DE102006047580A1 - Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Fettsäurealkylestern - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Fettsäurealkylestern niederer einwertiger Alkohole auf Basis natürlicher Fette und Öle, insbesondere zur Abtrennung von niederen einwertigen Alkoholen, Glycerin und Spuren an Alkalimetall-Verbindungen. Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik soll ein Verfahren geschaffen werden, mit dem es möglich ist, aus Fettsäurealkylestern niederer einwertiger Alkohole auf Basis natürlicher Fette und Öle Verunreinigungen, wie niedere einwertige Alkohole, Glycerin und Spuren von Alkalimetallverbindungen, mit relativ geringem Aufwand nahezu vollständig zu entfernen. Hierzu wird als Lösung vorgeschlagen, dass dem Fettsäurealkylester-Rohprodukt als Absorptionsmittel Kalium-, Natrium- oder Ammoniumformiat, entweder einzeln oder als Gemisch, zugesetzt wird. Mittels der eingesetzten Formiate können dem Rohprodukt niedere einwertige Alkohole und Glycerin bis auf minimale Restkonzentrationen wirksam entzogen werden. Von den Formiaten ist Kaliumformiat besonders gut geeignet, auch zur Entfernung von Glyceriden. Zur Reinigung, insbesondere von Biodiesel, sind nur geringe Einsatzmengen an Formiaten erforderlich. Die Formiate werden vorzugsweise in Form einer konzentrierten Lösung in Glycerin oder Wasser eingesetzt. Gegebenenfalls ist der Zusatz eines wasserfreien Neutralisationsmittels, wie Ameisensäure, erforderlich. Die erhaltene Extraktionslösung lässt sich für eine ...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Fettsäurealkylestern niederer einwertiger Alkohole auf Basis natürlicher Fette und Öle, vorzugsweise Fettsäuremethylester, insbesondere zur Abtrennung niederer einwertiger Alkohole, Glycerin und Spuren an Alkalimetall-Verbindungen.
  • Fettsäuremethylester (FAME = Fatty Acid Methyl Ester) auf Basis natürlicher Fette und Öle wird auch als Biodiesel bezeichnet, der in zunehmendem Maße Bedeutung als Dieselkraftstoff erlangt hat.
  • Bei der alkalisch katalysierten Umesterung von natürlichen Ölen und Fetten zu Fettsäurealkylestern fällt ein Rohprodukt an, das überschüssigen Alkohol, wie z.B. Methanol oder Ethanol, einen kleinen Teil des freiwerdenden Glycerins und geringe Anteile an Katalysator, wie NaOH oder Na-alkoholat bzw. KOH oder K-alkoholat enthält.
  • Diese Zusammensetzung entsteht während des Umesterungsprozesses zwangsläufig, da es zum Erreichen einer möglichst vollständigen Umesterung erforderlich ist, mit Alkoholüberschuss zu arbeiten, weil das freiwerdende Glycerin sich nur unvollständig abscheidet und so der Gleichgewichtsreaktion nicht völlig entzogen wird.
  • Glycerin muss durch eine abschließende Reinigung entfernt und der Verbleib seiner Fettsäureester (Mono-, Di- und Triglyceride) durch eine möglichst vollständige Umsetzung vermieden werden, da es ansonsten während des Verbrennungsprozesses im Dieselmotor zu Ablagerungen von Kohlungsprodukten kommen kann.
  • Außerdem muss das Rohprodukt noch von vorhandenen Alkalimetall-Verbindungen (Katalysatorreste) und Alkohol befreit werden. Alkalimetall-Verbindungen führen während des Verbrennungsprozesses des Dieselkraftstoffes zu Ascheablagerungen und niedere einwertige Alkohole setzen den Flammpunkt des Biodiesels herab.
  • Aus der Praxis der FAME-Herstellung ist bekannt, das Rohprodukt durch eine Wasserwäsche von Methanol, Glycerin und Katalysatorresten zu befreien, wobei ein bestimmter Anteil des eingesetzten Methanols entweder verloren geht oder destillativ zurück gewonnen werden muss. Weiterhin treten oft Probleme bei der Phasentrennung vom Waschwasser durch emulgierend wirkende Seifen auf. Seifen entstehen durch im Rohstoff vorhandene freie Fettsäuren oder Wasserspuren unter Einwirkung der alkalischen Katalysatoren. Ihre Bildung lässt sich nur schwer unterbinden. Weiterhin muss aus Korrosionsschutzgründen die gesamte Menge Biodiesel nach der Wäsche entwässert werden, z.B. durch eine Behandlung unter Vakuum und bei Temperaturen über 100 °C.
