CZ214391A3

CZ214391A3 - Způsob rafínace alkylesterů

Info

Publication number: CZ214391A3
Application number: CS912143A
Authority: CZ
Inventors: Walter Ing Csc Schwarz; Bohdan Ing Novak; Jan Ing Csc Smidrkal
Original assignee: Vtx Vyzkum
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1993-01-13

Abstract

Způsob rafinace alkylesterů alifatických karboxylových kyselin určených zejména jako palivo do vznétových motorů, jehož podstatou je, že se surový ester zbavuje solí alifatických karboxylových kyselin filtrací přes hlinitokfemičitan upravený anorganickou kyselinou.

Description

Vynález se týká způsobu raíinace alkylesterů alifatických karboxylových kyselin filtrací přes sorbent na bázi hlinitokřemičitanu upraveného anorganickou kyselinou.

Dosavadní stav techniky

Alkylestery, zejména pak methylestery mastných (alifatických kyselin) se v současné dobé staly klíčovou surovinou nejen v oboru oleochemie, ale v řadě dalších odvětví. Methylestery se používají zejména k výrobě mastných alkoholů, které dále chemicky modifikují buď oxyethylenaci na neionické tenzidy, a dále následnou sulíatací na anionické tenzidy. Některé estery, jako například isopropylmyristát se používají jako rozpouštědla parfému a dalších aditiv do receptur kosmetických prostředků. V poslední době se začínají používat methylestery jako ekologicky nezávadné palivo do vznětových (Dieselových) motorů. Navíc surovina pro toto palivo (řepkový olej) je obnovitelná .

Alkylestery alifatických karboxylových kyselin je možno vyrábět buď esterifikací kyselin alkoholem za kyselé katalýzy, nebo transesteriíikací triacylglycerolů v přítomnosti bazického katalyzátoru.

V současné době se jednoznačně dává přednost transesteriíikaci triacylglycerolů neboť títmo postupem lze v jednom stupni získat přímo ester, kdežto v druhém případě je nutno triacyIglycerol nejprve rozštěpit na mastné kyseliny a ty destilovat a pak esterifikovat.

Transesteriiikace triacylglycerolů jednosytným alkoholem se běžně provádí následujícím způsobem. Směs triacylglycerolu a methanolu (nebo jiného vyššího alkoholu) s malým množstvím alkalického katalyzátoru, obvykle alkalického alkoxidu, hydroxidu ěi uhličitanu se zahřívá pod zpětným chladičem 1 až 6 h. Reakční směs je zpočátku tvořena dvěma fázemi, horní alkoholickou a dolní triacylglycerolovou (olejovou). Po určité době za míchání započne reakce a po dosaženi žádané konverze triacy lglycerolu na methylester se vypne míchadlo, reakční směs se rozdělí na dvě fáze, spodní glycerolovou a horní esterovou. Spodní glycerolová fáze se odpustí a zpracuje se na glycerol. Zbylou esterovou fázi je pak nutno přečistit, a to podle způsobu zamýšleného použití. Esterová fáze po reakci obsahuje al— kylester, monoacylglycerol (eventuálně stopy diacylglycerolu a triacylglycerolu), alkalickou sůl karboxylové kyseliny (mýdlo) a methanol. Methanol se odstraní destilací (odpařením). Dále je nutno pro použití těchto esterů jako paliva ve vznětových motorech zcela mýdlo, pokud možno případně i monoacylglycerol, protože tyto látky vytvářejí po delším stání gely, které ucpávají vstřikovací trysky motorů. Kromě toho by spálené mýdlo tvořilo nežádoucí úsady na vnitřním povrchu válců a pístů. Obvykle se mýdlo odstraňuje tak, že se esterová fáze promyje vodou, což je technologicky poměrně náročné, neboť se tvoří obtížně zpracovatelné emulze. Rovněž je možno reakční směs nejprve okyselit (kyselinou fosforečnou nebo sírovou) a pak promýt. V tomto případě se emulze netvoří, ale nevýhoda tohoto postupu je, že je nutno z esteru důkladně vymýt i poslední stopy anorganické kyseliny. I nepatrné stopy těchto kyselin působí silně korozivně na kovové části spalovacích motorů.

^/í*ií«ii»É^íSí*LíA\»vij''CA*:hrň’í'

Podstata vynálezu

Výše uvedené problémy řeší způsob raíinace alkylesterů alifatických karboxylových kyselin, jehož podstatou je, že se surový alkylester karboxylových kyselin o počtu uhlíkových atomů 6 až 24 s jednosytnými alifatickými alkoholy o počtu uhlíkových atomů 1 až 4 filtruje přes 0,01 až 10 % hmotnosti (vztažené na hmotnost alky.lesteru) sorbentu na bázi hlinitokřemičitanu upraveného anorganickou kyselinou obsahujícího 1 až 99 % hmotnosti částic o velikosti 0,0001 až 0,1 mm.

