FI100988B - Mäntyöljysaippuan parannettu hapettaminen käyttäen hiilidioksidia - Google Patents

Description

I.

100988 Mäntyöljysaippuan parannettu hapettaminen käyttäen hiilidioksidia

Keksinnön alue 5 Tämä keksintö koskee mäntyöljysaippuan muuttamista mäntyöljyksi.

Keksinnön tausta

Havupuut, erityisesti mänty, sisältävät selluloosan ja hemiselluloosan lisäksi sellaisia komponentteja, kuten 10 ligniiniä, hartsihappoja ja pitkäketjuisia rasvahappoja.

Raakaa mäntyöljyä, hartsi- ja rasvahappojen seosta, tuotetaan sulfaattiselluprosessin kemiallisena sivutuotteena.

Sulfaattiselluprosessissa puuhaketta syötetään keittimeen, johon lisätään "valkolipeää", joka sisältää 15 natriumhydroksidia (NaOH) ja natriumsulfidia (Na2S). Sitten sisältöä lämmitetään ennalta määrätyn aikataulun mukaisesti keittoreaktioiden viemiseksi loppuun, jolloin hartsiha-pot ja rasvahapot vapautuvat puuhakkeesta ja saippuoitavat. Tuloksena oleva keitetty puusellu erotetaan keitto-20 liuosjäännöksestä, joka tunnetaan nimellä "mustalipeä", suodattamalla, jolloin saadaan puusellua, joka tunnetaan nimellä "ruskea massa”. Tätä ruskeaa massaa käsitellään edelleen paperin valmistusprosessissa eri laatuisten paperien valmistamiseksi. Hartsihappojen ja rasvahappojen nat-25 riumsuolat, joista yleisesti käytetään nimitystä mäntyöl-jysaippua tai "mustalipeäsaippua", ovat suspendoituneina jäljelle jäävässä mustalipeässä.

Erilaisten kemikaalien talteenotto mustalipeästä, näiden kemikaalien puhdistaminen tuoreiden keittoliuosten 30 muodostamiseksi, orgaanisten jäämien poltossa syntyvän energian hyväksikäyttö sekä ilman ja veden saastumisen minimoiminen ovat kaikki sulfaattimenetelmän olennaisia osia. Mustalipeästä talteen otettavien kemikaalien joukossa on mäntyöljysaippua. Saippua sisältyy "heikkoon" (eli 35 konsentroimattomaan) mustalipeään, joka otetaan talteen 2 100988 sellunkeittoprosessissa suodoksena sellun (ruskean massan) erotuksesta.

Alkuperäinen heikko mustalipeä (klintoainepltolsuus noin 15 %) suodatetaan kuidun (ruskean massan) poistami-5 seksi ja se syötetään heikon lipeän kuorimeen. Noin 30 -70 % saatavilla olevasta mustalipeäsaippuasta kuoritaan pois. Sitten mustalipeä kulkee läpi useista haihdutuskon-sentrointivaiheista kiintoainepitoisuuden nostamiseksi 25 - 30 %:iin. Sitten mustalipeä kulkee läpi toisesta kuo-10 rimesta, jossa loput 30 - 70 % saippuasta kuoritaan pois. Lopuksi mustalipeä kulkee läpi uusista haihdutuskonsent-rointivaiheista kiintoainepitoisuuden nostamiseksi 65 -75 %:iin. Sitten se syötetään talteenottouuniin poltettavaksi. Mustalipeän orgaanisen aineksen polttaminen tuottaa 15 energian paperinvalmistusprosessille ja uudistaa epäorgaaniset kemikaalit käytettäviksi uudelleen tuoreissa sellun-keittoliemissä. Katso esim. Foran, C. D., "Black Liquor Soap Recovery Methods Employed by Union Camp" Naval Stores Review, 94 (3), 14-18 (1984), jonka kuvaukset sisällyte-20 tään tähän kokonaisuudessaan. Sulfaattipaperin valmistuksen alan taitaja tietää, että on olemassa erilaisia menetelmiä mäntyöljysaippuan talteen ottamiseksi sulfaattimus-talipeästä.

Sitten erotettu mäntyöljysaippua tehdään normaalis-25 ti happamaksi rikkihapolla (H2S04), jolloin muodostuu raakaa mäntyöljyä, joka voidaan jalostaa alipainefraktioin-nilla mäntyöljyrasvahappojen ja mäntyöljyhartsin erottamiseksi. Rasvahappoja, hartsihappoja ja niiden johdannaisia käytetään lukuisissa teollisissa sovelluksissa, mukaan 30 lukien saippuat, voiteluaineet, musteet, liimat ja pinnoitteet. Hapotusprosessi käsittää yleisesti H2S04:n lisäämisen mäntyöljysaippuaan raa'an mäntyöljyn ja natriumsul-faattisuolan (Na2S04) suolakakkuliuoksen muodostamiseksi. Alan tuntija tietää että on olemassa useita hapotusmene-35 telmiä, joissa käytetään H2S04:a mäntyöljysaippuan muutta- 100988 3 miseksi raa'aksi mäntyöljyksi. Tarkempaa kuvausta (viitteiden kera) varten katso esim. McSweeney, E. E., "Sulfate Naval Stores", Naval Stores: Production, Chemistry,

Utilization, ss. 158 - 199, Duane Zinkel ja James Russell, 5 toim., Pulp Chemicals Association, (NY, USA, 1989), jonka kuvaukset sisällytetään tähän viitteeksi kokonaisuudessaan. Edellä kuvattu Na2S04 kierrätetään sitten sulfaatti-prosessiin natriumin ja rikin hävikkien korvaamiseksi.

