CZ333191A3

CZ333191A3 - Způsob výroby alkylesterů

Info

Publication number: CZ333191A3
Application number: CS913331A
Authority: CZ
Inventors: Jiri Ing Csc Soucek; Ivan Ing Soucek; Walter Ing Csc Schwarz; Ladislav Marek; Jan Ing Ruzicka; Jan Ing Csc Smidrkal
Original assignee: Severoceske Tukove Z S P
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1991-11-04
Publication date: 1993-05-12

Abstract

Způsob výroby alkylesterů alifatických kyselin reakcí triacyllglycerolů š alkoholem v přítomnosti alkalického katalyzátoru spočívající v tom, že se vzniklá esterová fáze extrahuje roztokem kyselé soli vícesytné kyseliny, za účelem odstranění nebo snížení obsahu mýdel, glycerolu a výchozího alkoholu.

Description

(57) Způsob výroby alkylesterů alifatických kyselin reakcí triacyllglycerolů š alkoholem v přítomnosti alkalického katalyzátoru spočívající v tom, že se vzniklá esterová fáze extrahuje roztokem kyselé soli vícesytné kyseliny, za účelem odstranění nebo snížení obsahu mýdel, glycerolu a výchozího alkoholu.

V

3

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby alkylesterů alifatických kyselin.

Dosavadní stav techniky

Alkylestery alifatických kyselin jsou základním produktem k výrobě řady oleochemických produktů, jako vyšších mastných alkoholů, vyšších mastných aminů, alkylolamidů mastných kyselin, sulfoesterů. Kromě toho nacházejí použití sami o sobě jako součást kosmetických přípravků, plastických hmot aj. V poslední době se estery nižších alkoholů a vyšších mastných kyselin využívají jako ekologické palivo pro vznětové motory, jako součásti různých biologicky odbouratelných mazacích prostředků a hydraulických kapalin.

Alkylestery alifatických kyselin se vyrábějí zpravidla reakcí kyselin a alkoholů v přítomnosti kyselých katalyzátorů, nebo transesterifikací alkylesterů příslušným alkoholem v přítomnosti alkalických katalyzátorů. Existují i způsoby kombinované.

Vlastní reakce esterifikace nebo transesterifikace je podrobně popsána v řade publikací a při své realizaci nečiní zvláštní problémy. Obě reakce se obvykle provádějí za zvýšené teploty a v přebytku alkoholu. Jsou technologie výroby esterů alifatických kyselin v kontinuálním i šaržovém provedení.

Hlavními produkty transesterifikace je ester a glycerol, které jsou zpravidla nemísitelné a po reakci je lze oddělit běžnými separačními metodami, tj. usazováním nebo odstředěním. Jako vedlejší produkty vznikají mýdla (soli mastných kyselin a kaťiontu obsaženém v katalyzátoru), mohoglyceroly a diglyceroly alifatických kyselin. Tyto produkty, jakož i nezreagovaný alkohol jsou obsaženy v obou, tj. glycerinové i esterové fázi.

Smyslem výroby je získat estery v potřebné kvalitě a proto je nutné esterovou fázi dále zpracovávat a odstranit z ní přebytečný výchozí alkohol, dále pak rozpuštěný glycerol a obsažená mýdla, nebo pouze některé z těchto složek.

Tato operace se provádí např. oddestilováním přebytečného alkoholu, jeho stripováním vzduchem nebo jiným plynem, promývání vodou aj.

Odstranění alkoholu destilací při normálním tlaku není vždy dostatečné a snížení tlaku vede ke ztrátám, nebo vyžaduje další doplňková zařízení k zachycení par alkoholu, což je zvláště nezbytné při výrobě metylesterů s ohledem na jedovatost metanolu.

Stripování je operace nákladná a energeticky náročná.

Odstranění přebytečného alkoholu z esterové fáze promýváním vodou není snadné, nebot přítomnost vedlejších produktů, zvláště mýdel, vede k tvorbě emulsí, znemožňujících oddělení vodní fáze, nebo vede k relativně vysokým ztrátám. Problém se řeší použitím roztoků elektrolytů např. chloridu sodného, nebo zředěnými roztoky kyselin, jako kyseliny chlorovodíkové, sírové, fosforečné apod., které rozloží obsažená mýdla , čím se zabrání tvorbě emulsí. V tomto případě jsou nutné následné operace promývání vodou, k odstranění použitých kyselin.

Existují i způsoby převedení obsažených mýdel na nerozpustné soli, např. vápenaté, což vyžaduje doplňkové operace filtrace, vedoucí ke zvýšení ztrát produktů.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody řeší způsob výroby alkylesterů připravených reakcí transesterifikace, jehož podstatou je zpracování vzniklé esterové fáze roztokem kyselé sodné, draselné, amonné, hořečnaté, hlinité nebo jiné soli vícesyté kyseliny.

. Výhodou tohoto postupu je to, že při promývání esterové fáze nevznikají emulse, neboĚ v důsledku reakce použité kyselé soli a mýdel dochází k rozkladu mýdel. Při promývání roztokem kyselé soli je z esteru odstraňován ve vodě rozpustný výchozí alkohol', dále pak glycerol a současně dochází k rozkladu mýdel. Oproti použití roztoků kyselin není nutné používat aparáty ze zvláště zušlechtěných antikorozních materiálů a je možné odstranit nebo snížit následné promývání vodou.

