаводскую канализацию.

Недостатками данной технологии являются повышенные, по сравнению со стехиометрическими, расходы серной кислоты и соды, а также наличие поступающих в окружающую среду вредных веществ в виде сульфата натрия и водорастворимых органических примесей.

Совершенствование процесса выделения сырых жирных кислот из соапстоков затрагивает, главным образом, стадии подготовки сырья, утилизации отходов и аппаратурное оформление /3-13/. Отсутствуют работы, посвященные изучению механизмов взаимодействия различных видов соапстоков с серной кислотой. Между тем именно эта стадия является определяющей для величины расхода сырья, качества готового продукта и количества вредных выбросов в окружающую среду.

Исторически сложилось так, что нейтрализованные сточные воды, образующиеся при получении жирных кислот, сбрасывались на открытые площадки. Это характерно как для крупнотоннажного производства синтетических жирных кислот из окисленного парафина, так и для сходного по своему химизму процесса выделения кислот из соапстоков. В настоящее время существует ряд методов утилизации сульфатных вод от производства синтетических жирных кислот /14,15/, отличающихся степенью использования отходов. Представляет интерес разработка технологического использования этих методов для утилизации сточных вод, образующихся при получении кислот из соапстоков.

Цель настоящей работы - разработать способ выделения сырых жирных кислот из отходов щелочной рафинации растительных масел, обеспечивающий экономию материальных ресурсов с одновременным уменьшением вредных выбросов в окружающую среду.

Поставленная цель достигается решением следующих задач: установление связи между составом соапстоков и особенностями их взаимодействия с серной кислотой; изучение физико-химических закономерностей процесса разложения соапстоков; определение и реализация направлений его совершенствования; разработка схемы утилизации отходов предлагаемого процесса; создание принципиальной схемы усовершенствованной технологии выделения сырых жирных кислот из соапстоков и ее апробирование.

Работа выполнена на кафедре «Технология неорганических веществ» Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) г. Новочеркасск и на кафедре «Инженерная экология» Волгодонского института Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) г. Волгодонск.

Общие выводы.

1. Установлено, что разложение мыльных растворов серной кислотой проходит через три последовательных этапа, отличающихся физическими свойствами и составом реакционной среды, химизмом и скоростью протекающих процессов. Определены физико-химические закономерности каждого из этапов и процесса разложения в целом.

2. Показано, что основными причинами перерасхода серной кислоты при выделении жирных кислот из соапстоков являются затраты на разложение присутствующих в исходном сырье примесей и разрушение ухудшающих качество готового продукта эмульсий.

3.Определена связь между спецификой состава исходного соапстока, особенностями процесса его разложения и величиной перерасхода серной кислоты. От состава мыл зависит протекание процесса выделения жировой фазы при переходе системы из гомогенного состояния в гетерогенное, содержание и состав примесей определяют непродуктивные затраты кислоты.

4. Установлена нецелесообразность применения метода «кислые мыла» для очистки мыльных растворов от загрязнений вследствие сильного эмульгирования мыл в водной фазе. Предложено использовать для этой цели разложение соапстоков в две стадии с промежуточным отделением водного раствора примесей. Обоснованы технологические параметры каждой из стадий.

5. Для обеспечения аналитического контроля процесса стадийного разложения разработана методика определения органических кислот и их солей в одной пробе, отличающаяся от существующих уменьшением расхода растворителя и затрат труда на выполнение анализа.

6. Установлены состав и свойства сточных вод, получаемых на первой и второй стадиях разложения. Предложено выделять из них в качестве товарных продуктов органические вещества и сульфат натрия. Рассмотрено несколько вариантов утилизации сточных вод, отличающихся эколого-экономическими показателями.

7.Разработана принципиальная схема усовершенствованной технологии выделения жирных кислот, включающая в себя стадийное разложение соапстоков и последующую утилизацию его отходов. Внедрение технологии позволит сократить расход серной кислоты на 12-19%, расход соды на 40-60%, уменьшить содержание примесей в жирных кислотах на 1535% и количество образующегося сульфата натрия на 6-8%, выделить в качестве товарного продукта 20-30% органических примесей.