Raa'an mäntyöljyn tuottamisen mäntyöljysaippuasta 10 taloudellisuus riippuu merkittävässä määrin kyvystä käyttää suolakakkua hyväksi hapotusprosessissa. Tähän mennessä raa'an mäntyöljyn valmistaja on palauttanut Na2S04-sivu-tuotteen paperitehtaaseen korvauskemikaaleiksi sulfaatti-selluprosessille. Tyypillinen sulfaattitehdas 1970-luvun 15 alussa oli suunniteltu noin 93 %:n natriumin talteensaan-nille ja ainoastaan noin 61 %:n rikin talteensaannille. Katso julkaisu Twiss, A. H., Naval Stores Review, 94 (2), 14 - 16 (1984), jonka kuvaukset sisällytetään tähän kokonaisuudessaan viitteenä. Ankarampien ympäristösäännösten 20 tullessa voimaan ilmaa ja vettä saastuttavien aineiden osalta, ennustettiin uuden "ruohonjuuritason" tehtaan (1984), joka oli suunniteltu täyttämään vaativammat uudet suorituskykystandardit, saavuttavan yli 97 %:n natriumin talteensaanti ja 91 %:n rikin talteensaanti. Twiss kertoo, 25 että vuonna 1984 natriumin kokonaishävikki ekvivalentti-suolakakkuna esitettynä oli alentunut 61,2 - 31,7 kilosta (135 - 70 naulaa)/tonnia sellua tehtaassa, joka täytti silloiset standardit, 23,9 kiloon (53 naulaa) uudenlaisessa tehtaassa (1984). Kokonaisrikkihäviöt alenivat 79,3 -30 33,4:stä 18,1 kiloon ekvivalenttisuolakakkua sellutonnia kohti (175 - 75, 40 naulaa), johtuen pääasiassa vähentyneistä rikkipäästöistä talteenottokeittimestä ja kalkki-uunista. Näillä vähentyneillä päästöillä on ollut voimakas vaikutus sulfaattiselluprosessien näitä hävikkejä tasapai-35 nottavien korvausnatriumin ja -rikin tarpeisiin. Rikin 4 100988 suhde korvausnatriumiin, molemmat Ilmaistuna suolakakkuna, aleni noin l,30:stä 1970 noin 1,07: ään 1984 ja noin 0,75:een nykyisin. Suhteen odotetaan alenevan edelleen lähitulevaisuudessa. Tulos on, että paperitehtaat eivät 5 enää halua tai ne eivät tarvitse mäntyöljysaippuan rikki-happohapotuksessa tuotettuja aikaisempia suolakakkumääriä korvaamaan natriumin ja rikin hävikkiä. Itse asiassa suuri määrä suolakakkulisäyksestä on korvattu kalliimmalla kaus-tisella soodalla rikkikorvauksen pienentämiseksi ja tämä 10 määrä on lisääntymässä. Jos paperitehtaat eivät käytä kaikkea mäntyöljysaippuan hapottamisessa tuotettua suola-kakkua, on jäljelle jäävä osa heitettävä pois. Suolakakkua sisältävän jätepäästön sisältämät orgaaniset epäpuhtaudet toimivat kuitenkin lisäten päästön vastaanottavan vedenkä-15 sittelyjärjestelmän biologisen hapentarpeen (BOD) määriä. Tämän vuoksi jätteeseen laskettavan suolakakun määrälle on käytännön rajoituksia. Nämä rajoitukset ovat taipuvaisia kasvamaan johtuen yhä ankarammista ympäristövaatimuksista.

Joukko muita kirjoittajia on myös kuvannut mäntyöl-20 jysaippuan hapotusta ja rikkitaseongelmia sulfaattisellu-tehtaissa. Katso esim. Wong, A.:n artikkeli Naval Stores Review, 94 (3), 8 - 10 (1984), jonka kuvaukset sisällytetään kokonaisuudessaan tähän viitteenä. Wong kuvasi samoja mäntyöljysaippuan hapotuksesta saatavaan suolakakkuun 25 liittyviä ongelmia kuin Twiss. Wong ehdotti saippuan hapo-tuksessa käytetyn H2S04:n korvaamista klooridioksidia muodostavalla virtaavalla aineella rikin syötön tehtaan lipeä järjestelmään vähentämiseksi. Alentunut rikkisyöttö olisi silti noin 10 % suurempi kuin tehtaan hävikit.

30 On ehdotettu, että mäntyöljyn hapotusprosessia voi taisiin modifioida sivutuotteena syntyvän rikin vähentämiseksi tai eliminoimiseksi käyttämällä muita tavallisia happoja, kuten vetykloridihappoa. Tällaisten happojen käyttäminen estäisi kuitenkin käytetyn hapon talteenoton 35 johtuen ylimääräisten anionien kertymisestä ja ongelmista 100988 5 mäntyöljyn puhdistamisessa. Käytetyn hapon elektrolyysiä NaOH:ksi ja H2S04:n ja Na2S04:n seokseksi on myös tutkittu.

Kuten Twiss myös kuvaa sivulla 16, noin puolen H2S04:sta korvaamista hiilidioksidilla on kuvannut Bills, 5 US-patentti 3 901 869 (1975), jonka kuvaukset sisällytetään tähän viitteenä kokonaisuudessaan. Erityisesti Bills kuvaa mäntyöljysaippuan happamaksi tekemistä käyttäen veden painosuhdetta saippuaan välillä 0,75 - 2,00, lämpötilaa välillä 49 eC (120*F) sekä riittävästi hiilidioksidia 10 pH:n alentamiseksi välille 7-8. Billsin mukaan tuote erosi ylemmäksi kerrokseksi, joka sisälsi mäntyöljyhapot ja reagoimattomat saippuat sekä alemmaksi kerrokseksi, joka sisälsi natriumbikarbonaatin vesiliuosta. Mäntyöljy-saippuoiden talteensaamisen viemiseksi loppuun ylempi ker-15 ros vaati lisäreaktion 0,0974 - 0,150 kg:n H2S04:a kanssa yhtä kg:a raakaa mäntyöljyä kohti. Billsin menetelmä tuotti tuloksena ainoastaan 40 - 53 %:n alenemisen mäntyöljysaippuan konversion loppuun viemiseksi tarvittavan H2S04:n määrässä käyttäen yksivaiheista C02-menetelmää. Täten Bills 20 ehdotti myös kaksivaiheista menetelmää jossa aiemmin kar-bonoitu saippuahappokerros sekoitetaan sitten ekvivalenttiin määrään tuoretta vettä ja hapotetaan uudelleen C02:lla. Billsin kuvaamalla kaksivaiheisella menetelmällä oli haittapuolena kuitenkin se, että se tekee tarpeelli-25 seksi, kuten Bills korostaa, "lisääntymisen veden käytössä, mikä kasvattaa suuresti haihdutuskuormaa".

Vardell, Jr., US-patentti 4 075 188 (1978) kuvaa jonkin verran parannettua hiilidioksidihapotusreatiota käyttäen veteen liukenematonta liuotinta. Paras esimerkki 30 osoitti että ainoastaan 60 % mäntyöljysaippuoista muuttui vapaiksi hapoiksi yksivaiheisessa reaktiossa käyttäen hiilidioksidia 3,45 MPa:ssa (500 psig), 150 °C:ssa ja saip-pua-vesi-liuotin-painosuhteissa 1,0 - 0,33 - 0,67. On myös huomattava, että liuottimen käytöllä, kuten Vardell, Jr.

6 100988 huomauttaa, on itsellään ylimääräisiä ympäristövaikutuksia.

Nämä ehdotetut ratkaisut poistavat ongelman ainoastaan osittain. Yksinkertaisesti esitettynä tähän mennessä 5 kuvatuista tehokkaimmat ja tehollisimmat menetelmät mänty-öljysaippuan hapottamiseksi raa'aksi mäntyöljyksi käsittävät suurten määrien H2S04:a käyttämisen ainoana hapotusai-neena. Tämä johtaa kuitenkin aivan liian suuren määrän Na2S04:a muodostumiseen saippuan hapotuslaitoksissa, jotta 10 se voitaisiin helposti kierrättää paperitehtaan lipeäjärjestelmään tai hävittää ympäristölle turvallisesti ja taloudellisesti .

Paperin valmistusteollisuudessa on kauan tunnettu tarvetta sellaiselle menetelmälle mäntyöljysaippuan hapot-15 tamiseksi raa’an mäntyöljysaippuan muodostamiseksi, joka vähentäisi huomattavasti Na2S04-suolakakun muodostumista.

Tätä tarvetta ei ole tähän mennessä kyetty tyydyttämään huolimatta lisääntyvästä kiireellisyydestä, jonka aiheuttavat ankarammat ympäristöpäästörajoitukset ja suolakakun 20 vähentynyt tarve paperitehtaissa.