Když byla k promytí metylesterů kyselin řepkového oleje, připravených transesterifikační reakcí katalyzovanou 1 % uhličitanu draselného, použita voda, vytvořila se stabilní emulse, která se nerozdělila ani během 2 dnů. Při použití jednoprocentní kyseliny chlorovodíkové k promytí etylesterů kyselin sójového oleje, připravených transesterifikácí v přítomnosti 0,5 % hydroxidu sodného, bylo nutné pracovat ve smaltovaném aparáte a provést následně trojnásobné promytí vodou. Z esterů mastných kyselin byl úspěšně odstraněn výchozí alkohol a glycerol použitím vodního roztoku hydrosíranu draselného, dihydrofosforečnanu sodného, hydrofosforečnanu amonného aj., jak je uvedeno v následujících příkladech, které však neomezují rozsah tohoto vynálezu.

Způsob podle tohoto vynálezu lze uskutečnit šaržovitým i kontinuálním způsobem.

Příklady vynálezu

Přiklad 1

K 20 kg esterové fáze, získané transesterifikací řepkového oleje a ethanolu v přítomnosti 1 % uhličitanu draselného, byly přidány 4 1 5 % roztoku dihydrofosforečnanu draselného a směs míchaná 1 hodinu při teplotě 40 °C. Po zastavené míchadla byla směs ponechána v klidu 1 hodinu, přičemž došlo k rozdělení na dv.ě fáze. Původní esterová fáze obsahovala 0,8 % draselného mýdla a 6,4 % etanolu a glycerolu. Po promytí (extrakci) esterová fáze neobsahovala žádná mýdla a obsah etanolu a glycerolu klesl na 0,5 %. Po dalším promytí 2 1 vody klesl obsah etanolu a glycerolu pod 0,1%.

Přiklad 2

K 10 kg esterové fáze, získané transesterifikací směsi vepřového sádla a hovězího loje metanolem v přítomnosti 0,3 % metylátu sodného byl přidán 1 1 10 %-ního roztoku hydrosíranu draselného a směs míchána 0,5 hod. při teplotě 60 °C. Po zastavení míchadla byla směsponechána v klidu 0,5 hod.,při čemž došlo k rozdělení na dvě fáze. Původní esterová fáze obsahovala 1,4 % sodného mýdla, a 2,3 % metanolu a glycerolu. Po promytí roztokem hydrosíranu draselného se obsah metanolu a glycerolu snížil na 0,3 % Po následujícím promytí 1 litrem vody způsobem jak j< uvedeno výše, se snížil obsah metanolu a glycerolu pod 0,1 %

Přiklad 3

K 20 kg esterové fáze, získané transesterifukací sójového oleje a butanolu v přítomnosti 0,5 % hydroxidu sodného, bylo přidáno 10 1 3 %niho roztoku hydrofosforečnanu amonného a směs míchána 2 hodiny při teplotě 50 °C. Po zastavení míchadla byla směs ponechána v klidu 1 hodinu.

Původní esterová fáze obsahovala 0,9 % sodného mýdla a 8,0 % butanolu a glycerolu. Po promytí roztokem hydror fosforečnanu amonného byly z esterové fáze odstraněny sodná mýdla a obsah butanolu a glycerolu klesl na 0, 8 %.

Přiklad 4

Esterová fáze získaná při kontinuální transesterifikaci řepkového oleje a etanolu v přítomnosti 1 % uhličitanu draselného, byla vedena v množství 20 kg hod.”¹ do paty extrakční kolony, naplněné 20 1 5 %ního roztoku dihydrofosforečnanu draselného, do jejíž hlavy byl dále přiváděn 2 1/hod. uvedený roztok.

Přiváděná esterová fáze obsahovala 0,8 % draselných mýdel a

6,4 % etanolu a glycerolu. Z hlavy extrakční kolony odcházela promytá esterová fáze bez draselných mýdel a obsahujících 0,7 % etanolu a glycerolu.

Příklad 5

Z produktů reesterifikace získaných transesterifikací řepkového oleje a metanolu v přítomnosti 0,5 % hydroxidu draselného byl oddestilován metanol. K 5 kg esterové fáze byl přidán 1 1 5 %ního roztoku dihydrofosforečnanu sodného a směs míchána 0,5 hod. Po zastavení míchadla byla směs ponechána v klidu 0,5 hod., přičemž došlo k rozdělení na dvě fáze. Použitá esterová fáze obsahovala 1,2 % metanolu a glycerolu a 0,5 % draselného mýdla. Po promytí roztokem dihydrofosforečnanu sodného klesl obsah metanolu a glycerolu pod 0,2 % a obsah mýdel pod 0,1 %.

Uvedená procenta v daném popisu jsou uváděna jako procenta hmotnostní.

Claims

Ρ A. Τ Ε Ν Τ O V .NÁROKY

1. Způsob výroby alkylesterů alifatických kyselin reakcí triácylglycerolů s alkoholem v přítomnosti alkalického katalyzátoru vyznačený tím, že se vzniklá esterová fáze extrahuje roztokem kyselé soli vícesytné kyseliny.
2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se k extrakci použije vodný roztok kyselé soli minerální kyseliny a kovu první, druhé nebo třetí skupiny periodické soustavy prvků o koncentraci 0,2 - 25 % hmotnostních.
3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se extrakce provádí při'teplotě 10 °C až 95 °C, šaržově nebo kontinuálně.