8.Разработан временный технологический регламент и проведена апробация двухстадийного разложения соапстоков на Ургенчском масложиркомбинате. В результате опытно-промышленных испытаний отмечено снижение расхода серной кислоты на 19% , расхода соды для нейтрализации сточных вод на 45%. Ожидаемый годовой экономический эффект за счет экономии сырья в условиях Ургенча должен составить около 3 ООО ООО рублей.

1. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. - М.:Химия, 1992. -540с.

2. Тютюнников Б.Н., Науменко П.В. Технология переработки жиров. М.: Пищепромиздат, 1963.-625с.

3. Gosewinkel L., Knuth М Seifenspaltung kontinuierlich und umweltfreundlich. // Fett. Wiss. Technol.-1988.-№4. -S. 155-158.

4. Beeger W., Kunze B. Rafflnation und Umwelt Verfahrentechnische Losungen.// Fett. Wiss. Technol. -1994.-№8. - S. 309-318.

5. Singer Marek. Kontinuierlich Arbeitsverfahren zur Aufarbeitung des Seifenstocks. // Seifen-Ole-Wachse. -1988. №9. - S.364-365.

6. Steinwallner F. Eine neue kontinuierliche Anlage zur Soapstock-Spaltung. //Fette, Seifen, Anstrichmittel. -1979. -№7. S.286-290.

7. A.c. 379608 СССР, МКИ С 1 IB. 13/02. Способ расщепления соапстоков и соапсточных мыл/ Л.В.Пороло Всесоюзный научно-исследовательский институт жиров (СССР). -№: 2436282/24-03; Заяв. 28.07.71, опубл. 20.04.73.

8. Пат. 1559794 Англия, МКИ С11 В. 13/02. Cjntinuous soapstock splitting/ Duft Alan John, Segers Yacolus Cornelis. Unilever Ltd. -№ 34461/75; Заяв.4.09.75, Опубл. 30.01.80.

9. Ю.Ройзман Б.Б., Иродов М.В., Атауллаев А.Х. Переработка хлопковых соапстоков по схеме разложение — расщепление — дистилляция.// Масло-жировая промышленность. 1970. - №8. -С. 34-37.

10. Волотовская С.Н., Смирнов Г.Я., Рафальсон А.Б. Совершенствование способов переработки соапстоков: Обзор ЦНИИТЭИпищепрома/— 1979.-36 с.

11. Артыков X. Непрерывная технология выделения жирных кислот из отходов щелочной рафинации растительных масел./ Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. /Ташкент, 1994.

12. Weber К. New concepts of environmental, protection in oil mills.// Inform. Int. News Fats, Oils and Relat. Mater. -1994. -№4. -P. 512.

13. Мацаренко В.А. Очистка сточных вод производства синтетических жирных кислот с одновременный получением низкомолекулярных карбоновых кислот. ./ Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. / М,~ 1971.

14. Рабинович JI.M. Очистка сульфатсодержащих сточных вод производства синтетических жирозаменителей от примесей. /Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. / М., 1982.

15. Nair М. S,. Ramachandran, Rao S. Prakasa. Study of cottonseed oil soapstock.// Indian Oil and Soap J. -1965. №4. -P.85-88

16. Nair M. S,. Ramachandran, Rao S. Prakasa. Cottonseed soapstock as raw materials or fatty acids.// Indian Oil and Soap J. 1965. -№9. -P.267-270

17. Асилбекова Д.Т., Гусакова С.Д. Состав хлопковых соапсточных жиров.// Химия природных соединений.- 1988.- №4.- С.502-508.

18. Rossner U. Abwasserbelastung bei der alkalischen Vorbehandlung von Gewebe aus Baumwolle und Polyester.//Textiltechnik. -1988. -№12. -S.661-665.

19. Winkler H.G. Waschmittelchemie und Umwelt//Prax.naturwiss.Chem. -1988. -№37. S.45-47.

20. Lau J., Neelsen W. Verwendbare und verwertbare Abfallprodukte in der Fettindustrie //Ernahrungsindustrie. 1980. - №11. - S. 56-58.

21. Moller O. Reinigung von Lebensmittel-Produktionsanlagen -Zur Entwicklung der CIP Verfahrenstechnik // Fett Wissenschaft Technologie. - 1989. -№14.- S. 602-605.