Tämä keksintö koskee sellaista menetelmää mäntyöljysaippuan hapottamiseksi raa'an mäntyöljyn muodostamiseksi, joka vähentää H2S04:n käyttöä hapotusmenetelmässä. Nämä ja muut tämän keksinnön kohteet käyvät helposti ilmi tästä 25 patenttihakemuksesta.

Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön mukaisesti voidaan raakaa mäntyöljyä valmistaa helposti mäntyöljysaippuasta käyttämättä suuria määriä H2S04:a. Tämä menetelmä voidaan suorittaa 30 kontaktoimalla ensin mäntyöljysaippuan vesiliuosta hiili dioksidilla paineen alaisena, jolloin muodostuu emulsio, joka sisältää raakaa mäntyöljyä ja natriumbikarbonaatti-suolaliuosta. Sitten raa'an mäntyöljyn ja natriumbikarbo-naattisuolaliuoksen annetaan erottua paineen alaisina ker-35 rokseksi, joka sisältää raakaa mäntyöljyä sekä kerroksek- 7 100988 si, joka sisältää natriumbikarbonaattisuolaliuosta. Raaka mäntyöljykerros voidaan sitten erottaa helposti paineen alaisena natriumbikarbonaattisuolaliuoskerroksesta ja käyttää erilaisiin tarkoituksiin.

5 Edellä esitettyä menetelmää käyttämällä kyetään tehokkaasti tuottamaan suurella konversioasteella raakaa mäntyöljyä, tuotetta, joka on äärimmäisen tärkeää lukuisille teollisuuden aloille, samaan aikaan minimoiden käytetyn H2S04:n määrä ja tuotetun Na2S04:n määrä sekä ympäris-10 töriskit, jotka liittyvät näihin rikkipitoisiin yhdisteisiin.

Piirrosten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 on luonnos virtauskaaviosta sulfaattimassan valmistus- ja raa’an mäntyöljyn talteenottojärjestelmistä 15 käyttäen hyväksi tätä keksintöä.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Havupuut, erityisesti mänty, sisältävät selluloosan ja hemiselluloosan lisäksi hartsihappoja vapaan hapon muodossa, pitkäketjuisia rasvahappoja pääasiassa glyseridien 20 muodossa, sekä ligniiniä. Hartsihapot ovat monokarboksyy- liditerpeenihappoja, joilla tavallisesti on molekyylikaava C20H30O2. Läsnä olevien hartsihappojen joukossa ovat abie-tiini-, levopimaari-, neoabietiini-, palustriini-, dehyd-roabietiini-, isopimaari-, sandarakopimaari-, pimaari- ja 25 sekodehydroabietiinihapot. Havupuissa esiintyvät rasvaha pot ovat tyypillisesti tyydyttyneitä tai tyydyttymättömiä C^.ig-rasvahappoja, ja niihin kuuluvat palmitiini-, steariini-, palmitoleiini-, oleiini- ja linoleiinihapot. Ligniini on rakenteeltaan amorfinen fenyylipropaanipolymeeri 30 joka toimii enemmän tai vähemmän plastisena sideaineena holoselluloosakuiduille.

Kuvioon 1 viitaten sulfaattiselluloosaprosessissa puuhake 10, joka sisältää hartsihapot, pitkäketjuiset rasvahapot ja ligniinin, sekä valkolipeää, joka sisältää 35 NaOH:ia Na2S:a, lisätään keittimeen ja lämmitetään ennalta 8 100988 määrätyn lämpötila- ja aikaohjelman mukaisesti huomattavan osan ligniinistä liuottamiseksi keittolipeään. Keittopro-sessin aikana rasvahappoglyseridit ja hartsihapot saip-puoituvat emäksisen keittoliemen vaikutuksesta siten muo-5 dostaen näiden happojen natriumsuoloja. Tuloksena olevat suolat, joita tavallisesti kutsutaan "mustalipeäsuoloiksi" tai "mäntyöljysaippuaksi", ovat suspendoituneina keittolipeään, jota nyt kutsutaan "mustalipeäksi”, yhdessä ligniinin ja hiilihydraattihajoamistuotteiden kanssa.

10 Keitetty sellu ja mustalipeä (yhdessä 14) viedään ruskean massan suodattimeen/pesuriin, jossa keitetty sellu 16 ("ruskea massa") erotetaan mustalipeästä 18 ja sitten se pestään ja viedään eteenpäin paperitehtaalle eri paperilaaduiksi valmistettavaksi. Mustalipeä 18, joka tunne-15 taan heikkona (konsentroimattomana) mustalipeänä, ja joka sisältää liuenneen mäntyöljysaippuan ja ligniinin, sijoitetaan heikon mustalipeän varastointisäiliöön, jossa män-työljysaippua 22 erotetaan mustalipeästä tavanomaisilla menetelmillä, joita kuvattiin aiemmin. Sitten heikko mus-20 talipeä 20 konsentroidaan sarjassa haihduttimia, joissa otetaan talteen lisää mäntyöljysaippuaa 22 ja heikko mustalipeä muuttuu ensin haihdutuksessa keskiväkeväksi musta-lipeäksi ja sitten lisähaihdutuksella väkeväksi mustalipeäksi 20". Viimeisen haihdutuksen jälkeen väkevä mustali-25 peä 20" sijoitetaan sitten väkevän mustalipeän varastointisäiliöön. Väkevä mustalipeä 20" voidaan haluttaessa viedä edelleen talteenottouuniin, jossa orgaaninen osa poltetaan, jolloin muodostuu lämpöä höyryn kehittämiseksi, ja epäorgaaniset kemikaalit muodostetaan uudelleen sulana 30 Na2S:na ja Na2C04:na.

Tämän keksinnön mukaisen menetelmän mukaan mäntyöl-jysaippua 22 tehdään sitten happamaksi (hapotetaan) paineen alaisena kontaktoimalla mäntyöljysaippuaa hiilidioksidilla (C02) muodostaen emulsion 24, joka sisältää raakaa 9 100988 mäntyöljyä ja natriumbikarbonaattia. Hapotusreaktio etenee seuraavasti: RCOONa + C02 + H20 - RCOOH + NaHC03 mäntyöljy- hiilidi- vesi raaka män- natrium-5 saippua oksidi työljy bikarbo- naatti Mäntyöljysaippuan hapotuksen C02:lla jälkeen raaka mäntyöljy (RCOOH) 28 erotetaan sitten emulsiosta 24 antamalla raa'an mäntyöljyn 28 ja natriumbikarbonaatin 26 10 erottua paineen alaisena kerrokseksi (yleensä ylemmäksi kerrokseksi), joka sisältää.raa'an mäntyöljyn (ja mahdollisesti reagoimattoman mäntyöljysaippuan) sekä kerrokseksi (yleensä alemmaksi kerrokseksi), joka sisältää natriumbikarbonaatin vesiliuoksen (josta käytetään myös nimitystä 15 natriumbikarbonaattisuolaliuos). Haluttaessa hapotus voi daan suorittaa siten, että tuotettu natriumbikarbonaatin määrä ylittää natriumbikarbonaattisuolaliuoskerroksen liu-koisuusrajat, jolloin tuotetaan kiinteää natriumbikarbo-naattisuolaa muita käyttötarkoituksia varten. Alan tuntija 20 tietää, että natriumbikarbonaattisuolaliuoskerroksen liu- koisuusrajoihin vaikuttavat sellaiset tekijät, kuten esimerkiksi lämpötila ja paine. Raaka mäntyöljykerros 28 ja natriumbikarbonaattisuolaliuoskerros 26 voidaan sitten ottaa talteen ja käyttää eri tavoilla.

