EP1495099A1 - Verfahren und anlage zur veresterung von fetts uren - Google Patents

Verfahren und anlage zur veresterung von fetts uren

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EP1495099A1
EP1495099A1 EP03711704A EP03711704A EP1495099A1 EP 1495099 A1 EP1495099 A1 EP 1495099A1 EP 03711704 A EP03711704 A EP 03711704A EP 03711704 A EP03711704 A EP 03711704A EP 1495099 A1 EP1495099 A1 EP 1495099A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reaction
pressure
esterification
reaction section
fatty acids
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03711704A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nurhan Ergün
Peter Panning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Energea Umwelttechnologie GmbH
Original Assignee
Energea Umwelttechnologie GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1495099A1 publication Critical patent/EP1495099A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/003—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/04—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils

Definitions

  • the invention relates to a process for the esterification of fatty acids and / or of fatty acids contained in fats and oils with lower monohydric alcohols, in particular methanol, the fatty acids having strong mineral acids, for example sulfuric acid, dissolved in lower alcohols, in particular in methanol and / or only in lower alcohols, especially in methanol, are mixed with acidic ion exchange resins.
  • the invention also relates to a plant for carrying out the method.
  • a process for the esterification of a fatty acid / fatty acid ester mixture isolated from the “glycerol phase” is described in EP 708 813 A, the free fatty acids obtained from the neutralization of the “glycerol phase” with methanol and conc. Sulfuric acid as a catalyst are heated to 85 ° C for two hours, the free fatty acid content falling from about 50% to 12.5% and the entire mixture being fed to an alkali-catalyzed transesterification without further treatment and the catalyst acid being discharged via the transesterification process.
  • the object of the present invention is to provide a method of the type cited at the outset which permits rational production in an economically justifiable system, preferably in a large industrial system, but also makes small systems economical.
  • the process according to the invention is characterized in that the phase interfaces of the mixture are increased in a reaction zone by high or strong, dynamic shear forces and / or turbulence, the esterification starting under high pressure and the pressure being reduced during the esterification, the pressure loss being a maintains a high phase interface and that this reaction is carried out in the reaction zone at high temperature.
  • the possibility is created to accelerate the reaction by enlarging the interfaces and by dynamic processes during the esterification. Due to the high or strong dynamic turbulence, the drops in the liquid phases are effectively reduced in size, which means that much smaller drops are created, thus giving a much larger surface area and the chemical equilibrium is reached more quickly. The balance is sometimes less than a minute. This results in an immense reduction in the response time.
  • this method according to the invention is not suitable for the so-called settling process, since the settling times would take too long due to the fine distribution of the drops.
  • the pressure at the start of the reaction zone is 2 to 500 bar, in particular 50 to 200 bar and very particularly between 70 and 150 bar. It is advantageous that the methanol remains liquid due to the high pressure.
  • the reaction in the reaction zone is carried out at a temperature of 50 to 300 ° C., in particular at 80 to 150 ° C.
  • the high reaction rate is advantageously achieved by the high temperature.
  • the high shear forces or strong dynamic turbulence are generated by mechanical internals.
  • This type of device is simple in construction and therefore also low-maintenance in operation.
  • the turbulence arises primarily from the rapid flow of the mixture around the internals.
  • such a reactor is inexpensive and extremely space-saving.
  • the large phase interfaces are generated by ultrasound.
  • the integration of an ultrasound device has proven to be advantageous since the esterification can thereby be accelerated in a targeted manner through large interfaces.
  • Reaction line an unturbulent post-reaction line.
  • the residence time of the reaction mixture in the after-reaction section increases the degree of esterification.
  • a pressure, preferably the outlet pressure, of the reaction zone is maintained or, if appropriate, reduced further in the after-reaction zone. Maintaining the pressure also helps to improve the degree of esterification. According to certain specifications in the esterification process, a further pressure reduction can also be advantageous.
  • the post-reaction zone is filled with strongly acidic ion exchangers.
