ES2260484T3 - Mejoras en o relacionadas con un procedimiento de trasesterificacion de aceites vegetales. - Google Patents
Mejoras en o relacionadas con un procedimiento de trasesterificacion de aceites vegetales.Info
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Abstract
Un procedimiento para producir un combustible de calidad diesel de origen vegetal mediante transesterificación de un aceite vegetal refinado en una fase homogénea con un alcanol C1 - C4 en presencia de un líquido orgánico y de un catalizador bajo la formación de una fase polar y una fase apolar a medida que procede la transesterificación, retirando de la fase polar que comprende el subproducto glicerol, y someter la fase apolar que comprende el combustible a un procedimiento de refinamiento, caracterizado porque el alcanol C1 - C4 se usa en cantidad estequiométrica o en exceso que no excede del 30% de la estequiométrica, un disolvente hidrocarburo alifático con un punto de ebullición de 40 - 200ºC se usa como líquido orgánico en una cantidad de al menos 0, 2 partes por volumen con relación al volumen unitario del aceite vegetal refinado, la fase polar y la fase apolar de la mezcal resultante se separan, si es necesario, la fase apolar que también comprende aceite vegetal no transesterificado además del disolvente hidrocarburo alifático y producto transesterificado, obtenido después de retirar la fase polar separada que comprende el subproducto glicerol, se hace reaccionar en una etapa adicional con un alcanol C1 - C4 en presencia de un catalizador hasta que se alcanza una conversión de transesterificación de 95 - 98%, la fase polar separada que comprende el subproducto glicerol se retira, y la fase apolar que comprende el combustible se refina en la que, si se desea, al menos una porción del disolvente hidrocarburo alifático está retenida por el producto.
Description
Mejoras en o relacionadas con un procedimiento
de transesterificación de aceites vegetales.
La invención se refiere a mejoras en o con
relación a un procedimiento para transesterificar aceites vegetales.
Más particularmente la invención se refiere a un procedimiento
mejorado para producir combustible de calidad Diesel de origen
vegetal (también denominado en lo siguiente como combustible
biodiesel o biodiesel) mediante la transesterificación de aceites
vegetales con alcanoles C1 - C4 (adicionalmente sobre:
alcanoles).
Como se sabe, la transesterificación con un
alcanol tiene una influencia decisiva en al calidad de los
combustibles producidos a partir de aceites vegetales, debido a que
depende básicamente en esta operación si la viscosidad del
carburante resultante es apropiada para los propósitos de inyección
e impulsión del motor o no.
La transesterificación de aceites vegetales con
un alcanol continua en una reacción de equilibrio reversible de
acuerdo con el esquema
en las fórmulas R, R' y R''
significan los restos hidrocarbilo de los constituyentes de ácidos
grasos de aceites vegetales y Alk es un grupo alquilo C1 - C4. Como
aparece del esquema anterior, glicerol se forma como subproducto en
la reacción además de los metil ésteres de ácidos grasos utilizables
como combustible. El equilibrio se puede desplazar hacia la
formación de los alquil ésteres de ácidos grasos requeridos
incrementando la cantidad de reactivo alcanol y/o retirando el
subproducto glicerol. La transesterificación se realiza generalmente
en presencia de un catalizador. Usualmente se aplican bases como
catalizadores (lo más frecuentemente hidróxido de potasio);
catalizadores de ácidos se usan menos frecuentemente. Como el
alcanol más frecuentemente usado se usa
metanol.