25 Tämä keksintö tuottaa raakaa mäntyöljyä suurilla konversioasteilla vähentäen tai välttäen tarvetta hapottaa jäljelle jäävää mäntyöljysaippuaa käyttäen H2S04:a. Tyypillisesti mäntyöljysaippuan konversioaste raa'aksi mäntyöljyksi on suurempi kuin noin 60 %, edullisesti suurempi 30 kuin noin 65 %, edullisemmin suurempi kuin noin 70 %, vie läkin edullisemmin suurempi kuin noin 80 %, jopa vieläkin edullisemmin suurempi kuin noin 90 % ja kaikkein edullisimmin suurempi kuin noin 95 %. Tämä menetelmä ei itse asiassa ainoastaan tuota suurta konversioastetta erittäin 35 tärkeäksi raa'aksi mäntyöljyksi, vaan tästä menetelmästä 10 100988 on myös ekologista hyötyä sen vähentäessä tai eliminoidessa H2S04:n käyttöä ja siihen liittyvää Na2S04:n tuotantoa.

Halutun korkean konversion raa'aksi mäntyöljyksi saavuttamiseksi tämän keksinnön mukaisen menetelmän hapo-5 tus- (C02:n lisäys) ja erotus- (kerrosten muodostuminen) sekä poistovaiheet tulisi suorittaa paineen alaisina (yli 1,014 MPa (14,7 psi)). Itse asiassa yllättäen on havaittu, että silloin kun painetta ei käytetä kerrosten muodostamisen aikana, tapahtuu huomattavaa käänteishapottumisreak-10 tiota, mikä alentaa konversiota raa'aksi mäntyöljyksi ja lisää mahdollista myöhempää H2S04:n tarvetta. Ei Bills, US-patentissa 3 901 869, eikä Vardell, Jr., US-patentissa 4 075 188, havainnut painetekijän tärkeyttä. Päinvastoin, Vardell, Jr. käyttäessään erittäin korkeaa 3,45 MParn (500 15 psig) painetta hapotusvaiheessa esitti paineen päästön suorittamista ennen faasien erottamista, kuten on esitetty esimerkiksi tuon patentin palstalla 4, riveillä 54 - 58, sekä palstalla 5, riveillä 6 - 10 ja 41 - 45. Samaan tapaan Bills huomauttaa tuon patentin palstalla 3, riveillä 20 48-49, että menetelmä etenee tyydyttävästi ilmakehän paineessa, ja palstalla 4, riveillä 57 - 59 Bills kuvaa reaktioseoksen poistamista reaktioastiasta ja kerrosten erottamista tavallisessa 18,9 litran (5 gallonan) kanisterissa (eli ilman painetta), jälleen kuvaten toisin kuin 25 tässä keksinnössä.

Näin ollen tämän keksinnön mukaisesti hapotusvaiheessa mäntyöljysaippuan vesiliuosta kontaktoidaan hiili dioksidilla paineen alaisena muodostaen raa'an mäntyöljyn ja natriumbikarbonaattisuolaliuoksen emulsion. Erotusvai-30 heessa raa'an mäntyöljyn ja natriumbikarbonaattisuola- liuoksen emulsion annetaan sitten erottua edelleen paineen alaisena kerrokseksi (tai faasiksi), joka koostuu olennaiselta osalta raa'asta mäntyöljystä ja kerrokseksi (tai faasiksi), joka koostuu olennaiselta osin natriumbikar- 35 bonaattisuolaliuoksesta. Edulliset paineet ovat esimerkik- 11 100988 si välillä noin 345 kPa - noin 5,52 MPa (50 - 800 psig), edullisemmin välillä 689 kPa - 2,07 MPa (100 - 300 psig), vieläkin edullisemmin välillä noin 1,03 MPa - noin 1,72 MPa (150 - 250 psig), ja edullisimmin noin 1,72 MPa (noin 5 250 psig), vaikka haluttaessa voidaan käyttää korkeampia tai alempia paineita. Vaikka korkeammat paineet tuottavat yleensä suuremman konversion, vaativat korkeammat paineet usein kalliimpia laitteita ja sen vuoksi ne eivät ole edullisia. Paineet hapotus-, erotus- ja poistovaiheissa 10 voivat olla samoja tai erilaisia, kuten halutaan.

Haluttaessa voidaan tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käyttää liuotinta, vaikka toisin kuin Vardell,

Jr. kuvaa, suoritetaan tämä menetelmä edullisesti ilman liuottimen läsnäoloa. Liuottimen käytöllä tämän keksinnön 15 mukaisessa menetelmässä on taloudellisia vaikutuksia joh tuen ylimääräisistä lähtöreagenssikustannuksista ja liuottimen haihtumishäviöistä, samoin kuin ympäristövaikutuksia. Jos liuotinta kuitenkin käytetään, on tämä liuotin edullisesti ei-polaarinen liuotin, edullisemmin alifaatti-20 nen hiilivetyliuotin tai näiden seos. Edullisia liuottimia ovat mineraalispriit, edullisesti Mineral Spirits 66/3 (saatavissa Union Oil Company of Californian Unocal Chemicals Divisionilta, Schaumburg, Illinois, USA), jonka kiehumispiste on alueella 159 - 195 °C (318 - 383°F) , ter-25 veysriskiluokitus 1 (lievä), syttyvyysluokitus 2 (heikko) ja leimahduspiste 41,7 °C (107°F). Muita edullisia liuottimia ovat keroseeni (jonka kiehumispiste on alueella 204 - 260 °C (400 - 500°F)), setääni (jonka kiehumispiste-alue on noin 288 °C (550°F) ja höyrynpaine alle 1 mm 30 (220°F)) ja/tai nafta. Edullisin liuotin on keroseeni tai nafta. Mäntyöljysaippuaan lisättävän liuottimen määrä vaihtelee jonkin verran, kuten alan tuntijat tietävät, kyseisestä käytettävästä liuottimesta. Ylärajan käytettävälle liuotinmäärälle sanelevat yleisesti käytännön toi 12 100988 minnalliset ja kustannustekijät. Edullisesti liuottimen suhde mäntyöljysaippuaan on noin 0,5 - l:n ja noin 2 - l:n välillä.