  • ion exchangers it is known that the fats are not mixed with acids.
  • An optimal esterification process is also achieved with such a process.
  • the system according to the invention is characterized in that the reaction zone is a tube filled with balls of the same or different sizes and / or optionally has internals such as baffles, propellers or the like.
  • the advantageous turbulence arises primarily from the rapid flow of the mixture around the balls or internals.
  • an ultrasound device is provided in the reaction path.
  • the integration of an ultrasound device has proven to be proven to be advantageous, since the transesterification can thus be accelerated in a targeted manner through large interfaces.
  • a heater is connected upstream of the reaction zone and, if appropriate, a cooler is connected downstream of the reaction zone or the afterreaction zone.
  • the reaction mixture can be brought to the desired high temperature by the heater and cooled with the cooler in accordance with the specifications for the process.
  • a pump in particular a high-pressure pump, is provided for introducing the liquid into the reaction zone.
  • a high-pressure pump has advantageously proven itself because the turbulence for the transesterification achieves high dynamics and thus a large interface.
  • the figure shows schematically a plant for carrying out the process for the esterification of fatty acids.
  • the raw material for example higher, saturated and / or unsaturated fats of vegetable and / or animal origin, which contain free fatty acids, flows from a container 1 into a feed line 2 to a reaction zone 3.
  • the method is particularly suitable for fats, which have a higher or higher proportion, preferably more than 5%, of free fatty acids.
  • This process can be used, for example, in the production of fatty acid methyl esters, which ensures high economic efficiency.
  • the method can also be used for pure fatty acids.
  • the lower alcohol, in particular the methanol, with the acid, in particular sulfuric acid, is pumped from the container 4 into the feed line 2 to the reaction zone 3.
  • This reaction mixture is brought to the appropriate temperature via a heater 5, which is arranged upstream of the reaction zone 3.
  • the reaction in reaction zone 3 is carried out at a temperature of 50 to 300 ° C., in particular at a temperature of 80 to 150 ° C.
  • This heated reaction mixture is introduced into the reaction zone 3 via a high-pressure pump 6.
  • the reaction mixture is exposed to high shear forces, as a result of which strong dynamic turbulence is generated. This means that the phase interfaces of the reaction mixture are increased enormous.
  • These high shear forces or strong dynamic turbulence are generated by mechanical installations in the reaction section 3.
  • the mechanical internals in the reaction path 3 can be balls 7 of different or the same size. However, internals such as baffles, propellers or the like can also be provided, if necessary additionally.
  • An ultrasound device could also be used to enlarge the phase interface of the reaction mixture. This device can of course also be provided in addition to the mechanical components.
  • the reaction zone 3 can be followed by an unturbulent after-reaction zone 8, which calms the reaction mixture, possibly under the outlet pressure of the reaction zone 3.
  • the after-reaction section 8 has a pressure-maintaining valve 9 at its end.
  • the pressure can also be reduced in the after-reaction section 8.
  • a strongly acidic ion exchanger in particular an ion exchange resin, is provided in the after-reaction zone 8.
  • the after-reaction section 8 is followed by a cooler 10, which cools the reaction mixture appropriately again before it is collected in a container 11 for further processing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Veresterung von Fettsäuren und/oder von in Fetten und Ölen enthaltenen Fettsäuren mit niederen einwertigen Alkoholen, insbesondere Methanol. Die Fette werden mit Säure, beispielsweise Schwefelsäure, gelöst in niederen Alkoholen, insbesondere in Methanol und/oder nur in niederen Alkoholen, insbesondere in Methanol mit lonentauscherharzen versetzt. In einer Reaktionsstrecke (3) werden die Phasengrenzflächen der Mischung durch hohe bzw. starke, dynamische Scherkräfte und/oder Turbulenzen vergrössert. Die Veresterung beginnt unter hohem Druck und der Druck wird während der Veresterung abgebaut, wobei der Druckverlust eine hohe Phasengrenzfläche aufrecht hält. Diese Reaktion wird in der Reaktionsstrecke (3) bei hoher Temperatur durchgeführt.