Un procedimiento clásico para transesterificar
aceites vegetales con metanol y para producir combustible biodiesel
en esta base se han descrito en las patentes de Estados unidos
números 2.360.844 y 2.383.844 y 2.383.633; este es el procedimiento
que se ha usado generalmente, con algunas modificaciones menores,
para la producción de combustible biodiesel a escala industrial
hasta ahora. de acuerdo con el procedimiento descrito en los aceites
vegetales de las referencias citadas se hace reaccionar con metanol
en presencia de catalizador de hidróxido de potasio durante al menos
una hora a temperatura por debajo del punto de ebullición del
metanol (usualmente a 65ºC). Como el metanol y el aceite vegetal
tienen miscibilidad solamente limitada entre sí, la mezcla de
reacción bifásica se agita intensamente y/o se usan catalizadores de
transferencia de fase con el fin de acelerar la reacción. El
glicerol que se libera como subproducto se acumula en la fase polar
(metanol), y -de acuerdo con la naturaleza de equilibrio de la
reacción- es propenso a reconvertir los metil ésteres de los ácidos
grasos una vez producidos en ésteres de glicerido. El catalizador de
transferencia de fase opcionalmente presente ayuda en este
procedimiento de reconversión, también, de este modo no se puede
obtener la conversión completa del aceite vegetal. Cuando la mezcla
de reacción está cerca del equilibrio, que corresponde a una
conversión de aproximadamente 80%, la mezcla se deja sedimentar
durante aproximadamente un día. Por lo tanto la fase polar inferior
(que comprende glicerol junto con la parte principal de metanol
usado en exceso) se retira, y la reacción se repite con la fase
apolar superior con alcohol recientemente mezclado y catalizador.
Después de esta segunda etapa la fase apolar superior (fase de
combustible) se separa de nuevo, se somete a destilación para
separar la parte del metanol contenido en ella, se lava con ácido
sulfúrico acuoso para retirar el hidróxido potásico, se lava otra
vez con agua, se seca y se filtra (esta última serie de operación
consta del refinamiento del combustible biodiesel). Si se desea, los
aditivos de mejora de calidad, particularmente aditivos que mejoran
la resistencia al frío, se añaden al combustible biodiesel
resultante.
Las principales desventajas del procedimiento
anterior son como sigue: debido a la mezcla bifásica la reacción
requiere un período largo de tiempo y una agitación intensa que
consume energía para proceder; la separación de la fase que contiene
subproductos de glicerol glicerol es difícil y lleva mucho tiempo;
el metanol se debe usar en gran exceso a la cantidad estequiométrica
con el fin de desplazar la reacción hacia la formación del producto
requerido; la mayor parte de metanol que no ha reaccionado aparece
en la fase de glicerol a partir de la que no se puede recuperar de
una forma económica salvo que se emplee una capacidad operacional
aceptable. En un artículo que describe los potenciales de mejora de
producción de combustible de transesterificación de biodiesel (D.
Damoko y M. Cheryan: JAOCS 77, 1269 - 1272 (diciembre de 2000) los
autores mencionan como desventajas adicionales que el procedimiento
requiere volúmenes de reactor grandes y ciclos de arranque/parada
repetidos que producen incremento en inversiones de capital y mano
de obra y disminución de la eficacia de producción, además la
calidad del producto puede variar de lote a lote.
De acuerdo con las patentes de estados Unidos
números 5.520.708 y 6.015.444 el tiempo requerido para la
transesterificación y separación de fase se reduce realizando la
reacción en un conjunto de un mezclador estático, un intercambiador
de calor, un homogenizador y un recipiente de sedimentación en lugar
de usar un recipiente de reacción convencional equipado con un
agitador. El mezclador estático usado en este procedimiento, como
todos los mezcladores estáticos, no contienen movimiento de medios
para mezclar los reactivos, un flujo turbulento creado o bien
mediante medios de rotura de flujo (tales como deflectores,
nervaduras, serpentines, etc.) montados en el interior del mezclador
o mediante un envase cargado en el mezclador sirve para mezclar los
reactivos intensamente. El aceite vegetal, alcanol (lo más
frecuentemente metanol) y catalizador se pasan a través del
mezclador estático, la corriente dispersada resultante se calienta
hasta temperatura de reacción en el intercambiador de calor, después
la mezcla se somete a una alta cizalla en el homogenizador para
formar una emulsión, y la emulsión se pasa al recipiente de
sedimentación en el que no se aplica agitación adicional. La vida
útil de la emulsión formada en el homogenizador permite que la
transesterificación proceda hasta conversión de equilibrio antes de
que la emulsión se segregue en el decantador. Aunque se puede
alcanzar una reducción significativa en el tiempo requerido con este
procedimiento, es una desventaja que un homogenizador con alto
consumo de energía se debe usar. De nuevo, este procedimiento no
permite alcanzar una conversión mayor que el equilibrio en una sola
etapa, de este modo con el fin de alcanzar 95 - 98% de conversión
requerida para obtener un producto con viscosidad apropiada la fase
apolar se debe hacer reaccionar una vez más. El alcanol se debe usar
de tal manera que un gran exceso que es inaceptable para la
producción a escala industrial.