  • Zur Verringerung des Glycerinanteils im Biodiesel ist es bekannt ( DE 197 29 203 A1 ), Biodiesel mit sauren Ionenaustauschern in Kontakt zu bringen.
  • Aus den Beispielen dieser Druckschrift geht hervor, dass mit 10 ml Ionenaustauscher 3 bis 4 l Biodiesel mit einem Ausgangsglyceringehalt von 300 mg/kg gereinigt werden können (Restgehalt an Glycerin 100 mg/kg). Danach ist eine Regeneration mit 200 ml Methanol und Auswaschen der Methanolreste ("Konditionierung" genannt) mit 20 ml Biodiesel (= 2 Bettvolumina) erforderlich, um eine Wiederverwendung des Ionenaustauschers zu ermöglichen. Die dadurch anfallenden Gemische, a) Methanol mit Biodiesel und Glycerin und b) Biodiesel mit Methanol, führen zu einem erhöhten Aufwand durch die erforderliche destillative Trennung in die Gemischbestandteile zwecks weiterer Verwendung. Aus dem Beispiel vorgenannter Druckschrift lässt sich schlussfolgern, dass relativ große Mengen an Ionenaustauscher erforderlich sind, da die Glycerinaufnahme/Ionenaustauschermenge bei etwa 10 % liegt. Weiterhin muss bei diesem Verfahren die gesamte Biodieselmenge zwecks Abdestillation des Methanolüberschusses erhitzt werden.
  • Ein weiteres Reinigungsverfahren ( US 2005/0081436 A1 ) für Biodiesel zur Entfernung von Glycerin, Katalysatorresten und Seifen nutzt die adsorptiven Kräfte der Oberflächen hochdisperser Materialien, insbesondere spezieller, aus Wasser gefällter Magnesiumsilikate. Der Aufwand an Absorbens ist mit ca. 1 % des zu behandelnden Biodiesels relativ hoch. Wegen der hohen inneren Oberfläche ist mit einer geringen mechanischen Stabilität und sehr feinkörnigem Abrieb zu rechnen, der mit aufwendigen Filtern zurückgehalten werden muss. Weiterhin fällt ein verunreinigtes Magnesiumsilikat an, das nicht weiter verwertbar ist. Schließlich muss auch hier abschließend die gesamte Biodieselmenge zwecks Abdestillation des Methanolüberschusses erhitzt werden.
  • Um den Aufwand an Magnesiumsilikaten einzuschränken wurde bereits vorgeschlagen ( US 2005/0188607 A1 ), in speziellen Verdampfern das Methanol sehr gründlich zu entfernen, bevor mit Adsorbentien die restlichen Verunreinigungen entfernt werden. Dadurch kann der Anteil an Magnesiumsilikaten von 1 bis 4 % auf 0,4 bis etwa 0,8 % gesenkt werden.
  • Allerdings ist abzusehen, dass sich die Werte für die Glyceride durch teilweise Umkehrung der Umesterung erhöhen, wobei ein Teil des gelösten Glycerins verbraucht wird, da die ebenfalls enthaltenen Katalysatorreste weiterhin aktiv sind. Diese Vermutung konnte durch mehrere eigene Versuche an rohem Biodiesel verschiedener Anlagen sowohl für Kalium- als auch für Natrium enthaltende Katalysatoren bestätigt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, aus Fettsäurealkylestern auf Basis natürlicher Fette und Öle Verunreinigungen, wie niedere einwertige Alkohole, Glycerin und Spuren von Alkalimetallverbindungen, mit relativ geringem Aufwand nahezu vollständig zu entfernen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9. Die Ansprüche 10 bis 14 beziehen sich auf vorteilhafte Verwendungen der vorgeschlagenen Formiate.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass Kalium-, Natrium- oder Ammoniumformiat, entweder einzeln oder als Gemisch, zu einer besonders wirksamen Reinigung des Rohproduktes Fettsäurealkylester, insbesondere FAME, geeignet ist, wobei nur geringe Einsatzmengen an Formiat erforderlich sind, die im Bereich von ca. 0,5 bis 4,0 g/kg Rohprodukt liegen. Als Rohprodukt können alle Fettsäurealkylester mit einem Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen eingesetzt werden, wobei die vorgeschlagene Verfahrensweise besonders gut zur Reinigung von Fettsäuremethylestern geeignet ist.
