[发明专利]用于制备生物柴油的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于由含甾基糖苷(类固醇衍生糖脂，Sterylglycoside)的脂类、油类或裂解脂肪酸制备生物柴油的方法以及用于实施该方法的设备。

背景技术

生物柴油由动物的或植物的脂类、油类或裂解脂肪酸制备。在欧洲用于生物柴油生产的当前优选原料是菜籽油。于是，欧洲专利文献EP 0523767 B1介绍了通过对油类或脂类的转酯作用用以生成脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和甘油的方法，其中，在这里由菜籽油作为原料。在这种情况下，在液相中以甲醇或乙醇和碱性催化剂进行选择性预处理后，油或脂反应生成产物脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯以及作为副产物的甘油。在此，具有优点的是，以至少两个反应阶段来工作，其中，每个反应阶段均具有混合反应器和分离器，分离器用于将轻质的、富含脂肪酸烷基酯的相与重质的、富含甘油的相分离。轻质的、富含脂肪酸烷基酯的相被输送给其他处理，所述处理其中包括在洗涤塔中利用水进行的洗涤。

在北美，对于生物柴油生产同样可以使用大量豆油。在亚洲还使用大量棕榈油或棕榈油精作为用于制备生物柴油的原料。所有植物油类包含有效浓度的呈溶解形式的甾基糖苷。在此，涉及的是如下广泛使用的植物内含物质，该植物内含物质在化学角度来看就是由碳水化合物(例如葡萄糖)与植物甾醇的化合来获得，并且作为甾醇苷为人所知。植物甾醇是植物激素并且表现为植物细胞膜的组成部分；公知的代表例如是豆甾醇或菜油甾醇。

甾基糖苷的浓度在植物油类中也可以根据种类、来源和预处理而大有不同。例如原料豆油可以包含最高至2300ppm的甾基糖苷并且棕榈油可以包含最高至3000ppm的甾基糖苷，与之相对地，诸如葵花籽油的贫甾基糖苷的油类仅包含约300ppm的甾基糖苷。菜籽油典型地包含最高至500ppm的甾基糖苷，但该含量强烈地依赖于对油的预处理。

甾基糖苷也可以带有脂肪酸残基，脂肪酸残基通过酯化而结合到碳水化合物的羟基上；于是被叫做酰基化的甾基糖苷。在制备生物柴油时，甾基糖苷部分地转变为非酰基化的甾基糖苷，由此，甾基糖苷在有机溶剂中的溶解度降低。

公知的是，富含甾基糖苷的油类在生物柴油制备中的应用可能导致在很冷的环境温度下在后续的产物存放时形成混浊物或沉淀物。因为甾基糖苷在传统的洗涤塔中，诸如该洗涤塔例如在由菜籽油制备生物柴油中得到应用，由于甾基糖苷很低的溶解度而不能被除去，所以在那里由于形成了富甾基糖苷的沉淀物而发生堵塞。在后续的工艺步骤中，甾基糖苷可能产生在干燥器的热交换器中的沉积物以及堵塞过滤器。所生成的生物柴油不符合规范，这是因为无法遵守对于总体污染的规定数值。因此，在加工这样的油时，对于生产设备需要提高维护开支。此外，由于为了维护的目的必需关停生产设备或其部件，而限制了生产设备的可用性进而还有生产率。沉淀物可以通过诸如过滤或离心的机械式方法必要时还以过滤和离心组合的方式加以分离。

因此，在专利文献WO 2007/076163 A2中，提出并要求保护的是，添加用于从生物柴油中分离甾基糖苷的吸附剂或过滤助剂以及借助过滤、离心或过滤和离心的组合随后除去甾基糖苷。在此，不利的是，该处理能以简单的方式仅用于已完成制备的生物柴油产品。此外，不利的是，应用了大量的固态过滤助剂或吸附助剂，并且由此引起了产生大量固态废物。作为其他选择，在专利文献中提及了对生物柴油的蒸馏净化，这是因为甾基糖苷比脂肪酸烷基酯具有明显更高的沸点。但这种选择方案要负担更高的设备开支和非常高的能耗开支，这是因为全部脂肪酸烷基酯必须作为低沸物被蒸馏出来。

发明内容

因此，本发明的任务是，避免上面所提及的缺点并且提供更为经济的以及在技术上能更为简单的实施的、用于在应用富含甾基糖苷的脂类、油类或裂解脂肪酸的情况下制备生物柴油的方法，该方法的长处特别是在于：避免使用工艺以外的助剂或高能耗的分离工艺，以及设备简化。