Description

Verfahren und Anlage zur Veresterung von Fettsäuren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veresterung von Fettsäuren und/oder von in Fetten und Ölen enthaltenen Fettsäuren mit niederen einwertigen Alkoholen, insbesondere Methanol, wobei die Fettsäuren mit starken Mineralsäuren, beispielsweise Schwefelsäure, gelöst in niederen Alkoholen, insbesondere in Methanol und/oder nur in niederen Alkoholen, insbesondere in Methanol, mit sauren lonentauscherharzen versetzt werden. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Aus den Lehrbüchern der organisch- präparativen Chemie z.B. „Organikum" 13.Aufl.1974 S.441ff oder Weygand/Hilgetag, „Organisch- Chemische Experimentierkunst, 4. Aufl. 1970, S 377 ff ist bekannt, dass Carbonsäure- bzw. Fettsäureester durch Veresterung der freien Säuren mit niederen Alkoholen vorzugsweise bei Siedetemperatur der Alkohole in Gegenwart von starken Säuren, wie Chlorwasserstoff, Schwefelsäure oder Sulfonsäuren verestert werden können.
Ein Verfahren zur Veresterung eines aus der „Glycerinphase" isolierten Fettsäure/Fettsäureestergemisches wird in der EP 708 813 A beschrieben, wobei die aus der Neutralisation der „Glycerinphase" erhaltenen freien Fettsäuren mit Methanol und konz. Schwefelsäure als Katalysator zwei Stunden auf 85 °C erhitzt werden, wobei der Gehalt an freien Fettsäuren von ca. 50 % auf 12,5 % zurückgeht und das ganze Gemisch ohne weitere Behandlung einer alkalikatalysierten Umesterung zugeführt wird und die Katalysatorsäure über den Umesterungsprozess ausgeschleust wird.
Weitere Verfahren zur Veresterung von freien Fettsäuren werden in der
EP 127 104 A, der EP 184 740 A und der US 4 164 506 A beschrieben, wobei die freien Fettsäuren in einem Gemisch mit Fettsäuretriglyceriden vorliegen und die Veresterung durch Erhitzen mit Methanol bei 65 °C mit Schwefelsäure oder einer Sulfonsäure als Katalysator durchgeführt wird.
Der gravierende Nachteil all dieser bekannten Verfahren liegt aber darin, dass dieser Schritt der Veresterung einen enormen Zeitaufwand erfordert. So muß bei einer derartigen Veresterung in der Regel 2 bis 3 Stunden gerührt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs zitierten Art zu schaffen, das eine rationelle Herstellung in einer wirtschaftlich vertretbaren Anlage, vorzugsweise in einer industriellen Großanlage, erlaubt, aber auch Kleinanlagen in die Wirtschaftlichkeit bringt.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Reaktionsstrecke die Phasengrenzflächen der Mischung durch hohe bzw. starke, dynamische Scherkräfte und/oder Turbulenzen vergrößert werden, wobei die Veresterung unter hohem Druck beginnt und der Druck während der Veresterung abgebaut wird, wobei der Druckverlust eine hohe Phasengrenzfläche aufrecht hält und dass diese Reaktion in der Reaktionsstrecke bei hoher Temperatur durchgeführt wird.
Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, ein Vorprodukt für die Erzeugung von Biodiesel durch basisch-katalysierte Umesterung bereit zu stellen. Es wird also die Möglichkeit geschaffen, Dieselkraftstoff, so genannten ÖKO-Diesel oder Biodiesel, mit allen seinen Vorteilen unter optimalen ökologischen Produktionsbedingungen herzustellen. Durch die Erfindung werden positive wirtschaftspolitische und ökologische Argumente geschaffen, die anregen, die Rolle von erneuerbarer Energie und Rohstoffen wieder intensiver zu überdenken.