  • Versuche zeigten, dass Kaliumformiat in Biodiesel völlig unlöslich ist, aber sowohl in Alkohol als auch in Glycerin sowie Gemischen aus beiden so gut löslich ist, dass es dem Rohprodukt der Umesterung, insbesondere Biodiesel, diese beiden Stoffe sehr effektiv entziehen kann. Natriumformiat ist ebenfalls in niederen einwertigen Alkoholen löslich, jedoch nicht in Biodiesel.
  • Ammoniumformiat neigt beim Erhitzen zur Bildung von Formamid und ist flüchtig, wodurch gegebenenfalls eine destillative Rückgewinnung der niederen einwertigen Alkohole und insbesondere Glycerin erschwert wird. Ausgehend von den Verunreinigungen des Rohproduktes kann durch den Einsatz von Gemischen dieser Formiate eine gezielte Reinigung vorgenommen werden.
  • Sowohl Natriumformiat als auch Ammoniumformiat sind geeignet, rohem Biodiesel Methanol und Glycerin zu entziehen. Enthält das Fettsäurealkylester-Rohprodukt Glyceride, so können diese ebenfalls durch den Zusatz der genannten Formiate entfernt werden. Die Formiate können als zerkleinerte Feststoffe eingesetzt und eingerührt werden oder in einer Säulenanordnung als stückige Säulenpackung zum Einsatz gelangen, die vom Rohprodukt durchströmt wird.
  • Dabei bilden die Formiate mit dem im Biodiesel gelösten Glycerin und/oder niederen einwertigen Alkohol eine Lösung, die sich am Boden abscheidet. Sind ausreichend neutralisierend wirkende Stoffe zugegen, die Alkoholate zersetzen können, so werden dem Rohprodukt auch Kalium- bzw. Natrium als Katalysatorreste und Seifen, auf unter 5 mg/kg entzogen. Die neutralisierenden Stoffe sollten möglichst wasserfrei sein. Beispielsweise sind hierfür Ameisensäure oder stöchiometrische Gemische aus Kohlendioxid und Wasser besonders gut geeignet.
  • Zur Neutralisation des Rohproduktes kann diesem auch Bicarbonat zugesetzt werden. Beim Einsatz von Kaliumformiat als Feststoff ist zu beachten, dass dieses stark hygroskopisch ist. Vorzugsweise wird dieses als konzentrierte, gegebenenfalls warme, Lösung in Glycerin oder sogar Wasser eingesetzt. Der Konzentrationsgehalt der Lösung beträgt ca. 30 bis 80 %. Die Formiatlösung wird zum Beispiel auf Temperaturen von 50 bis 80 °C erwärmt. Insbesondere bei warm gesättigten, wässrigen Lösungen ist die eingebrachte Wassermenge so gering, dass die Hygroskopizität des Kaliumformiats eine nennenswerte Erhöhung des Wassergehalts des Blodiesels verhindert. Dadurch wird ermöglicht, dass die Reinigung des Rohproduktes als technisch gut durchführbare flüssig-flüssig-Extraktion mit einem vergleichsweise kleinen Volumen an Extraktionslösung durchgeführt werden kann. Dabei werden aus dem rohen Biodiesel Alkohol, Glycerin sowie Kalium bzw. Natrium in einem Reinigungsschritt entfernt. Da die Alkalimetalle vorwiegend als Alkoholate bzw. Hydroxide vorliegen, ist es erforderlich, zusätzlich, vor der eigentlichen Reinigung, noch ein wasserfreies Neutralisationsmittel, wie z.B. Ameisensäure, zuzusetzen. Dieses kann entweder dem Rohprodukt oder der Extraktionslösung zugegeben werden. Die Einsatzmenge an Neutrali sationsmittel ist sehr gering und beträgt beispielsweise 0,1 ml wasserfreie Ameisensäure je Liter rohem Biodiesel.