22. Fochem F.H. Der Markt Pflanzlicher Ole und Fette. // Fett Wissenschaft Technologie. -1990. -№13. S. 496-498.

23. Пат. 2270320 Франция, МКИ СИ В . 13/00. Procete de recuperation d' acide gras, de glyzerine et de seis a partir de pate de neutralization. /Soc. Adams Lab., Inc. (Франция). № 7406545/24-06; Заяв. 19.02.74; Опубл. 5.12.75.

24. Fonseca H., Gutierrez L.E. Composicao em acidos graxos de oleos vegetais e gorduras animais.// An. Esc. Super. Agr. -1974. -№31. P.485-490.

25. Pabst M. Pates de neutralization, huiles acides gras distilles traitements purifikatioon, prorietes, employs.// Rev. frans. Crps gras. -1964. -№7. -P.399-403.

26. A. c. 854975 СССР МКИ Cll В .13/02. Способ выделения нейтрального жира из соапстока/ Махадаминов М.Д., Азизова Н.З., Султанов Х.С., Зуфаров Д.З. Среднеаз. Н.-и. и проект -конструкт. Ин-т пищ. пром-сти(СССР).-№ 2738211; Заяв. 19.06.79; Опуб. 15.08.81.

27. Бородина Г.А., Самонова JI.B. Пути повышения качества туалетного мыла. // Масло-жировая промышленность. 1968. - №7. -С. 19-23.

28. Асмаева З.И., Дибижева М.Д., Калманович С.А., Мартовщук В.И. Биологически активный концентрат заменитель жира.// Изв. Вузов. Пищ. технол.- 1993. -№3-4. -С.88-89.

29. Масалыкин И.Т. Об использовании хлопкового соапстока.// Масло-жировая промышленность. -1968. №4. -С. 42.

30. Набиев А.А., Сайдахмедов Х.Б., Абдувалиев Н.А., Аснаров М.А. Синтез металлопроизводных жирных кислот соапстоков и исследование их в качестве стабилизаторов поливинилхлоридных композиций.// Докл. АН УзССР.-1988. №7.-С. 34-36.

31. Гильченок Н.Д., Разумовский С.Д., Меламуд H.JI. Комплексная переработка жирных кислот соапстоков методом озонолиза. //Масло-жировая промышленность. -1971.- №2. С. 19-21.

32. Абдурахимов А.К., Набиев А.Х., Исаев Х.И., Турсунов М.Т. Применение жирных кислот хлопкового соапстока в производстве алкидных лаков. //Изв. вузов. Пищ. технол. 1988. - №6 - С.45-47.

33. Разработка технологии получения мыльной основы из дистиллированных жирных кислот хлопкового соапстока. //Отчет о НИР(промежут.)/ Руководитель Махадаминов М.Д. -Ташкент * : Средазнипрокпищепром, 1988.

34. Turkulov Y., Karlovic Dy. Hitzebleichung des Oles wahrend der deodorisation. // Fett Wissenschaft Technologie. 1990. -№14. -S. 623-624.

35. Woerfel I. B. Processing and utilization of by-products soy oil processing. // J.Amer. Oil Chem. Soc. -1981. -№3. P.188-191.

36. Silica refining: Qualitu and anvironmantal advantages.// Int. News Fats, Oils and Relat Mater. -1991. №4. - P.360.

37. Wattereffluent treatments and odor reduction for oil refineries.// Int. News Fats, Oils and Relat Mater. -1994. №4. - P.390.

38. Пат.5231201США МКИ5, C07 .51/43. Modified caustic refining of gluceride oils for removal of soaps and phospholipids/ Welsh William A., Bogdanor James M. and Co.-Conn. (США). -№564912; Заявл. 8.08.90; Опубл. 21.07.93, НКИ 554/191.

39. Пат.4920639 США МКИ5, С11В.3/04. Verfahren zur Chemischen Reinigung naturlicher Ole und Fette/ Lutz J., Steinberner U. (США). -№42206994; Заявл. 24.06.92; Опубл. 5.01.94.