Tämä menetelmä voidaan suorittaa vaihtelevissa läm-5 pötiloissa. Tästä huolimatta on havaittu tiettyjä lämpöti-lavaikutuksia. Erityisesti on havaittu, että kohotettu lämpötila (vakiopaineessa) alentaa hiilidioksidin pitoisuutta nesteessä rajoittaen hapotusreaktion konversiota. On myös havaittu, että kohonnut lämpötila alentaa öljyker-10 roksen viskositeettia (vakiokonversiossa) parantaen faasien erottumista. Edelleen on havaittu, että alentunut lämpötila vähentää natriumbikarbonaatin vesiliukoisuutta ajaen reaktiota odotettua korkeampiin konversioihin matalilla vesi-saippuasuhteilla. Kuten alan tuntijat havaitse-15 vat, muodostavat kaksi ensimmäistä lämpötilavaikutusta jonkinlaisen ristiriidan ilman liuotinta tapahtuvissa reaktioissa, koska sekä konversiota että faasien erottumista tarvitaan H2S04:n tarpeen vähentämiseksi. Nämä vaikutukset ovat kuitenkin jonkin verran taipuvaisia korkeampia 20 lämpötiloja kohti, kuten yli noin 80 °C ja noin 85 °C. Kolmas lämpötilavaikutus on käyttökelpoisin, silloin liuotin rajoittaa orgaanisen osan viskositeettia matalassa lämpötilassa.

Pitäen edellä esitetty mielessä käsittävät yleises-25 ti edulliset lämpötila-alueet tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle alueen välillä noin 50 °C - noin 125 °C, edullisemmin välillä noin 65 °C - noin 85 °C, edullisimmin noin 75 °C, vaikka lämpötiloja jotka ovat alle noin 50 eC tai yli noin 125 °C voidaan myös käyttää. Lämpötila hapo-30 tus-, erotus- ja poistovaiheissa voi olla sama tai erilainen, kuten halutaan. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa hapotusvaihe suoritetaan lämpötiloissa, jotka ovat tämän lämpötila-alueen alemmassa päässä, eli noin 50 °C:ssa, ja kerrosten erottaminen suoritetaan tämän lämpötila-alueen 35 yläpäässä, eli välillä noin 75 - noin 85 °C.

13 100988 Tässä keksinnössä käytettävä mäntyöljysaippua voi olla vesiliuoksen muodossa. Mäntyöljysaippuan vesiliuoksen vesi-mäntyöljysuhde on edullisesti välillä noin 0,5 - 1 ja noin 2-1, vaikka korkeampia tai matalampia suhteita voi-5 daan käyttää. Bills huomautti, että kun vettä on läsnä vähemmän kuin noin 0,75 - 1 (veden suhde mäntyöljysaip-puaan), tulee reaktioseoksen viskositeetti liian korkeaksi, jotta se sallisi erottumisen raa'aksi mäntyöljyksi ja natriumbikarbonaattikerrokseksi. Vastoin Billsin esitystä 10 voidaan kuitenkin käyttää esimerkiksi vesi-saippuasuhdetta 0,5 - 1 ja se voi johtaa, kun tämän keksinnön mukainen menetelmä suoritetaan 689 kPa (100 psig) C02:lla ja 75 eC:lla kaikissa vaiheissa, 55 %:n alenemiseen H2S04:n kulutuksessa veden haihdutuskustannusten määrän ollessa 15 mahdollisimman pieni. Yleisenä seikkana on huomautettava, että silloin kun läsnä on merkittävästi enemmän vettä kuin noin 2-1 (veden suhde mäntyöljysaippuaan), johtaa ylimääräinen vesi lisääntyneisiin materiaalitilavuuksiin, jotka lisäävät merkittävästi haihdutuskustannuksia, ja 20 sitä on edullisinta välttää. Eräs edullinen suhde, joka tyydyttää sekä viskositeetti- että tilavuusvaatimukset, on suhde noin 0,75 - alle 1,25, vaikka korkeampia tai matalampia suhteita voidaankin käyttää.

Eräänä yleisenä esimerkkinä yhdistelmä vedestä, 25 liuottimesta ja mäntyöljysaippuasta, yhtä suurina paino-määrinä, voi saavuttaa yli 90 %:n konversioita yhdessä vaiheessa, kun kaikki vaiheet suoritetaan paineen alaisina.

Tässä keksinnössä käytettävä hiilidioksidi voi olla 30 missä tahansa muodossa, esimerkiksi nesteenä, kiinteänä tai kaasuna, vaikka edullisesti käytetään kaasumaista tai nestemäistä hiilidioksidia. Vaikka Bills esittää, että hiilidioksidia lisätään stökiometrisenä ekvivalenttina mäntyöljysaippuaan ja sen sisältämiin mustalipeän kiinto-35 aineisiin nähden, on havaittu, että parempi suorituskyky l4 100988 voidaan saavuttaa halutun paineen saavuttamiseen tarvittavalla ylimäärällä hiilidioksidia. Käytettäessä nestemäistä tai kiinteää hiilidioksidia tulisi käyttää lämmönvaihdinta tuottamaan hiilidioksidin lämmitys. Osan nestemäisestä tai 5 kiinteästä C02:sta kaasuttaminen painetta alentamalla kiihdyttää reaktiota tuottamalla voimakkaan sekoituksen.

Parhaita tuloksia varten on edullista lisätä mahdollinen vesi ja/tai liuotin mäntyöljysaippuaan ennen män-työljysaippuan kontaktoimista C02:lla. On myös edullista 10 suorittaa C02-hapotusvaihe voimakkaasti sekoittaen, jotta estetään sellaisen viskoosin geelin muodostuminen, joka muutoin muodostuu panoskokeissa. Jatkuvatoimisessa toiminnassa voidaan välivaiheen geelinmuodostus välttää käyttämällä sekoitettua säiliöreaktoria (tulppavirtausreaktorin 15 sijasta), vaikka tulppavirtausreaktoria, jossa on kunnon sekoitus, voidaankin käyttää. Reaktio menee yleensä loppuun noin 15 minuutissa - 1 tunnissa. Konversio kohoaa yleensä monivaiheisessa vastavirta- tai ristikkäisvirta-prosessoinnissa.

20 Tämä keksintö tuottaa raakaa mäntyöljyä suurilla konversioasteilla minimoiden tai välttäen tarpeen hapot-taa jäljelle jäävää mäntyöljysaippuaa käyttäen H2S04:a. Ei ainoastaan saavuteta suurta konversiota erittäin tärkeäksi raa'aksi mäntyöljyksi, vaan tästä menetelmästä on myös ·. 25 ekologista hyötyä sen vähentäessä tai eliminoidessa H2S04:n käyttöä ja siihen liittyvää Na2S04:n tuotantoa.

C02-hapotusvaiheen jälkeen emulsion annetaan erottua paineen alaisena vesifaasiksi (yleensä alempi kerros), joka sisältää natriumbikarbonaattia ja orgaaniseksi ker-30 rokseksi (yleensä ylempi kerros), joka sisältää raakaa mäntyöljyä. Kuten alan tuntijat voivat havaita, saattaa natriumbikarbonaattikerros sisältää joitain muitakin komponentteja, kuten natriumlignaattisuoloja, jotka tulevat prosessiin saippuan mukana mustalipeäkulkeutumina. Samalla 35 tavoin raaka mäntyöljykerros saattaa sisältää joitakin is 100988 lisäkomponentteja, kuten hieman hapottumatonta mäntyöljy-saippuaa ja hieman erottumatonta bikarbonaattisuolaiuosta. Erotus voidaan suorittaa käyttäen tavanomaisia keinoja, kuten painovoimaerotuksella, sentrifugoinnilla, koaguloin-5 nilla ja/tai muilla keinoilla, jotka ovat alan tuntijalle ilmeisiä hänen tutustuttuaan tähän kuvaukseen. Eräs erityisen käyttökelpoinen sentrifugilaite Podbielnak Centrifugal Contactor, jonka valmistaja on APV Machinery Inc., Saginaw, Michigan, USA.

