[发明专利]使甘油三酸酯中的游离脂肪酸酯化的方法

说明书

技术领域

本发明一般性涉及甘油三酸酯中的游离脂肪酸与甲醇酯化制备脂肪酸甲酯的方法。

背景技术

高燃料价格和环境问题驱使人们开发替代的燃料，特别是源自可可再生资源的燃料。一种这样的燃料通常称为“生物柴油”燃料，它含有脂肪酸类的烷基酯(一般是甲酯)，可以在柴油发动机中燃烧。生物柴油燃料由甘油三酸酯的酯交换(transesterification)来生产，例如植物油与醇(通常是与甲醇)的酯交换。然而，存在于甘油三酸酯中的少量游离脂肪酸引起酯交换过程的问题，包括在反应混合物中产生泡沫。进行酯交换的甘油三酸酯的残留游离脂肪酸水平必需非常低，通常小于0.1％。现有技术公开在流动反应器或多级反应器系统中游离脂肪酸进行酯化的方法，例如在DE 19600025中揭示的。然而，现有技术没有揭示能够使游离脂肪酸酯化以便有效地达到所需低水平的残留脂肪酸的方法。

本发明解决的问题是找到用于甘油三酸酯中的游离脂肪酸与甲醇酯化的改进的方法。

发明内容

本发明涉及使甘油三酸酯中的游离脂肪酸与甲醇酯化的方法，所述方法包括以下步骤：(a)在适合酯化的条件下使反应器中的多相酯化催化剂与包含以下组分的反应混合物接触，产生产物流：(i)甲醇，和(ii)包含70-99.8重量％甘油三酸酯和0.2-30重量％游离脂肪酸的甘油三酸酯混合物；(b)从该产物流中分离水和甲醇，以产生干燥的产物流；(c)使该干燥的产物流与甲醇接触，制备甲醇富集相和甘油三酸酯富集相；和(d)分离甲醇富集相并再循环至所述反应器。

本发明还涉及使甘油三酸酯中的游离脂肪酸酯化的方法；所述方法包括以下步骤：(a)在适合酯化的条件下，使多相酯化催化剂在第一反应器中与含有以下组分的反应混合物接触，产生第一产物流：(i)甲醇，和(ii)包含70-99.8重量％甘油三酸酯和0.2-30重量％游离脂肪酸的甘油三酸酯混合物；(b)从第一产物流分离水和甲醇，以产生干燥的第一产物流；(c)使干燥的第一产物流与来自步骤(f)的包含甲醇的再循环相接触，产生第一甲醇富集相和第一甘油三酸酯富集相；(d)分离第一甲醇富集相并将其再循环至第一反应器；(e)在适合酯化的条件下，使第一甘油三酸酯富集相与多相酯化催化剂在第二反应器中接触，产生第二产物流；和(f)分离第二产物流为包含甲醇相和第二甘油三酸酯富集相，并使包含甲醇相再循环至步骤(c)。在本发明的一些实施方式中，该方法还包括以下步骤：(g)使第二甘油三酸酯富集相与甲醇接触，产生第二甲醇富集相和最终的甘油三酸酯相；和(h)分离第二甲醇富集相并将其再循环至第二反应器。

具体实施方式

除非另外指出，所有的百分数都是重量百分数(重量％)，所有的温度都是以℃表示。离子交换树脂的重量百分数以干树脂为基准。“烷基”是具有1-20个碳原子以直链、支化或环状排列的饱和烃基。在一个优选的实施方式中，烷基是无环的。本发明中使用的“甘油三酸酯”是包含脂肪酸甘油三酯的脂肪或油。较优地，甘油三酸酯是植物油形式，但是动物脂肪也能用作起始材料。脂肪酸是含有8-22个碳原子的无环的脂族羧酸；通常，它们含有12-22个碳原子。关于碳-碳键，所述脂肪酸可以是饱和的、单不饱和的或多不饱和的(通常是2或3个碳-碳双键)。天然脂肪还可以含有少量其它酯化的或游离的脂肪酸，以及少量(1-4％)磷脂例如卵磷脂和极少量(＜1％)其它化合物例如生育酚。