40. Bernardini Mario. Waste water pollution reduction in edible oil and oleochemical plants.// Inform. Int. News Fats, Oils and Relat. Mater. 1994. -№4. -P. 524.

41. Welsh W. A., Toeneboehn G.J. Silica refining: Quality and environmental advantages.// Inform. Int. News Fats, Oils and Relat. Mater. 1991. -№4. -P.360.

42. Пат. 1307862 Англия, CI 1 В . 13/02. Fatty acid recovery prozess./ Maden J., Routledge A.W.,Southwart R. Albright & Wilson Ш.(Англия). -№2458952; Заяв.7.05.71, Опуб. 21.03.73.

43. Crauer L.S. Continuous miszella soapstock acidation prozess.// J.Amer. Oil

44. Chem. Soc.-1972 .-№12.-P.681-682.

45. Adams P. Watereffluent treatments and odor reduction for oil refineries.// Inform. Int. News Fats, Oils and Relat. Mater. 1994. -№4. -P. 490.

46. Пат.5310487 США МКИ, B01 Д. 61/14. Membrane technology for edible oil refining./ La Monica David A.; Rochemseparation Systems, Inc.(CUIA). -№53599; Заяв. 27.04.93; Опубл. 10.05.94.

47. Wlassics I., Visentin W., Benzoni G. Smoltimento delle acque di vegetazione su scala semi-pilota.// Riv. ital.sostanze grasse. -1994. №11. - P.561-563.

48. Пат. 4671902, CUIA МКИ С 11 В . 13/00. Process for obtaining fatty acid product from gluceride oil soapstock./ Brister Bryan C.; The Procter and Gamble Co.(CIIIA). -№ 3654782; заяв. 12.03.84; опуб. 9.01.87; НКИ 260/412.5.

49. Crauer L.S. Continuous recovery of acid oil.// J.Amer. Oil Chem. Soc. -1965. №7. -P. 661-663.

50. A. c. 1839177 СССР, МКИ Cll B.3/00. Способ рафинации хлопковых масел./ Мартовщук В.И., Калманович С.А., Мартовщук Е.В., Наддаф Н.Д. Краснод. политех. ин-т(СССР). -Опубл.ЗО. 12.93.

51. Арутюнян Н.С., Корнева Е.П. Совершенствование технологии рафинации масел и жиров.// Масло-жировая промышленность. -1992. -№№ 4-5. С.30-31.

52. Шнайдер М.А., Колганова И.В., Тер-Минасян Р.И., Топчев Д.А. Новые методы рафинации.// Обз. инф. Сер. 20. ВНИИ инф. и техн.-эк. иссл. агропром. комплекса. -1990. -№10. -27с.

53. А.С.1091542 СССР, МКИ5 Cll В.3/06. Способ рафинации растительных масел./ Арутюнян Н.С., Тарабаричева JI.A., Корнева Е.П., Цыпленкова И.Л., Казарян Р.В., Харитонов Б.А. Краснод. политех. ин-т(СССР). -заявл. 14.07.81; опубл.30.08.90.

54. А.С. 15858318СССР, МКИ5 СИ В.3/02. Способ рафинации хлопковых масел. /Ильясов А.Г., Мирзакаримов Р.А., Искандаров Т.Н., Иногамов А.А. Ташк. политех, ин-т (СССР). Заяв. 10.03.88; опуб. 15.08.90.

55. К вопросу об использовании ионообменных сорбентов для очистки растительных масел.//Научно-техн. бюл. ВНИИ масл. культур. 1991. -№4. - С.53-55,70.

56. Абдурахимов С.А., Умаров С.Д., Эргашева Д.К., Наргаев Р.К., Гафаров З.А. Проблемы рафинации масла, получаемого из смеси средневолокнистых и тонковолокнистых семян хлопчатника.// Изв. Вузов. Пищ. технол. 1991. - №3. - С.58-63.

57. Ильясов А.Т., Пак В.И. Двухступенчатая рафинация высококислотного хлопкового масла.// Пищ. промышленность. 1991.-№ 3. -С. 66-68.

58. Турсунов М.Т., Акмалов Ю.А. Исследование процесса рафинации хлопково-масляной мисцеллы и рациональное использование их отходов.// Комплексная переработка сырья в пищ. пром-ти. Ташкент. 1988. - С.31-38.