10 Raaka mäntyöljy voidaan sitten poistaa lisätyöstöä varten mäntyöljyrasvahappojen ja rasvahappohartsien valmistamiseksi. Poistaminen voidaan suorittaa tavanomaisilla keinoilla, kuten dekantoimalla tai vastaavalla. Vesifaasi voidaan valinnaisesti kierrättää ja yhdistää mäntyöljy-15 saippuaan mahdollisesti tarvittavan lisäysveden lisänä mäntyöljysaippuasyöttöseoksen muodostamiseksi. Mikäli män-työljysaippua ei ole täydellisesti hapottunut (eli se sisältää jonkin verran hapottumatonta mäntyöljysaippuaa), voidaan osittain hapottunut mäntyöljysaippua siirtää toi-20 seen reaktoriin ja suorittaa tämän keksinnön mukainen C02-hapotusmenetelmä uudelleen, kuten edellä kuvattiin. Vaihtoehtoisesti, mikäli halutaan, voidaan raa'an mäntyöl-jykerroksen sisältämä mäntyöljysaippuajäämä muuttaa raa'aksi mäntyöljysaippuaksi käyttämällä H2S04:a tai muita 25 vahvoja happoja. Myös käytettäessä H2S04:a jäljellä olevan mäntyöljysaippuan hapottamiseen, tuottaa tämä keksintö tyypillisesti riittävän korkean konversioasteen, jotta käytettävä H2S04:n määrä vähenee enemmän kuin noin 60 %, edullisesti enemmän kuin noin 65 %, edullisemmin enemmän 30 kuin noin 70 %, vieläkin edullisemmin enemmän kuin noin 80 %, edelleen edullisemmin enemmän kuin noin 90 % ja edullisimmin enemmän kuin noin 95 % sellaisiin menetelmiin nähden, jotka käyttävät H2S04:a ainoana hapotusaineena.

Kuten alan harjoittaja tietää, määräytyy reaktorei-35 den ja erotinten lukumäärä ja sijoitus useista tekijöistä, 16 100988 ja edellä kuvattuja suoritusmuotoja ei millään tavoin ole tarkoitettu rajoittamaan tämän keksinnön suojapiiriä ja henkeä.

Mäntyöljysaippuan hapottamisella raa'aksi mäntyöl-5 jyksi käyttäen hiilidioksidia tämän keksinnön mukaisesti on eräs merkittävä etu aiempiin H2S04-hapotusmenetelmiin nähden se seikka, että Na2S04:n tuotanto minimoituu tai vältetään kokonaan. Siten tämä keksintö toteuttaa paperin-valmistusteollisuudessa kauan tunnetun tarpeen vähentää 10 rikkipäästöjä. Tämä keksintö tarjoaa todellakin parannetun menetelmän raa'an mäntyöljyn tuottamiseksi mäntyöljysaip-puasta ilman, että muodostuu (tai että muodostuu minimimäärä) Na2S04-suolakakkua, jonka kakun hävittämisestä on tulossa yhä vakavampi ongelma paperinvalmistusteollisuu-15 dessa. Tämä keksintö eliminoi sekä raa'an mäntyöljyn tuottajien ongelmat kakun, joka tähän mennessä on palautettu sellutehtaaseen, arvon menettämisestä, että kakun hävittämisen ongelmat, mikäli sellutehdas ei ota sitä vastaan.

Tätä keksintöä on kuvattu lisää seuraavissa esimer-20 keissä. Näitä esimerkkejä ei tule pitää liitteenä olevien patenttivaatimusten suojapiiriä rajoittavina.

Esimerkki 1 3,78 litran (yhden gallonan) autoklaaviin panostettiin 1030 g mäntyöljysaippuaa ja 1030 g vettä. Sekoituksen 25 ollessa pois päältä reaktorin kaasutila huuhdeltiin 3 kertaa 689 kPa:n (100 psig:n) C02:lla. Sitten panosta sekoitettiin voimakkaasti ja lämmitettiin 46 °C:seen. 15 minuutin lämmitysjakson aikana kaasumaista hiilidioksidia kup-litettiin seokseen, kunnes kaasutila saavutti paineen 30 689 kPa (100 psig). Reaktioseosta sekoitettiin vielä 60 minuutin ajan 46 °C:ssa ja lisää C02:a syötettiin paineen pitämiseksi 689 kPa:ssa (100 psig).

Kun sekoitus oli lopetettu annettiin reaktioseoksen erottua ja laskeutua kolmen päivän ajan vakiolämpötilassa 35 (46 °C) ja paineessa (689 kPa (100 psig)). Sitten otettiin 17 100988 näyte ylemmän kerroksen oletetusta keskikohdasta ja reaktorin sisältö tyhjennettiin. Tulokset osoittivat, että H2S04-säästöt saavuttivat määrän 67 %, huomattavasti suurempi säästö kuin mikään Billsin raportoimista.

5 Esimerkki 2

Reaktoriin panostettiin 1254 g mäntyöljysaippuaa ja 1252 g vettä. Panos lämmitettiin 46 °C:seen voimakkaasti sekoittaen ja sen annettiin reagoida C02:n kanssa kolmen tunnin ajan 2,07 MPa:ssa (300 psig). Kahden tunnin laskeu-10 tumisen vakiolämpötilassa (46 °C) ja paineessa (2,07 MPa (300 psig)) jälkeen otettiin näyte ylemmän kerroksen oletetusta keskikohdasta. Sentrifugoitaessa näyte erottui orgaaniseen ja epäorgaaniseen kerrokseen osoittaen, että öljy ja suolaliuos eivät olleet täydellisesti erottuneet 15 toisistaan painereaktorissa. Sentrifugoidun orgaanisen kerroksen tulokset osoittivat 68 %:n H2S04:n vähentymistä. Samanlaisia tuloksia saatiin vielä kahden laskeutumispäivän jälkeen.

Sitten laskeuttamislämpötila kohotettiin 80 °C:seen 20 ilman sekoitusta tai lisää C02:n syöttämistä. Seoksen annettiin laskeutua yön yli, ja ylemmän kerroksen oletetusta keskikohdasta otettiin uusi näyte. Sentrifugoinnin jälkeen tässä näytteessä ei havaittu näkyvää bikarbonaattisuola-liuoksen erottumista, mikä viittasi siihen, että erottumi-25 nen oli tapahtunut täydellisesti painereaktorissa. Seuran nut analysointi osoitti, että noin 99 % bikarbonaattisuolaliuoksesta oli poistunut öljystä. Sentrifugoidun orgaanisen kerroksen tulokset ilmaisivat 82 %:n alenemista ha-potuksen loppuun saattamiseksi tarvittavan H2S04:n määräs-30 sä.