De acuerdo con el procedimiento descrito en el
documento DE 42.09.779 la conversión requerida de aproximadamente
98% se logra realizando la transesterificación en una columna
dividida en zonas de reacción, estando cada zona de reacción seguida
de una zona de separación. El aceite vegetal, alcanol y catalizador
se alimentan en la primera zona de reacción, entonces después de un
período de tiempo prescrito la mezcla resultante se alimenta en la
primera zona de separación para retirar glicerol mediante
centrifugación. la mezcla sin glicerol resultante se alimenta
después en la segunda zona de reacción, y las etapas anteriores de
reacción/separación se repiten en series hasta que se logra la
conversión requerida. Una ventaja importante de este procedimiento
es que se puede realizar como una operación de continuación, debido
a que la sedimentación que consume tiempo se reemplaza por la
separación centrífuga mucho más rápida. Sin embargo, esta ventaja
está compensada en gran medida por el extremo de altas inversiones
de instalación que hacen el procedimiento demasiado caro. Por lo
tanto este procedimiento no se aplica en plantas con una capacidad
menor de 100.000 toneladas/año. Como una desventaja adicional, este
procedimiento no se puede aplicar para transesterificar aceites
vegetales que contienen más del 2% de ácidos grasos libres.
Con el fin de evitar la desventaja asociada a
reacciones heterogéneas, particularmente con el fin de disminuir el
tiempo de reacción y demanda de energía de agitación, también se ha
sugerido transesterificar aceites vegetales con alcanol en
condiciones homogéneas de reacción [www.bioxcorp.com with referente
a Production of a cost-competitive biodiesel fuel
alternative to petroleum diesel, en Environmental Science &
Engineering, mayo de 2001] . De acuerdo con este intento un
disolvente polar bien soluble tanto en el alcanol polar y el aceite
vegetal apolar (tal como tetrahidrofurano o
N-metil-2-pirolidin-ona)
se han utilizado como medio de reacción. Sin embargo, tal
procedimiento requiere etapas de separación muy complicadas y que
consumen energía para procesar la mezcla de reacción final, que
compensa en gran medida la ventaja resultante del uso de una mezcla
homogénea. De hecho, debido a un cambio en las condiciones de fase,
después de la transesterificación el disolvente polar se distribuye
entre la fase biodiesel con incremento de la polaridad y al fase de
glicerol con aumento de la polaridad y se debe retirar de ambas
fases. Las desventajas que surgen de la naturaleza de equilibrio de
la reacción no se puede evitar con este procedimiento, ya que el
glicerol está continuamente presente en la mezcla de reacción para
la transesterificación. De este modo este procedimiento asistido por
disolvente no se ha utilizado a escala industrial.
Las publicaciones relativas a la producción de
combustible biodiesel establecen que la transesterificación eficaz,
que es imperativa para obtener un producto con la calidad requerida,
requiere el uso de aceite vegetal refinado como sustancia de
partida. Esto se mantiene particularmente cuando el aceite vegetal
es un desecho (por ejemplo, aceite de freír gastado). No se ha
descrito ningún procedimiento específico para refinar aceites
vegetales, sin embargo, en publicaciones relativas a la producción
de combustible biodiesel. De acuerdo con las tecnologías conocidas
para producir productos de calidad alimentaria, los aceites
vegetales se refinan tratándolos con agua para retirar los
fosfolípidos hidratables y con ácidos, de tipo ácido fosfórico o
ácido cítrico, para retirar los fosfolípidos no hidratables
[Hoffman, G.: Chemistry and technology of edible oils and fats and
their high fat products, Academia Press, Londres; Toronto, 1989].