59. Исходные данные на проведение опытно-промышленного пробега по переработке в цехе СЖК Новокуйбышевского НПЗ 2000т соапстока/ Рук. Дроздов А.С.-Волгодонск, 1989-45с.

60. Маркман A.JI., Глушенкова А.И., Мирзакаримов Р. Фракционирование жирных кислот хлопковых соапстоков.// Труды Ташкентск. политехи, ин-та. -1963. вып.22. -С. 263-267.

61. Голдовский А.Н. О разнообразии нежировых веществ растительных масел и их рациональной классификации.// Масло-жировая промышленность. -1966. №3. - С.8-12.

62. Волотовская С.Н., Кузнецова Н.В., Майорова Н.Н. Потери при рафинации хлопкового масла.// Масло-жировая промышленность. -1980. №3. - С.25-28.

63. Прохорова П.Т., Фролова Н.М. Влияние высокотемпературной обработки жиров на неомыляемые вещества.//Масло-жировая промышленность. -1981. №2. - С.30-31.

64. Прохорова П.Т., Фролова Н.М. Побочные продукты и отходы производства как источник фитостеролов.//Масло-жировая промышленность. -1981. №12. - С.15-16.

65. Надиров Н.К и др. Определение токоферолов тонкослойной хроматографией .//Масло-жировая промышленность. -1985. №11. -С.36-38

66. Маркман А.Л., Ржехин В.П. Госсипол и его производные. М.: Пищепромиздат, 1965.-240с.

67. Абдурахимов А., Набиев А.Х., Исаев Х.И., Турсунов М.Т. Разделение жирных кислот хлопкового соапстока. //Изв. Вузов. Пищ. технол. 1987. -№6. - С.56-60.

68. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров: т.2. Л.:ВНИИЖ, 1973. -235с.

69. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии.-М.:Химия, 1975. -512с.

70. Ким Р.Н., Рахамджанов М.А., Халимова Ш.И. Детоксикация и облагораживание хлопкового шрота. // Изв. Вузов. Пищ. технол. -1990. -№2.-С.25-28.

71. Проведение исследований и внедрение способа переработки хлопковых соапстоков методом омыления гидроксидом кальция с получением товарных сырых жирных кислот. //Отчет о НИР(заключит.) Рук. Фрейман Р.Э. Ташкент: Средазнипрокпищепром, 1970. -65с.

72. Абдурахимов A.M., Давтян JI.A, Ройзман Б.Б. Переработка хлопкового соапстока известковым молоком.// Труды Ташкентск. политехи, ин-та. -1968. -Вып.42.-С.116-118.

73. Левит М.С., Сосновская Б.Я. Переработка соапстоков, содержащих антранилат госсипола.// Маслоб.-жировая промышленность. -1964. -№10. С.17-20.

74. А. с. 155901СССР, МКИ СП В 23а. 3. Способ выделения госсипола из мисцелл./ Маркман А.Д., Махадаминов М.Д.(СССР). Заявл. 15.12.62; опубл. 17.11.65.

75. Пат. 3364242 США кл. 260-420. Separation of gossypol from cottonseed oil./ Johnson Robert J., Norris Frank A. Swift and Co.(США). Заявл. 5.07.63; Опубл. 16.01.68.

76. Prikryl Antonin, Hlvsa Erich. Dulezitost odstraneni gossipolu a jeho rozkladnych proddukti z bavinikovemo oleje pred neutralizaci.// Prumusl Potravin. -1968. №7. - S.356-358.

77. Kuk M.S., Abraham G., Wan P.J. Ethanol extraction of oil gossypol and aflatoxin from cottonseed.// J.Amer. Oil Chem. Soc. -1994. №4. - P.417-421.

78. Промышленные испытания процесса выделения солей водорастворимых кислот из мыльного клея. //Отчет по НИР ВФ НПО «СинтезПАВ». -№4/87.-Волгодонск, 1987.-45с.

79. Усовершенствование, оказание технической помощи в пуске освоения и проектировании процессов, разработанных предприятием П/Я А-1785. //Отчет о НИР ВНИИПАВ по теме № 22-77. -Волгодонск, 1977.