  • Auch die erforderlichen Einsatzmengen an Formiat für eine wirkungsvolle Reinigung des Rohproduktes sind für eine einstufige Extraktion vergleichsweise sehr gering. Zum Beispiel wurden mit 4 g reinem Kaliumformiat durch Verrühren mit 1 kg rohem Biodiesel, der ca. 100 mg Kalium, 1 g Glycerin und 5 g Methanol enthielt, und zuvor mit 0,1 ml 99 %iger Ameisensäure neutralisiert wurde, nach dem Absitzen lassen folgende Restkonzentrationen erreicht: 2,8 mg K/kg, 0,001 % Glycerin und 0,11 % Methanol. Dabei zeigte sich, dass das als Feststoff eingesetzte Formiat nicht vollständig für die Bildung der am Boden des Gefäßes abgeschiedenen Flüssigkeit aufgebraucht wurde.
  • Durch den Glycerin- und Formiatgehalt hat die Sorptionsflüssigkeit auch nach Aufnahme von Methanol eine deutlich höhere Dichte als der Biodiesel. Weiterhin können wegen des hohen Salzgehalts in der Sorptionsflüssigkeit ionogene, oberflächenaktive Stoffe ihre Wirkung kaum entfalten, wodurch eine gute Phasentrennung erreicht wird. Die gute Phasentrennung führt anscheinend zu einem vorteilhaften Nebeneffekt. Die als oberflächenaktiv bekannten Mono- und Diglyceride werden in deutlichem Maße mit extrahiert. So ergab die zweimalige Extraktion eines rohen Biodiesels mit Wasser Restgehalte an Monoglycerid von 0,42 % und an Diglycerid von 0,20 %, wobei allerdings aufgrund der bekannten Umrechnung der Normwert für Gesamtglycerin mit 0,145 % eingehalten wurde. Die Extraktion einer Probe des gleichen rohen Biodiesels mit Kaliumformiat ergab jedoch 0,123 % Monoglycerid und 0,12 % Diglycerid, also deutlich bessere Werte. Aufgrund der guten Phasentrennung ist eine sehr sichere Extraktion mit geringem Aufwand möglich, deren Effektivität bei Anwendung des an sich bekannten Gegenstromprinzips noch erhöht werden kann.
  • Ein Vorteil bei Anwendung einer Extraktionslösung besteht darin, dass diese auf sehr einfachem Wege regeneriert werden kann und für eine Wiederverwendung zur Verfügung steht. Eine Regenerierung der Extraktionslösung wird wie folgt durchgeführt:
    Zuerst werden niedere einwertige Alkohole abdestilliert und anschließend, bei deutlich höheren Temperaturen unter Vakuum, zumindest ein Teil des Glycerins. Da es sich um recht konzentrierte Lösungen handelt, sind natürlich die benötigten Temperaturen durch die Dampfdruckerniedrigung höher, als bei den Siedepunkten der reinen Stoffe. Für das Austreiben des Methanols sind Temperaturen von etwa 100 °C erforderlich. Das Abdestillieren des Glycerins erfolgt zwecks Vermeidung von Zersetzung, unter Vakuum, weshalb die erforderlichen Temperaturen von der gewünschten Formiatkonzentration und dem Druck abhängen und ca. 180 bis 200 °C betragen.
  • Beim Einsatz von Formiat als konzentrierte, wässrige Lösung ist es vorteilhaft, zunächst durch Vermischen mit Glycerin und Abdestillieren des Wassers unter Vakuum eine wasserfreie Extraktionslösung zu erzeugen und mit dieser den rohen Fettsäurealkylester zu behandeln. Somit wird vermieden, dass abdestillierte Alkohole, wie Methanol oder Ethanol, Wasser enthalten und erst zwecks Vermeidung von Seifenbildung vor der Wiederverwendung im Umesterungsprozeß fraktioniert und wie im Fall von Ethanol zusätzlich entwässert werden muss.