Orgaanisen kerroksen happoluku oli 126 ja saippua-luku 35, ilmaisten mäntyöljyn konversioksi 78 %. H2S04:n säästöt ovat suuremmat kuin mäntyöljyn konversio koska C02-hapotus neutraloi myös mustalipeän kiintoaineita (kuten 18 100988 ylimääräistä natriumhydroksidia), joka muutoin kuluttaisi H2S04: a.

Esimerkki 3

Suoritettiin lisää panoskokeita joko 3,78 litran 5 (yhden gallonan) laboratorioreaktorissa tai 75,7 litran (20 gallonan) pilot-astiassa. Näiden kokeiden tulokset on koottu taulukkoon I. Vesi/saippua/liuotin-suhteet on kaikki ilmoitettu painosuhteina. Esitetty lämpötila ja paine pidettiin vakioina sekä reaktion että faasien erottumisen 10 aikana.

Esimerkki 3A osoittaa, että erittäin lyhyet laskeu-tumisajat ovat mahdollisia, jos sekä reaktio että faasien erottuminen tapahtuvat kohotetussa lämpötilassa. Kuten alan tuntijat havaitsevat, voidaan faasien erottumisen 15 määrää ja nopeutta edelleen parantaa tavanomaisilla keinoilla, kuten sentrifuugilaitteilla tai koagulointiaineil-la. Kaikesta huolimatta tämä koe on ristiriidassa Billsin esityksen, US-patentti 3 901 869 (1975), kanssa, joka kuvaa että 50 °C:n (120°F) yläpuolella "tuloksena ollut ha-20 potettu saippua oli tasaista emulsiota, joka ei hajonnut".

Katso Billsin teksti, palsta 3, rivit 10 - 12.

Esimerkki 3B osoittaa kohotetun C02:n paineen edut. Kohotettu paine siirtää reaktion tasapainoa korkeampaan konversioon siten vähentäen hapotuksen loppuun viemiseen 25 tarvittavan H2S04:n määrää. Öljy-suolaliuos-erottuminen paranee myös korkeammissa konversioissa alentaen pidättyneen natriumbikarbonaatin kuluttaman H2S04:n määrää. Noin 93 % bikarbonaattisuolaliuoksesta poistui öljystä paineen alaisena esimerkissä 3B, verrattuna 89 %:iin esimerkissä 30 3A.

Esimerkki 3C osoittaa, että haihdutuskustannuksia voidaan alentaa toimimalla vesi:saippua-suhteella 0,5:1. Vastoin tätä Bills, US-patentissa 3 901 869 (1975) kertoo, että "alle 3/4:1 vesi-saippuasuhteella seoksen viskosi-35 teetti tulee liian korkeaksi siten estäen sitä erottumasta 19 100988 bikarbonaattisuolaliuos- ja saippua-happokerrokeiksi". Katso Billsin teksti, palsta 3, rivit 27 - 30.

Esimerkki 3D laajentaa paine-erotuksen edut hapo-tukseen veteen liukenemattoman liuottimen kanssa. Tässä 5 tapauksessa liuotin oli maaöljynafta. 94 %:n H2S04:n väheneminen on huomattavasti suurempi kuin mikään yhden vaiheen tuloksista, jotka Vardell, Jr. esitti US-patentissa 4 075 188 (1978), ja se kilpailee jopa Vardell, Jr. :n esittämien kolmen peräkkäisen hapotuksen jälkeisten tulos-10 ten kanssa. Siten paine-erotus säästää sekä H2S04:a, että menetelmän monimutkaisuutta. Liuotinkerroksen pesun tuoreella vedellä ympäristön lämpötilassa ja paineessa jälkeen H2S04:n väheneminen parani 97 %:iin.

20 100988 «3 p to S3 <#> dp rt» dp

.p CO

C ·· ^ in Til 0) q vo tv in σ> £ 05 9(0 ΓΊ

> K I

CO I •H 3 E 3 3 C μ -H 3 E (0 a) co m m o o

Ji (0 CO H H N N

CO X -H rH I—I

(0 -H 0)

J (0 -P

(0

I I CO Ο -H CO

•η ε ή μ <ϋ o o o o

.* <0 μ vO VO VO CS

(0 Λ 3 H

a © μ 3

•H 05 (0 C

m X O

H ^ ^ ^ 5 o o o o in in o o e rl N H n

H ^ 'W 'w' w 'W

n 01 2 -h Tji co q o to co es a» vo H (X 04 o ^ co o

£ X v- -H rH VO CS

a (0 £ O in in in vo * C0 o tv Cv [v τί 0 G Λ 0« ~v i _ (0 e o

5 3 -H N

\ a +j ο) o o ή rH

M -H αΟΌ'^'ν'ν^ν

Ή CO -H 3 £ Ή rH in rH

iJ (1) (0 -H 3 \ \ v ~v

> 01 H COrHHOrH

«·

H

H

O X X X

3 a)

H E 3 -H

to co emua η ω co co co co 21 100988

Esimerkki 4

Jatkuvatoimista toimintaa esiteltiin saippuan vesi-liuoksella vesi:saippua-suhteella 1:1. Tätä syöttöä pumpattiin jatkuvasti 75,7 litran (20 gallonan) sekoitettuun 5 pilot-reaktoriin nopeudella 907 g/min (2 lb/min). C02:a syötettiin reaktoriin kaasutilan paineen pitämiseksi 1034 kPa:ssa (150 psig). Kokonaismäärä 1481 kg (3265 Ib) saippualiuosta työstettiin käyttäen 51,7 kg (114 Ib) C02:a. Reaktori toimi 75 °C:ssa pidätysmäärän ollessa noin 10 54,4 kg (120 Ib) ja sekoitusnopeuden 250 rpm.

Reaktorin pidätysmäärän pitämiseksi vakiona reak-tioseosta pumpattiin jatkuvasti 189 litran (50 gallonan) dekantointiastiaan. Dekantointiastia toimi myös 75 °C:ssa ja 1034 kPa:ssa (150 psig), nesteen kokonaispidätysmäärän 15 ollessa noin 163 kg (360 Ib). Reaktioseosta ruiskutettiin juuri alapuolelle rajapinnan, joka pidettiin lähellä de-kantointiastian keskusta lämmönjohtavuuden ilmaisimella. Öljyä ja suolaliuosta poistettiin jaksottain vastaavasti dekantointiastian yläosasta ja pohjasta.

20 Dekantointiastian kahdesta päästä poistuvat öljy ja suolaliuos laskettiin erillisiin 208 litran (55 gallonan) tynnyreihin, jotka toimivat myös paineenalennusastioina. Kokonaismäärä 494,4 kg (1090 Ib) orgaanista kerrosta otettiin talteen yhdessä 974,8 kg:n (2149 Ib) bikarbonaatti-25 suolaliuosta kanssa. H2S04:n kokonaissäästö oli 69 %, merkittävä parannus Billsin jatkuvatoimisissa hapotuksissa ilmoittamiin 40 - 43 %:n nähden.