80. Пат.506650 США, МКИ5, СП В.3/04. Fluilization of soapstock./ Evans Jeffrey С., Cardill, Inc. (США). -№597106; Заяв. 12.10.90; Опуб. 19.11.91, НКИ 426/74.

81. Байдин И.И., Богданов Ю.С., Коробова Э.С. Электролиз сульфатсодержащих вод производства синтетических жирных кислот.// Химическая промышленность. -1975. -№6. С.422-424.

82. Эйфер И.З., Рудова Г.А. Процессы кристаллизации сульфата натрия в производстве вискозного волокна. М. :НИИТЭХИМ, 1976. - 30с.

83. Беспамятнов Р.П., Богушевская К.К., Зеленская Л.И., Смирнов Г.Г. Жидкофазное окисление эффективный метод очистки промышленных сточных вод.//Химическая промышленность. - 1974. -№1. -С. 33-35.

84. Денисов Е.Т., Мицкевич Н.И., Агабеков В.Е. Механизм жидкофазного окисления кислородсодержащих соединений. Минск, изд. Наука и техника, 1975.-360с

85. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии .- М.: Химия, 1982.-400с.87.3ахарченко В.Н. Коллоидная химия.-М.:Выс. шк.,1989.-238с.

86. Мицеллообразование, солюбилизация, микроэмульсии/ Под ред.

87. К.Миттел.- М.:Мир, 1980.-598с.

88. Эмульсии/Под ред. Ф.Шермана.-Л.: Химия, 1972.-448с.

89. Бехли Ю.А., Соловьянов А.А. Методы изучения быстрых реакций в растворах.-М.: Наука, 1976.-65 с.

90. Киреев В.А. Курс физической химии.- М. : Химия, 1974.-780с.

91. Ляшков Ю.С., Клячко Ю.А. Теоретические основы современного качественного анализа, М.:Химия, 1978.- 312с.

92. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии:т. 1 .-М.:Химия, 1970.-794с.

93. Неволин Ф.В. Труды ВНИИЖА: Вып. 15. -М.: Пищепромиздат, 1954. -202с.

94. Мартовщук В.И., Мгебришвили Т.В., Мартовщук Е.В. Межфазная активность сопутствующих веществ при хранении хлопковых масел.// Пищ. промышленность. -1991. -№ 3. С.79-81.

95. Годовская К.И., Рябина Л.В., Е.И.Новик, М.М.Гернер. Технический анализ. М.: Выс. шк.,1967. -350с.

96. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров: т. И, издание 2-е.-Л., ВНИИЖ , 1973.

97. Харитонов Ю.А. Аналитическая химия: Т.2. -М.Выс. шк, 2001. -640с.

98. Бурташова С.Н., Умаров А.У. Определение содержания нейтрального масла и неглицеридного комплекса в хлопковом масле.// Масло-жировая промышленность. -1962. №4. - С.20-22.

99. ЮО.Махадаминов М.Д., Ступакова Л.Ф. Рациональное использование жировых веществ, извлекаемых из сточных вод. //Масло-жировая промышленность. -1978. -№11. -С. 43.

100. Winck Н. Fettsauren- und Wertstoffgewinnung aus Klarschlammen mit dem Niedertemperaturverfahren. // Fett Wissenschaft Technologie. -1989. №14. - S.600-602.

101. A. c. 1759862 SU Al. Способ выделения жирных кислот их хлопковых соапстоков. Шаврак Е.И., Дроздов А.С., Волкова Л.Д., Уварова Л.В., СимагинаТ.М. (СССР). -Заяв. 05.09.90; 0публ.07.09.92; Бюл. №33.

102. Шаврак Е.И., Кудряшов В.А., Волкова Л.Д., Уварова Л.В. Выделение жирных кислот из хлопковых соапстоков путем многостадийного разложения мыльных растворов минеральной кислотой. //Изв. Вузов. Технические науки. -2002. №3. - С.40-43

103. Шаврак Е.И. Экономичный способ переработки отходов масложировой промышленности. Биосфера и человек проблемы взаимодействия:Сб. материалов V междунар. науч. конф., дек. 2001г. -Пенза, 2001.-С. 49-51.