  • Erfahrungswerte mit rohem Biodiesel aus verschiedenen Umesterungsanlagen, die mit Kaliumhydroxid als Katalysator arbeiten, ergaben Kaliumgehalte von etwa 60 bis 100 mg K/l. Daraus folgt, dass durch eine erforderliche Neutralisation mit Ameisensäure reichlich die doppelte Menge Kaliumformiat erzeugt wird. Bei hinreichend verlustfreier Prozessführung muss daher durch die Wiederverwendung der Extraktionslösung ein kleiner Teil des Kaliumformiats ausgeschleust werden.
  • Bei Umesterungsanlagen, die mit Natriummethylat arbeiten, wurden Gehalte von 35 bis 60 mg Na/l ermittelt. Daher müssen je Liter verarbeitetem Biodiesel etwa 100 bis 180 mg Natriumformiat ausgeschleust werden, die sich je nach Methanolgehalt entweder schon in der Extraktionslösung als Trübung vor dem Abdestillieren des Methanols zeigen oder beim Abdestillieren eines Teils des Glycerins bzw. beim Abkühlen der so aufkonzentrierten Lösung auskristallisieren. Das auskristallisierte Natriumformiat muss durch Abfiltrieren ausgeschleust und evtl. ein dabei auftretender Verlust an Kaliumformiat ergänzt werden. Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass ein im Vergleich zum Biodiesel sehr kleines Volumen destillativ behandelt werden muss, nämlich je nach Alkoholgehalt und Extraktionsverfahren nur etwa ein Hundertstel bis ein Zwanzigstel, und dass dabei die abdestillierten Komponenten in einer unmittelbar verwendbaren Form anfallen. Der abdestillierte Alkohol ist wasserfrei und das Glycerin ist gereinigt. Weiterhin kann insbesondere das Kaliumformiat wieder in den Extraktionsprozeß zurückgeführt werden. In kleineren Anlagen wird sich evtl. das Abdestillieren des Glycerins nicht lohnen. Der Aufwand an Formiaten ist dann durch ihre benötigte Konzentration im ausgeschleusten Glycerin bedingt, damit die Restkonzentration an Glycerin im Biodiesel die vorgegebenen Grenzwerte nicht übersteigt. Die benötigte Kaliumformiatkonzentration im ausgeschleusten methanolfreien Glycerin liegt bei etwa 30 % und damit ergibt sich bei den häufig vorgefundenen Glycerinkonzentrationen von 1 g/kg nur ein Verlust von 0,5 g Formiat je kg Biodiesel. Ein weiterer Vorteil ist, dass es sich bei den vorgeschlagenen Formiaten um handelsübliche, einfach handhabbare und untoxische Substanzen für die Verwendung als Extraktionsmittel handelt. Insbesondere Kaliumformiat ist ein auf anderen Gebieten häufig eingesetztes, umweltfreundliches Produkt. Somit bietet sich an, überschüssige Formiatlösung in Glycerin entweder einer anderweitigen Nutzung zuzuführen oder in Biogasanlagen zu verwerten.
  • Außerdem ist es von nicht unerheblicher wirtschaftlicher Bedeutung, dass bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Erhitzen des gesamten Biodiesels zwecks Trocknung oder Abdampfen von Methanol und anschließendes wieder Abkühlen entfällt.
  • Die Erfindung soll nachstehend an drei Beispielen erläutert werden: Die Bestimmung des Gehaltes an Glycerin erfolgt nach der DIN EN 14105 und die des Alkaligehaltes nach der E DIN EN 14538.
  • Der Gehalt an Methanol wurde nach der E DIN 51608 bestimmt und der Wassergehalt nach der DIN EN ISO 12937.
  • Beispiel 1
  • Als Ausgangsprodukt wurden 1 kg roher Biodiesel eingesetzt, der durch Umesterung mit Kaliumhydroxid als Katalysator erhalten wurde und folgende Verunreinigungen aufwies:
    0,099 % Glycerin
    0,56 % Methanol und
    96,9 mg Kalium/kg.