Ein weiterer überraschender Vorteil ergibt sich durch die Erfindung, nämlich auch am Sektor der Abfallbeseitigung bzw. bei der Problemstoffentsorgung. Durch die Erfindung ist es auch möglich Altspeiseöl, auch mit einem hohen Anteil an Fettsäuren, ökologisch wieder und weiter zu verwerten. Der Einsatz von Altspeiseöl ist beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die hohe Reinheit der Endprodukte bedenkenlos möglich.
Mit der vorliegenden Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, die Reaktion durch die Vergrößerung der Grenzflächen und durch dynamische Vorgänge bei der Veresterung zu beschleunigen. Durch die hohen bzw. starken dynamischen Turbulenzen werden praktisch die Tropfen der Flüssigkeitsphasen wirksam verkleinert, wodurch also viel kleinere Tropfen entstehen, somit eine viel größere Oberfläche gegeben ist und das chemische Gleichgewicht schneller erreicht wird. Die Einstellung des Gleichgewichtes beträgt mitunter weniger wie eine Minute. Daraus resultiert eine immense Verkürzung der Reaktionszeit. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht für das so genannte Absetzverfahren geeignet, da die Absetzzeiten durch die feine Verteilung der Tropfen zu lange dauern würden.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung liegt der Druck am Beginn der Reaktionsstrecke bei 2 bis 500 bar, insbesondere bei 50 bis 200 bar und ganz besonders zwischen 70 und 150 bar. Vorteilhaft ist dabei, dass durch den hohen Druck das Methanol flüssig bleibt.
Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung wird die Reaktion in der Reaktionsstrecke bei einer Temperatur von 50 bis 300°C, insbesondere bei 80 bis 150°C, durchgeführt. Durch die hohe Temperatur wird in vorteilhafterweise die hohe Reaktionsgeschwindigkeit erreicht.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die hohen Scherkräfte bzw. starken dynamischen Turbulenzen durch mechanische Einbauten erzeugt. Diese Art des Gerätes ist einfach im Aufbau und dadurch auch wartungsarm im Betrieb. Die Turbulenzen entstehen in erster Linie durch die rasche Strömung der Mischung um die Einbauten. Darüber hinaus ist ein derartiger Reaktor billig äußerst raumsparend. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden die großen Phasengrenzflächen durch Ultraschall erzeugt. Die Integrierung eines Ultraschallgerätes hat sich als vorteilhaft erwiesen, da damit durch große Grenzflächen die Veresterung gezielt beschleunigt werden kann. Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung wird der
Reaktionsstrecke eine unturbulente Nachreaktionsstrecke nachgeschaltet. Durch die Verweildauer des Reaktionsgemisches in der Nachreaktionsstrecke wird eine Steigerung des Veresterungsgrades erreicht.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird in der Nachreaktionsstrecke ein Druck, vorzugsweise der Ausgangsdruck der Reaktionsstrecke aufrechterhalten oder gegebenenfalls weiter abgebaut. Auch die Aufrechterhaltung des Druckes trägt zur Verbesserung des Veresterungsgrades bei. Entsprechend bestimmten Vorgaben im Veresterungsprozess kann aber auch ein weiterer Druckabbau von Vorteil sein.
Nach einer besonderen Weiterbildung der Erfindung wird die Nachreaktionsstrecke mit stark sauren Ionenaustauschern gefüllt. Bei einer Prozessführung mit Ionenaustauschern entfällt in bekannterweise die Versetzung der Fette mit Säuren. Auch mit einem derartigen Prozess wird ein optimaler Veresterungsprozess erzielt.