104. Шаврак Е.И. Экологичный способ утилизации отходов масложировой промышленности. Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: Труды 4-й Международной научно-практической• конференции. Том 3. Санкт-Петербург 2002. - С. 289-292.

105. Шаврак Е.И., Рабинович Л.М., Кудряшов В.А. Выделение жирных кислот из отходов пищевой промышленности. //Экологические системы и приборы. -2004. № 10. - С. 17-21.

106. Шаврак Е.И. Определение содержания органических кислот и их солей в мыльных растворах. // Естественные и технические науки. 2004.- № 5. - С.146-147.

107. Шаврак Е.И. Физико-химические закономерности процесса выделения жирных кислот из мыльных растворов путем их разложения минеральной кислотой. // Естественные и технические науки. 2004.- № 5. - С.148-155.

108. Шаврак Е.И. Сравнение различных способов выделения жирных кислот из отходов щелочной очистки растительных масел. // Аспирант и соискатель. 2004. - № 6 - С. 502-503.

109. ИО.Шаврак Е.И. Исследование процесса разложения соапстоков растительных масел серной кислотой с целью выделения жирных кислот. // Изв. Вузов. Технические науки. -2004. -№5. С.95-101.

110. Автор выражает благодарность старшему научному сотруднику, к.х.н. Кудряшову В.А. за помощь при выполнении диссертационной работы.1. Up и Л Z,w > ч* \\1. О,1"1 ■тщpQjO <fN>-4\-A , V1. УТВЕРЖДАЮиректор СП «Узхимвект» Артыков X.2003г.

111. ВРЕМЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТдополнение к действующему регламенту) стадийного выделения жирных кислот из соапстоков. Участок омыления и разложения соапстока.1. СОГЛАСОВАНО:

112. Гл. инженер СП «Узхимвект» Рузматов Р.

113. Гл. технолог СП «Узхимвект» Абдуллаев М.К.

114. Нач. цеха сернокислотной обработки СП «Узхимвект» Курбанов Д.К.

115. Таким образом, при указанной выше плановой производительности, после внедрения стадийного способа разложения, ожидаемый экономический эффект составит около 109 ООО у.е.

116. Гл. инженер СП «Узхимвект» Рузматов Р.

117. Экономист СП «Узхимвект» Каримова С.

118. Зам. дир. СП «Узхимвект» к.х.н. Кудряшов В.А.

119. Ст. преподаватель ВФ ЮРГТУ (НПИ) Шаврак Е.И. £ >1. ОГЛАВЛЕНИЕ.1. Стр. п/п

120. Общая характеристика производства. 110

121. Техническая характеристика исходного 111-112 сырья, вспомогательных материалов иосновных продуктов.

122. Описание технологического процесса и 113-114технологическая схема производства.

123. Нормы технологического процесса. 115

124. Возможные неполадки технологического 116 процесса, их причины и способы устранения.

125. Основные положения пуска, остановки 117-120объекта при нормальных условиях

126. Аналитический контроль производства 121-122

127. Основные правила безопасного ведения 123процесса.

128. Правила аварийной остановки производства 123

129. Отходы производства, сточные воды, 123выбросы в атмосферу.

130. Перечень обязательных инструкций. 124-129

131. Спецификация оборудования 130-131

132. Используемые методики анализа 132-134

133. Дополнение к регламенту на периодический процесс стадийного выделения жирных кислот из соапстоков разработано применительно к цеху сернокислотной обработки с использованием существующего оборудования.

134. Процесс включает этапы: подготовка соапстока с массовой долей жира 10-15%; щелочное омыление; разложение мыла серной кислотой в две стадии; промывка жирных кислот.

135. Стадия щелочного омыления состоит из омыления триглицеридов в омылителе и доомылителе до рН 10-11 при температуре 80-90 С.

136. После отделения второй сульфатной воды кислоты промывают водным конденсатом до полного отсутствия серной кислоты и сульфата натрия.

137. Весь процесс разложения выделения жирных кислот из соапстокаопротекает при температуре 85-90 С.

138. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОСНОВНЫХ1. ПРОДУКТОВ.

139. Техническая характеристика сырья.