Výhodou výše uvedeného postupu je, že anorganická kyselina, která je adsorbována na hlinitokřemičitan nepřechází do esteru a ester po filtraci není nutno promývat vodou. Výhodou z

rovnéž je, že při tomto způsobu raíinace podle vynálezu nevznikají odpadní vody, které je nutno likvidovat nebo čistit. Odpadá pouze minimální množství inertního pevného odpadu, který je možno spalovat nebo ukládat na skládkách běžného typu, další eventualitou je využití tohoto materiálu ve stavebnictví

Způsob raíinace alkylesterů podle vynálezu je blíže objasněn na následujících příkladech, které však nijak neomezují rozsah vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Způsob raíinace alkylesterů může být používán zejména při Výrobě alkylesterů karboxylových kyselin, určený jako palivo pro vznětové motory nebo jiné účely.

PM Kladv provedení

Přiklad 1 ReaKci kokosového oleje a butanolu v molárním poměru 1:6, za katalýzy 0,5 % hmotnosti hydroxidu sodného (počitáné na hmotnost reakční směsi), při teplotě varu n-butanolu (118°C), po dobu 1 h a po následném stání (0,5 h) byla připravena směs butylesteru a butanolu, ze které po odpaření byl butanolu (100°C/0,1 kPa) bylo získáno 1200 kg surového butylesteru. Butylester byl filtrován přes nuč o průměru 0,6 m, ve které bylo 96 kg hlinitokřemičitanu který byl předtím upraven kyselinou sírovou. Obsah monoacylglycerolu a mýdla před a po filtraci je uveden v tabulce 1.

Příklad 2

Reakcí řepkového oleje a methanolu v molárním poměru 1:3, a následnou reakcí olejové íáze a stejného množství methanolu jako v prvém stupni za katalýzy 1 % hmotnosti uhličitanu draselného (počítáno na hmotnost reakční směsi při teplotě varu methanolu (65°C) po dobu 1 h pro každý reakční stupeň, byla připravena směs methylesteru a methanolu, ze které po odpaření methanolu (80°C/0,12 kPa) bylo získáno 1000 kg surového methylesteru. Surový methylester byl filtrován přes kalolis (2 m²) ve kterém bylo 10 kg hlinitokřemičitanu, který byl předtím upraven kyselinou chlorovodíkovou. Obsah monoacylglycerolu a mýdla před a po filtraci je uvedeny tabulce 1.

Příklad 3

Reakci parciálně hydrogenovaného řepkového oleje a ethanolu v molárním poměru 1:6, za katalýzy 0,2 % ethoxidu sodného (počítáno na hmotnost reakční směsi) při teplotě varu ethanolu (80°C) po dobu 2 h byla připravena směs ethylesteru a ethanolu, ze které po odpaření ethanolu (80°C/0,10 kPa) bylo získáno 1100 kg surového ethylesteru. Surový ethylester byl filtrován přes průtočný filtr o průměru 0,5 m, ve kterém bylo obsaženo 1,2 kg hlinitokřemičitanu, který byl především upraven kyselinou fosforečnou. Obsah monoglyceridu a mýdla před a po filtraci je uveden v tabulce 1.

Příklad 4

Reakcí řepkového oleje a methanolu v molárním poměru 1:6 za katalýzy 1 % hmotnosti uhličitanu draselného (počítáno na hmotnost olejové íáze) při teplotě varu methanolu (65°C) v 1. stupni po dobu 45 min., ve 2. stupni po přídavku 0,3 % hmotnosti uhličitanu draselného při teplotě varu methanolu po dobu 1 h byla připravena směs methylesteru a methanolu. Tato směs byla filtrována přes kalolis (2m³), ve kterém bylo 10 kg hlinitokřemičitanu upraveného předtím kyselinou chlorovodíkovou. Po té byl methanol odpařen a bylo získáno 1000 kg surového methylesteru. Obsah monoacylglycerolu a mýdla před a po filtraci je uveden v tab. 1.

Tabulka 1

Srovnání obsahu monoacylglycerolu (MAG) a mýdla v surovém esteru před filtrací a po filtraci (% hmotnosti).

po filtraci MAG (*) mýdlo («)

Příklad před filtrací MAG (*) mýdlo (%)

1	2,8	0, 32	1,6	0, 00
2	1,2	0, 21	0,4	0, 00
3	2,4	0,19	1,1	0,01
4	1,4	0,23	0,4	0,00

ί

PATENTOVÉ

NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY

Způsob raíinace alkylesterů alifatických karboxylových kyselin, vyznačený tím, že se surový alkylester alifatických karboxylových kyselin o počtu uhlíkových atomů 6 až 24 s jednosytnými alifatickými alkoholy o počtu uhlíkových atomů 1 až 4 filtruje pí^es 0,01 až 10 % hmotnosti (vztaženo na hmotnost alkylesterů) sorbentu na bázi hl ini toki*emičitanu upraveného anorganickou kyselinou, obsahujícího 1 až 99 % hmotnosti částic o velikosti 0,0001 až 0,1 mm.