Es ist aber auch Aufgabe der Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Die erfindungsgemäße Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsstrecke ein mit gleichen oder verschieden großen Kugeln gefülltes Rohr ist und/oder gegebenenfalls Einbauten wie Leitbleche, Propeller od. dgl. aufweist. Die vorteilhaften Turbulenzen entstehen in erster Linie durch die rasche Strömung der Mischung um die Kugeln oder Einbauten.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist in der Reaktionsstrecke ein Ultraschallgerät vorgesehen. Die Integrierung eines Ultraschallgerätes hat sich als vorteilhaft erwiesen, da damit durch große Grenzflächen die Umesterung gezielt beschleunigt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Reaktionsstrecke ein Erhitzer vorgeschaltet und gegebenenfalls der Reaktionsstrecke oder der Nachreaktionsstrecke ein Kühler nachgeschaltet. Durch den Erhitzer kann das Reaktionsgemisch auf die gewünschte hohe Temperatur gebracht und mit dem Kühler entsprechend den Vorgaben für den Prozess abgekühlt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zum Einbringen der Flüssigkeit in die Reaktionsstrecke eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe, vorgesehen. Die Integration einer Hochdruckpumpe hat sich vorteilhafterweise deshalb bewährt, da die Turbulenzen für die Umesterung eine hohe Dynamik und damit eine große Grenzfläche erzielen.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
Die Fig. zeigt schematisch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Veresterung von Fettsäuren.
Gemäß der Fig. fließt aus einem Behälter 1 der Rohstoff, beispielsweise höhere, gesättigte und/oder ungesättigte Fette pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs, die freie Fettsäuren enthalten, in eine Zuleitung 2 zu einer Reaktionsstrecke 3. Insbesondere eignet sich das Verfahren bei Fetten, die einen höheren oder hohen Anteil, vorzugsweise mehr als 5%, an freien Fettsäuren aufweisen. Dieses Verfahren kann beispielsweise bei der Erzeugung von Fettsäuremethylester eingesetzt werden, wodurch eine hohe Wirtschaftlichkeit gewährleistet werden kann.
Natürlich kann das Verfahren auch bei reinen Fettsäuren angewandt werden. Aus dem Behälter 4 wird der niedere Alkohol, insbesondere das Methanol, mit der Säure, insbesondere der Schwefelsäure, in die Zuleitung 2 zur Reaktionsstrecke 3 gepumpt.
Dieses Reaktionsgemisch wird über einen Erhitzer 5, der vor der Reaktionsstrecke 3 angeordnet ist, auf die entsprechende Temperatur gebracht. Die Reaktion in der Reaktionsstrecke 3 wird bei einer Temperatur von 50 bis 300°C, insbesondere bei einer Temperatur von 80 bis 150°C, durchgeführt.
Dieses erhitzte Reaktionsgemisch wird über eine Hochdruckpumpe 6 in die Reaktionsstrecke 3 eingebracht. In der Reaktionsstrecke 3 wird das Reaktionsgemisch hohen Scherkräften ausgesetzt, wodurch starke dynamische Turbulenzen erzeugt werden. Dies führt dazu, dass die Phasengrenzflächen des Reaktionsgemisches immens vergrößert werden. Diese hohen Scherkräfte bzw. starken dynamischen Turbulenzen werden durch mechanische Einbauten in der Reaktionsstrecke 3 erzeugt.
Die mechanischen Einbauten in der Reaktionsstrecke 3 können verschieden oder gleich große Kugeln 7 sein. Es können aber auch, gegebenenfalls zusätzlich, Einbauten wie Leitbleche, Propeller od. dgl. vorgesehen werden.
Zur Vergrößerung der Phasengrenzfläche des Reaktionsgemisches könnte auch ein Ultraschallgerät Verwendung finden. Dieses Gerät kann natürlich auch zusätzlich zu den mechanischen Einbauten vorgesehen werden.
Durch die hohen bzw. starken dynamischen Turbulenzen werden praktisch die Tropfen der Flüssigkeitsphasen wirksam verkleinert, wodurch also viel kleinere Tropfen entstehen, somit eine viel größere Oberfläche gegeben ist und das chemische Gleichgewicht schneller erreicht wird. Die Einstellung des Gleichgewichtes beträgt mitunter weniger wie eine Minute. Daraus resultiert eine immense Verkürzung der Reaktionszeit. In der Reaktionsstrecke 3 wird ein Teil des am Beginn der Reaktionsstrecke 3 herrschenden Druckes abgebaut.