Los aceites vegetales refinados resultantes (denominados en al
tecnología de alimentación "aceites desgomados"] son sustancias
de partida adecuadas para la producción de combustible biodiesel. A
partir de los aspectos de transesterificación que proceden en la
fase heterogénea es una ventaja que tales aceites vegetales
(refinados (desgomados)= contienen una serie de componentes menores
can algunas propiedades de tensioactivo. En el procedimiento de las
patentes de Estados Unidos números 5.520.708 y 6.015.444 citados
anteriormente justo estos componentes de aceites vegetales se
utilizan para formar una emulsión. Al mismo tiempo las dificultades
que surgen de la separación de la fase apolar que comprenden las
sustancias transesterificadas de la fase polar que comprenden el
subproducto glicerol se pueden atribuir a la presencia de estos
componentes.
El deseo de los inventores era realizar mejoras
en al transesterificación, una etapa clave de la producción de
combustible biodiesel. El deseo principal de los inventores era
elaborar un procedimiento que permita reducir considerablemente los
requerimientos de tiempo de transesterificación y posteriormente la
retirada del glicerol, sin embargo, sin requerir equipo caro o
etapas de procesamiento complicadas para este propósito. Un deseo
adicional de los inventores era elaborar un procedimiento que
permita reducir considerablemente el requerimiento de alcanol de
transesterificación sin afectar a la conversión y alcanzar la
conversión requerida de 95 - 98% sin las etapas de separación de
glicerol intermitentes que consumen tiempo.
Inesperadamente se ha encontrado que el deseo
principal se puede lograr completamente cuando un hidrocarburo
alifático (dicho término cubre hidrocarburos cicloalifáticos y
cicloalifáticos - alifáticos, también) con un punto de ebullición de
40 - 200ºC o una mezcla de tales hidrocarburos se usa como medio de
reacción en al transesterificación de alcanol del aceite vegetal en
una cantidad de al menos 0,2 partes por volumen con relación al
volumen unitario del aceite vegetal refinado de partida. En las
reacciones de transesterificación descritas en el documento WO
01/12581 y CA 2.131.654 se describen tales codisolventes de
hidrocarburos alifáticos, sin embargo, también se requieren grandes
excesos de alcanol.
De este modo, en un aspecto la invención se
refiere a un procedimiento mejorado para producir combustible de
calidad Diesel de origen vegetal mediante la transesterificación de
un aceite vegetal refinado con un alcanol C1 - C4 en presencia de un
catalizador después de lo cual se forma una fase polar y una fase
apolar, retirando la fase polar que comprende el subproducto
glicerol y someter la fase apolar que comprende el combustible a un
procedimiento de refinamiento. De acuerdo con la invención el aceite
vegetal refinado se transfiere en una fase homogénea en presencia de
al menos 0,2 partes por volumen, con relación al volumen unitario de
aceite vegetal refinado de un disolvente hidrocarburo alifático con
un punto de ebullición de 40 - 200ºC para formar una mezcla que
comprende una fase polar y una fase apolar, si es necesario, la fase
apolar que también comprende el aceite vegetal no transesterificado
además de disolvente hidrocarburo alifático y producto
transesterificado, obtenido después de retirar la fase polar
separada que comprende subproductos de glicerol se hace reaccionar
en una etapa adicional con un alcanol C1 - C4 en presencia de un
catalizador hasta que se alcanza una conversión de
transesterificación de 95 - 98%, la fase polar separada que
comprende el subproducto glicerol se retira, y la fase apolar que
comprende el combustible se
refina.
refina.