  • In den Biodiesel wurden zur Neutralisation unter Rühren mit einem Magnetrührstab 0,1 ml 99 %iger Ameisensäure mit einer Mikroliter-Spritze eingetragen. Eine Prüfung ergab, dass eine kleine Probe des Biodiesels nach dem Verrühren mit der gleichen Menge an destilliertem Wassers neutral reagierte.
  • Danach wurden dem rohen Biodiesel unter weiterem Rühren 4 g festes, stückiges Kaliumformiat zugegeben. Bereits nach kurzer Rührzeit (ca. 10 min) veränderte sich das Aussehen des Biodiesels, die leichte Trübung verschwand und am Boden des Becherglases bildete sich eine zweite flüssige Phase. Nach weiteren drei Stunden war das zugesetzte, feste Kaliumformiat weitestgehend verschwunden und mehrere Milliliter der zweiten flüssigen Phase wurden am Boden mitgerührt, aber nicht verwirbelt. Nach kurzem Absitzenlassen wurde eine Probe Biodiesel abgegossen und analysiert. An dieser wurden folgende Restkonzentrationen ermittelt:
    0,001 % Glycerin,
    0,11 % Methanol und
    2,8 mg Kalium/kg.
  • Beispiel 2
  • Als Ausgangsprodukt wurden 1 kg roher Biodiesel eingesetzt, der analog wie der Biodiesel gemäß Beispiel 1 hergestellt wurde und die gleichen Eigenschaftswerte aufwies.
  • Nach Abtrennung der glycerinreichen Phase wurden 1 kg Biodiesels in ein Becherglas gegeben und mit 4 ml einer handelsüblichen hochkonzentrierten, wässrigen Kaliumformiatlösung (Dichte 1,50 g/cm3, 75 % Feststoffgehalt) und 0,1 ml 99 %iger Ameisensäure versetzt. Danach wurde 3 Stunden mit einem Magnetrührstab so gerührt, dass es trotz lebhafter Vermischung der oberen Flüssigkeit zu keiner Verwirbelung der beiden Flüssigkeiten kam. Bereits nach etwa 15 Minuten war die obere Flüssigkeit völlig klar geworden. Nach dreistündigem Rühren und weiterem einstündigem Absitzenlassen wurde eine Probe abgegossen und analysiert. An dieser wurden folgende Restkonzentrationen ermittelt:
    0,002 % Glycerin,
    0,15 % Methanol,
    1,9 mg Kalium/kg und
    0,015 % Wasser.
  • Beispiel 3
  • Als Ausgangsprodukt wurde roher Biodiesel eingesetzt, der durch Umesterung mit Natriummethylat als Katalysator erhalten wurde und dessen glycerinreiche Phase vollständig abge trennt wurde. Die Probe wurde mehrere Tage stehen gelassen und war danach bodensatzfrei. Die Analyse des Biodiesels ergab folgende Konzentrationen an Verunreinigungen:
    0,15 % Glycerin,
    3,5 % Methanol und
    31,0 mg Natrium/kg.
  • Zur Reinigung des Biodiesels wurde eine Extraktionslösung wie folgt zubereitet:
    160 ml einer handelsüblichen 75 %igen Kaliumformiatlösung (Dichte 1,50 g/cm3) wurden mit 286 ml (380 g) reinem Glycerin vermischt und in einem Laborrotationsverdampfer bei 100 °C und 1,5 kPa entwässert. Das Lösungsvolumen betrug 384 ml.
  • Nach dem Abkühlen dieser Lösung auf etwa 50 °C wurde diese mit 1,2 ml 99 %iger Ameisensäure vermischt und das Gemisch in einen intensiv gerührten Behälter mit 23,5 l des rohen Biodiesels gegeben. Nach zweistündiger Rührzeit und anschließender zweistündiger Ruhe hatte sich die formiathaltige Phase vollständig abgesetzt. An einer Probe des überstehenden Biodiesels wurden folgende Restkonzentrationen ermittelt:
    0,0098 % Glycerin,
    0,099 % Methanol und
    2,1 mg K/kg; Natrium unter 0,01 mg Na/kg.