Esimerkki 5

Pilot-reaktoriin panostettiin noin 63,5 kg (140 Ib) 30 saippuan vesiliuosta vesi:saippua-suhteessa 1:1. Panoksen annettiin reagoida C02:n kanssa noin 30 minuutin ajan 85 °C:ssa ja 2068 kPa:ssa (300 psig). Kahden tunnin faasi-erotuksen jälkeen vakiolämpötliassa ja paineessa poistettiin reaktorin pohjasta noin 45,3 kg (100 Ib) bikarbonaat-35 tisuolaliuosta. Vastaava määrä tuoretta vettä lisättiin 22 100988 reaktorin panokseen, ja seoksen annettiin jälleen reagoida C02:n kanssa noin 30 minuutin ajan 85 °C:ssa ja 2068 kPa:ssa (300 psig). Uuden kahden tunnin paine-erotusjakson jälkeen suolaliuosta poistettiin jälleen reaktorin pohjas-5 ta ja korvattiin tuoreella vedellä. Tämä menettely toistettiin kolmannen kerran, vaikka tässä tapauksessa las-keuttaminen jatkui yön yli. Seuraavana päivänä suoritettiin vielä kaksi reaktion ristikkäisvirtavaihetta ja erotusta laskeuttamisajoilla kaksi tuntia ja yön yli vastaa-10 vasti. Ylemmästä kerroksesta otettiin pieni näyte kunkin laskeuttamisjakson lopussa juuri ennen suolaliuoksen vetämistä reaktorista. Taulukko II kokoaa tulokset näistä näytteistä:

Taulukko II: Monivaiheinen C02-hapotus 15 Vaihe nro Laskeutumisaika H2S04:n vähenty- tunneissa minen % 1 2 80 % 2 2 93 % 3 12 97 % 20 4 2 98 % 5 16 99 %

Alan tuntijat tietävät, että tämän keksinnön edullisiin suoritusmuotoihin voidaan tehdä erilaisia muutoksia ja muunnelmiä ja että tällaisia muutoksia ja muunnelmia 25 voidaan tehdä poikkeamatta tämän keksinnön hengestä. Sen vuoksi on tarkoitettu, että liitteenä olevat patenttivaatimukset kattavat kaikki tällaiset vastaavat muunnelmat, jotka kuuluvat tämän keksinnön todelliseen henkeen ja suo-japiiriin.

Claims (17)

23 100988

1. Menetelmä raa'an mäntyöljyn valmistamiseksi män-työljysaippuasta, tunnettu siitä, että se käsit- 5 tää: mäntyöljysaippuan vesiliuoksen kontaktoimisen hiilidioksidilla paineen alaisena raa'an mäntyöljyn ja natriumbikarbonaatin muodostamiseksi; ja mainitun raa'an mäntyöljyn ja mainitun natriumbi- 10 karbonaatin antamisen erottua paineen alaisena kerrokseksi, joka sisältää raakaa mäntyöljyä ja kerrokseksi, joka sisältää natriumbikarbonaattia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua mäntyöljysaippuan 15 vesiliuosta kontaktoidaan mainitulla hiilidioksidilla pai neessa, joka on välillä noin 345 kPa - noin 5,52 MPa (50 -800 psig).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu paine on välillä 20 noin 689 kPa - noin 2,07 MPa (100 - 300 psig) ja edullisesti mainittu paine on noin 1,72 MPa (250 psig).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu raaka mäntyöljy ja mainittu natriumbikarbonaatti erotetaan mainituksi raa'an 25 mäntyöljyn kerrokseksi ja mainituksi natriumbikarbonaatti- kerrokseksi paineessa, joka on välillä noin 345 kPa - noin 5,52 MPa (50 - 800 psig), edullisesti välillä noin 689 kPa - noin 2,07 MPa (100 - 300 psig) ja edullisimmin mainittu paine on noin 1,72 MPa (250 psig).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu hiilidioksidi on kaasua.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu hiilidioksidi on 35 nestettä. 100988

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu mäntyöljysaippuan vesiliuos kontaktoidaan hiilidioksidilla ilman liuottimen läsnäoloa.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu mäntyöljysaippuan vesiliuos kontaktoidaan hiilidioksidilla liuottimen läsnä ollessa.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että mainittu liuotin on ei-polaa- rinen liuotin, joka edullisesti on alifaattinen hiilivety-liuotin, joka alifaattinen hiilivetyliuotin edullisesti on valittu ryhmästä, johon kuuluvat nafta ja kerosiini.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että mainittu menetelmä suoritetaan lämpötilassa, joka on välillä noin 50 °C - noin 125 °C ja edullisesti välillä noin 65 °C - noin 85 °C.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua mäntyöljysaippuan 20 vesiliuosta kontaktoidaan hiilidioksidilla lämpötilassa moin 50 °C ja että mainittu raaka mäntyöljy ja mainittu natriumbikarbonaatti erotetaan mainituksi raa'an mäntyöljyn kerrokseksi ja mainituksi natriumbikarbonaattikerrok-seksi lämpötilassa, joka on välillä noin 75 °C - noin 25 85 °C.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veden suhde mäntyöljysaip-puaan on noin 0,5:1 - noin 2:1 ja edullisesti noin 1:1.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että mäntyöljysaippuan konversio \ mäntyöljyksi on vähintään noin 65 %, edullisesti vähintään noin 80 % ja edullisimmin vähintään noin 95 %.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua natriumbikarbonaat- 35 tia tuotetaan määrinä, jotka ylittävät mainitun natriumbi- « ,. 100988 karbonaattikerroksen liukoisuusraj at tuottaen kiinteää natriumbikarbonaattia.

15. Menetelmä raa'an mäntyöljyn valmistamiseksi mäntyöljysaippuasta, tunnettu siitä, että se kä-5 sittää: (i) mäntyöljysaippuan vesiliuoksen kontaktoimisen hiilidioksidilla paineen alaisena raa'an mäntyöljyn ja natriumbikarbonaatin muodostamiseksi; (ii) mainitun raa'an mäntyöljyn ja mainitun nat- 10 riumbikarbonaatin antamisen erottua paineen alaisena ker rokseksi, joka sisältää raakaa mäntyöljyä ja kerrokseksi joka sisältää natriumbikarbonaattia; ja (iii) mainitun raa'an mäntyöljykerroksen poistamisen mainitusta bikarbonaattikerroksesta paineen alaisena.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että se käsittää lisäksi (iv) veden lisäämisen mainittuun poistettuun raakaan mäntyöljykerrokseen, (v) mainitun raa'an mäntyöljyn vesiliuoksen kontak-20 toimisen hiilidioksidilla paineen alaisena muodostaen lisää raakaa mäntyöljyä ja natriumbikarbonaattia; (vi) mainitun raa'an mäntyöljyn ja mainitun natriumbikarbonaatin antamisen erottua paineen alaisena kerrokseksi, joka sisältää raakaa mäntyöljyä ja kerrokseksi . 25 joka sisältää natriumbikarbonaattia; ja (vii) mainitun raa'an mäntyöljykerroksen poistamisen mainitusta bikarbonaattikerroksesta paineen alaisena, jolloin se mahdollisesti lisäksi käsittää vaiheiden (iv) -(vii) toistamisen vielä ainakin yhden kerran.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että mäntyöljysaippuan konversio mäntyöljyksi on vähintään noin 65 %, edullisesti vähintään noin 80 % ja edullisimmin vähintään noin 95 %. 26 100988