De este modo la diferencia básica entre el
procedimiento de acuerdo con la invención y los procedimientos
conocidos en los que se realiza la transesterificación en una mezcla
de reacción homogénea reside en que un disolvente apolar específico
se usa para formar la mezcla de reacción homogénea en lugar de usar
un disolvente polar. Los hidrocarburos alifáticos usados como
disolventes apolares de acuerdo con la invención tienen la única
propiedad de que pueden disolver el alcanol polar en una cantidad
requerida en la reacción, pero disuelven el subproducto glicerol
(que es también un alcohol y también una sustancia polar) hasta un
grado muy limitado. De este modo la mezcla para la
transesterificación permanece homogénea durante el curso completo de
la reacción, que permite que la reacción proceda rápidamente. Al
mismo, a medida que la reacción procede, el glicerol se acumula en
una fase polar distinta, que se separa completamente de la fase
apolar con un corto período de tiempo. Mediante una alimentación
apropiada del alcanol se puede alcanzar que solamente una pequeña
cantidad de alcanol se disuelva en la fase polar, de este modo se
produce solamente una pequeña pérdida de alcanol mediante la
retirada de la fase polar. Por lo tanto la cantidad de alcanol
requerida en al transesterificación se puede reducir
significativamente.
La transesterificación se realiza a una
temperatura de 60 - 140ºC, preferiblemente a 95 - 115ºC, en una
presión suficiente para mantener el alcanol en estado líquido.
Cualesquiera de los catalizadores convencionales utilizables para la
transesterificación se puede aplicar en el procedimiento de la
invención. El hidróxido de potasio probó ser un catalizador
particularmente preferido. La presión puede ser 1 - 40 bares (100 -
400 kPa).
El límite inferior de la cantidad del disolvente
hidrocarburo alifático es un valor crítico. Los inventores también
observaron que la cantidad mínima de disolvente hidrocarburo
alifático requerida para formar una fase homogénea en la
transesterificación también varía con la naturaleza del aceite
vegetal de partida y con el procedimiento usado para refinar el
aceite vegetal. Cuando el aceite vegetal se ha refinado de acuerdo
con el procedimiento de la invención, dicho procedimiento se
describirá más adelante, para ciertos aceites vegetales incluso 0,2
partes por volumen de disolvente hidrocarburo alifático puede ser
suficiente para formar una fase homogénea en al
transesterificación, mientras que cuando el aceite vegetal se ha
refinado mediante otro procedimiento (por ejemplo, mediante un
tratamiento acuoso - ácido descrito anteriormente), la cantidad
mínima de hidrocarburo alifático requerida para formar una fase
homogénea en la transesterificación puede ser mayor (usualmente 0,3
- 0,4 partes por volumen, con relación al volumen unitario de aceite
vegetal refinado). La cantidad mínima requerida de disolvente
hidrocarburo alifático se puede determinar fácilmente
experimentalmente. Cuando se incrementa la cantidad del disolvente
hidrocarburo alifático anterior el límite inferior crítico, el
tiempo requerido para la separación completa de la fase polar y
apolar disminuye. Sin embargo, el límite superior de la cantidad
hidrocarburo alifático no es un factor decisivo, y depende
principalmente de consideraciones económicas. Los inventores no han
encontrado ventajas particulares que surgen del incremento de la
cantidad de disolvente hidrocarburo alifático anterior el doble de
la cantidad del aceite vegetal refinado de partida. La relación de
volumen del aceite vegetal refinado de partida al disolvente
hidrocarburo alifático puede ser preferiblemente 1 : (0,2 - 1,5),
más preferiblemente 1 : (0,3 - 1), particularmente 1 : (0,4 -
0,7).
Como disolventes hidrocarburos alifáticos se
pueden usar preferiblemente sustancias con puntos de ebullición de
60 - 180ºC o mezclas de tales sustancias (cuando se usa una mezcla,
las figuras representan puntos de ebullición). Cortes de aceite
mineral de bajo contenido aromático con intervalos de ebullición de
60 - 100ºC, 100 - 140ºC y 140 - 180ºC probó que era particularmente
preferido.