  • Nachfolgend soll noch aufgezeigt werden, dass sich die erhaltene Extraktionslösung auf einfache Art und Weise wieder regenerieren lässt:
    Nach dem vollständigen Abtrennen der oberen Biodiesel-Phase wurde aus der formiathaltigen Extraktionslösung ( Menge 1220 ml) im Rotationsverdampfer unter Normaldruck bei 120 °C Methanol abdestilliert. Beim Abkühlen kristallisierte aus dem Destillationsrückstand etwas Substanz aus. Sie wurde abgesaugt. Wegen der Schwierigkeiten durch anhaftende Flüssigkeit und der Hygroskopizität wurde auf ihre quantitative Bestimmung und analytische Untersuchung verzichtet. Das Filtrat hatte ein Volumen von 405 ml und wies bei einer einfachen Flammfärbungsprobe deutliche Natriummengen auf. Es handelte sich offensichtlich nunmehr um eine an Kalium- und Natriumformiat gesättigte Lösung in Glycerin.
  • Zwecks Begrenzung des Extraktionsmittelvolumens wurden 20 ml entnommen und zur Wiederherstellung der Kaliumformiatkonzentration wurde der Rest mit 14 ml 75 %iger Kaliumformiatlösung versetzt und durch Anlegen von Vakuum bei 100 °C entwässert. Nach dem Abkühlen wurde ebenfalls wieder mit 1,2 ml 99 %iger Ameisensäure vermischt und die Lösung für einen zweiten Extraktionsvorgang verwendet, der in analoger Weise, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt wurde.
  • An einer Probe des gereinigten Biodiesels wurden folgende Restkonzentrationen ermittelt:
    0.098 % Methanol
    0,0099 % Glycerin
    2,2 mg K/kg, Natrium unter 0,01 mg Na/kg.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Fettsäurealkylestern niederer einwertiger Alkohole auf Basis natürlicher Fette und Öle, insbesondere zur Abtrennung von niederen einwertigen Alkoholen und/oder Glycerin, wobei die Fettsäurealkylester durch Umesterung erhalten werden und das Fettsäurealkylester-Rohprodukt mit einem Absorptionsmittel in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Absorptionsmittel Kalium-, Natrium- oder Ammoniumformiat, entweder einzeln oder als Gemisch, eingesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Formiat als Feststoff, in zerkleinerter Form, dem Fettsäurealkylester-Rohprodukt zugesetzt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffpartikel in eine Säulenanordnung gegeben werden, die von dem Fettsäurealkylester-Rohprodukt durchströmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Formiat als konzentrierte Lösung in Wasser oder Glycerin eingesetzt wird, mit einem Konzentrationsgehalt von 30 bis 80 %.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formiatlösung auf eine Temperatur von 50 bis 80°C erwärmt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass entweder dem Fettsäurealkylester-Rohprodukt oder der Formiatlösung ein wasserfreies Neutralisationsmittel zugesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Neutralisationsmittel entweder Ameisensäure oder ein stöchiometrisches Gemisch aus Kohlendioxid und Wasser eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzmenge an Formiat 0,5 bis 4,0 g/kg Fettsäurealkylester-Rohprodukt beträgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Extraktionslösung destillativ aufbereitet und für eine Wiederverwendung zur Reinigung von Fettsäurealkylester-Rohprodukt aufkonzentriert wird.
  10. Verwendung von Kalium-, Natrium- oder Ammoniumformiat, entweder einzeln oder als Gemisch, als Absorptionsmittel zur Entfernung von niederen einwertigen Alkoholen, Glycerin und/oder Glyceriden aus Fettsäurealkylestern niederer einwertiger Alkohole auf Basis natürlicher Fette und Öle.
  11. Verwendung der Formiate nach Anspruch 8 in Einsatzmengen von 0,5 bis 4,0 g/kg Fettsäurealkylester-Rohprodukt.
  12. Verwendung der Formiate nach einem der Ansprüche 10 oder 11 als Feststoffpartikel oder als konzentrierte Lösung in Wasser oder Glycerin.
  13. Verwendung der Formiate nach der Anspruch 12 als Lösung unter Zusatz eines Neutralisationsmittels auf Basis von Ameisensäure oder stöchiometrischen Gemischen aus Kohlendioxid und Wasser
  14. Verwendung der Formiate nach einem der Ansprüche 10 bis 13 zur Reinigung von Biodiesel.
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