Zur Steigerung des Veresterungsgrades kann der Reaktionsstrecke 3 eine unturbulente Nachreaktionsstrecke 8 nachgeschaltet sein, die das Reaktionsgemisch, gegebenenfalls unter dem Ausgangsdruck der Reaktionsstrecke 3, beruhigt. Dazu weist die Nachreaktionsstrecke 8 an ihrem Ende ein Druckhalteventil 9 auf. Sollte es dem Prozessablauf aber entgegenkommen, kann in der Nachreaktionsstrecke 8 der Druck auch abgebaut werden.
Entsprechend einem alternativen Prozessablauf ohne Zusatz von Säure, insbesondere Schwefelsäure, am Beginn der Reaktionsstrecke 3, ist in der Nachreaktionsstrecke 8 ein stark saurer lonentauscher, insbesondere ein lonentauscherharz, vorgesehen.
Der Nachreaktionsstrecke 8 ist ein Kühler 10 nachgeschaltet, der das Reaktionsgemisch wieder entsprechend abkühlt, bevor es in einem Behälter 1 1 zur weiteren Verarbeitung gesammelt wird.
Abschließend sei der Ordnung halber darauf hingewiesen, dass in der Zeichnung einzelne Bauteile und Baugruppen zum besseren Verständnis der Erfindung unproportional und maßstäblich verzerrt dargestellt sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Veresterung von Fettsäuren und/oder von in Fetten und Ölen enthaltenen Fettsäuren mit niederen einwertigen Alkoholen, insbesondere Methanol, wobei die Fettsäuren mit starken Mineralsäuren, beispielsweise Schwefelsäure, gelöst in niederen Alkoholen, insbesondere in Methanol und/oder nur in niederen Alkoholen, insbesondere in Methanol, mit sauren lonentauscherharzen versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einer
Reaktionsstrecke (3) die Phasengrenzflächen der Mischung durch hohe bzw. starke, dynamische Scherkräfte und/oder Turbulenzen vergrößert werden, wobei die Veresterung unter hohem Druck beginnt und der Druck während der Veresterung abgebaut wird, wobei der Druckverlust eine hohe Phasengrenzfläche aufrecht hält und dass diese Reaktion in der
Reaktionsstrecke (3) bei hoher Temperatur durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck am Beginn der Reaktionsstrecke (3) bei 2 bis 500 bar, insbesondere bei 50 bis 200 bar und ganz besonders zwischen 70 und 150 bar liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in der Reaktionsstrecke (3) bei einer Temperatur von 50 bis 300°C, insbesondere bei 80 bis 150°C, durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hohen Scherkräfte bzw. starken dynamischen Turbulenzen durch mechanische Einbauten in der Reaktionsstrecke (3) erzeugt werden.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die großen Phasengrenzflächen durch Ultraschall erzeugt werden.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsstrecke (3) eine unturbulente Nachreaktionsstrecke (8) nachgeschaltet wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nachreaktionsstrecke (8) ein Druck, vorzugsweise der Ausgangsdruck der Reaktionsstrecke (3) aufrechterhalten oder gegebenenfalls weiter abgebaut wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachreaktionsstrecke (8) mit stark sauren Ionenaustauschern gefüllt wird.
9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsstrecke (3) ein mit gleichen oder verschieden großen Kugeln (7) gefülltes Rohr ist und/oder gegebenenfalls Einbauten wie Leitbleche, Propeller od. dgl. aufweist.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionsstrecke (3) ein Ultraschallgerät vorgesehen ist.
11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsstrecke (3) ein Erhitzer (5) vorgeschaltet und gegebenenfalls der Reaktionsstrecke (3) oder der Nachreaktionsstrecke (8) ein Kühler (10) nachgeschaltet ist.
12. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen der Flüssigkeit in die Reaktionsstrecke (3) eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe (6), vorgesehen ist.
EP03711704A 2002-04-12 2003-04-07 Verfahren und anlage zur veresterung von fetts uren Withdrawn EP1495099A1 (de)

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