Los inventores han encontrado que una solución
obtenida como fase apolar superior mezclando un aceite vegetal no
refinado con un disolvente hidrocarburo alifático con punto de
ebullición 40 - 200ºC y con glicerol acuoso y que permite que la
mezcla sedimente se puede aplicar particularmente preferiblemente en
el procedimiento de acuerdo con la invención en lugar de usar aceite
vegetal refinado y disolvente hidrocarburo alifático como corrientes
separadas. Dicha fase apolar superior es de hecho una solución de
aceite vegetal refinado en el disolvente hidrocarburo alifático
respectivo. De acuerdo con este procedimiento de refinamiento de
aceite vegetal, que está adaptado específicamente al procedimiento
de transesterificación de la invención, volumen unitario de aceite
vegetal no refinado se mezcla minuciosamente con al menos 0,2 partes
por volumen (preferiblemente 0,2 - 1,5, más preferiblemente 0,3 - 1,
particularmente 0,4 - 0,7 partes por volumen) de un disolvente
hidrocarburo alifático con un punto de ebullición de 40 - 200ºC y
con 0,07 - 0,2 partes por volumen (preferiblemente 0,09 - 0,15
partes por volumen) de glicerol acuoso que comprende 5 - 40% por
volumen (preferiblemente 10 - 20% por volumen) de agua, la mezcla se
deja sedimentar para formar una fase polar inferior y una fase
apolar superior, y la fase apolar superior, y la fase apolar
superior, que es una solución del aceite vegetal refinado en el
disolvente hidrocarburo alifático, se transfiere después a la
transesterificación. Usando las impurezas del procedimiento de
refinación y componentes que alteran la transesterificación y
posterior separación se puede retirar del aceite vegetal de una
manera mucho más eficaz que mediante el procedimiento conocido
descrito anteriormente. Una ventaja particular del procedimiento de
refinamiento de aceite vegetal de acuerdo con la invención es que
componentes secundarios con las propiedades tensioactivas, que no se
pueden eliminar del aceite vegetal con el refinamiento convencional
acuoso - cítrico, también se eliminan, lo que adicionalmente
acelera la separación de las fases polar y apolar formadas en la
transesterificación.. Una ventaja adicional importante del
procedimiento de refinamiento de acuerdo con la invención es que no
se introduce ninguna sustancia extraña en el procedimiento, ya que
el disolvente hidrocarburo alifático es el mismo que el utilizado
como medio de reacción en la transesterificación, y el glicerol es
el subproducto formado en la transesterifica-
ción.
ción.
La transesterificación se puede realizar de
acuerdo con la invención en un recipiente de reacción, usualmente en
un autoclave equipado con un agitador y con una camisa de
calentamiento, usado convencionalmente para la transesterificación,
de acuerdo tonel procedimiento de dos etapas bien conocido en la
bibliografía. En esta caso el disolvente hidrocarburo alifático, el
aceite vegetal refinado (o una solución preformada del mismo, por
ejemplo la fase apolar superior obtenida en al etapa de refinamiento
anterior), el alcanol y el catalizador (o una solución preformada
del mismo) se introducen, y la mezcla se agita a la temperatura de
reacción prescrita. Cuando la reacción se realiza bajo presión
atmosférica, la temperatura de la reacción no debe exceder del punto
de ebullición del alcanol. Sin embargo, la reacción también se puede
realizar a temperaturas superiores a presión atmosférica, con tal
que el alcanol permanezca en estado líquido. La reacción se puede
realizar a una temperatura de 60 - 140ºC a una presión de 1 - 4
bares (100 - 400 kPa). La aplicación de temperatura elevada a
presión por encima de al atmosférica la velocidad de reacción se
puede incrementar adicionalmente. Cuando al reacción de
transesterificación ha alcanzado el estado estable (equilibrio), el
calentamiento y agitación se detiene, la presión se reduce a
atmosférica si es necesario, y se deja que se separen las fases.
Los inventores han observado que el estado estable se establece en
un corto tiempo (algunas veces incluso dentro de 10 minutos), y la
separación de las fases es también rápida (la separación total se
produce algunas veces dentro de 10 minutos). La fase polar inferior,
constituida principalmente por glicerol junto con una pequeña
cantidad de alcanol) se retira, y se somete a operaciones de
procesamiento de glicerol conocidas, si se desea. La fase apolar
superior, que contiene algo de aceite vegetal sin reaccionar junto
con los disolventes hidrocarburos alifáticos y los alquil ésteres de
ácidos grasos formados en la transesterificación, se somete
posteriormente a una segunda etapa de v como se ha descrito
anteriormente para alcanzar la conversión requerida del 95 - 98%. de
nuevo, el tiempo de reacción requerido es corto (algunas veces es
menor que 10 minutos). La separación completa de la fase inferior
polar formada en al segunda etapa de la fase apolar superior lleva
usualmente un período de tiempo más largo, requiere, sin embargo,
mucho menos tiempo que el requerido en el procedimiento
convencional. Si se desea, la separación de fases se puede acelerar
mediante procedimientos conocidos (por ejemplo, filtrando la mezcla
bifásica a través de una sustancia, porosa o de tipo tamiz con una
tensión superficial sólido/líquido de al menos 40 mN/m, tal como
carga de basalto, algodón, tamiz de metal o resina de intercambio
iónico).
Se debe indicar que en la primera etapa
usualmente una conversión de 85 - 88% (es decir, que excede algo la
que se puede obtener en el procedimiento convencional) se puede
alcanzar, a pesar del hecho de que el exceso de alcanol, si lo hay,
no es superior al 30% con relación a la cantidad estequiométrica. De
acuerdo con las experiencias de los investigadores no se requiere un
exceso superior de alcanol.
De acuerdo con un procedimiento particularmente
preferido la transesterificación y separación de las fases polar y
apolar se realizan en un conjunto como se muestra en al figura 1,
que comprende un receptor 1 y un mezclador estático 2 más pequeño en
volumen menor que el receptor, acoplado a dicho receptor como una
desviación mediante las tuberías 3 y 4. El receptor sirve para
recibir el disolvente hidrocarburo alifático y los reactivos
requeridos para la transesterificación, o para recibir solamente el
aceite vegetal refinado y el disolvente hidrocarburo alifático (este
último es al solución más preferida), y para separar las fases polar
y apolar una de otra, mientras que la reacción de
transesterificación real tiene lugar en el mezclador estático. En el
receptor la temperatura y presión se ajustan hasta valores
ambientales, mientras que el mezclador estático se calienta se
calienta hasta la temperatura de reacción prescrita. Si es mayor que
el punto de ebullición del alcanol a presión atmosférica, la presión
que prevalece en el mezclador estático se ajusta con una unidad de
presurización (no mostrado en la figura) hasta un valor requerido
para mantener el alcanol en estado líquido. En este caso un reductor
de presión reducida (no mostrado en la figura) se instala en la
tubería 4 en un punto antes de que entre en el receptor. En el
mezclador estático la temperatura se puede ajustar hasta 60 - 140ºC
(preferiblemente hasta 95 - 115ºC), mientras que la presión se puede
ajustar hasta 1 - 40 bares (100 - 400 kPa). El aceite vegetal
refinado y el hidrocarburo alifático (preferiblemente a medida que
la fase superior obtenida en la etapa de refinación del aceite
vegetal de acuerdo con la invención) se alimentan en el receptor en
un punto mostrado por la flecha 5. Si se desea, el alcanol y el
catalizador también se puede alimentar en el receptor, sin embargo,
se prefiere más introducir el alcanol y el catalizador en un punto
mostrado por la flecha 6 en la tubería 3 que conecta e receptor con
un mezclador estático, antes de que entre en el mezclador estático.
En la transesterificación las porciones de la mezcla alimentada en
el receptor se circulan a través de la mezcla estática a una
velocidad que permite que la transesterificación proceda al menos
parcialmente en el mezclador estático. Cuando no se ha introducido
alcanol ni catalizador en el receptor, estas sustancias se
introducen en la corriente que sale del receptor en el punto
mostrado por la flecha 6. Se puede proceder de manera que una
corriente de sustancia se introduce de una manera discontinua desde
el receptor en el mezclador estático, si se requiere, el alcanol y
el catalizador se introducen en esta corriente en un punto mostrado
por la flecha 6, y después de un período apropiado de tiempo la
corriente de sustancia en el mezclador estático, que comprende
disolvente hidrocarburo alifático, alquil ésteres de ácidos grasos,
algo de aceite vegetal no transesterificado, glicerol y catalizador
y opcionalmente una pequeña cantidad de alcanol, también, se vuelve
a introducir en el receptor. Este procedimiento se comienza después
otra vez. Sin embargo, se prefiere más introducir una corriente de
sustancia continuamente desde el receptor al mezclador estático a
una velocidad que permita que la transesterificación proceda al
menos parcialmente en el mezclador estático. el término "circulado
a través del mezclador estático" abarca ambas soluciones. Si el
alcanol y catalizador se introducen en el punto mostrado por la
flecha 6, la cantidad total de alcanol requerida para la
transesterificación se introduce preferiblemente en al corriente de
sustancia por partes de manera que en la fase inicial de la
transesterificación la mezcla en el mezclador estático contiene el
alcanol solamente en una cantidad estequiométrica o menos, y la
cantidad de alcanol añadida se incrementa por encima del valor
estequiométrico solamente cuando una conversión relativamente alta
(preferiblemente por encima del 80%) ya se ha alcanzado. Esta
operación se continúa hasta que se alcanza la conversión requerida
del 95 - 98% de transesterificación.
Ya que las condiciones que prevalecen en el
receptor difieren de las que prevalecen en el mezclador estático y
la mezcla en el receptor, a partir de la que se separa rápidamente
la fase polar de glicerol, no se agita la transesterificación no
puede proceder en el receptor, o si sí, solamente muy lentamente.
Esto también significa que el glicerol, separado como una fase
distinta en el receptor, no puede reaccionar en el receptor con los
alquil ésteres de ácidos grasos una vez formados, eliminando por lo
tanto el aceite vegetal. de este modo con esta solución, como
resultado de la separación continua de glicerol, la reacción de v se
desplaza hacia la formación de los alquil ésteres requeridos, y la
conversión requerida del 95 - 98% se puede alcanzar sin detener la
transesterificación , separando las fases, y repitiendo la
transesterificación en una etapa adicional sobre la fase apolar
superior. El exceso de alcanol no significativo se requiere para
alcanzar la conversión del 95 - 98%, o bien, si el alcanol se
introduce en el mezclador estático como una corriente separada por
partes de manera que la fase inicial de transesterificación menos
que las cantidades estequiométricas se introducen y la cantidad del
alcanol añadido se incrementa solamente después de alcanzar una
conversión relativamente alta, una conversión de 95 - 98% se puede
alcanzar incluso tras usa el alcanol en una cantidad
estequiométrica. Una ventaja importante adicional de este
procedimiento es que se puede realizar en un aparato muy
sencillo.
sencillo.
Si se desea, dependiendo de la dimensión del
receptor, porciones de la fase polar separada se pueden separar del
receptor periódicamente durante la transesterificación.
Cuando la conversión del 95 - 98% requerida se
ha alcanzado, se detiene la transesterificación, la sustancia en el
receptor se deja que sedimente, y la fase polar inferior constituida
principalmente por glicerol se retira. Una porción del glicerol
retirado se puede reciclar en la etapa de refinamiento de aceite
vegetal después de mezclarla con la cantidad requerida de agua. Si
un aceite vegetal refinado de acuerdo con el procedimiento de la
invención se usa en la transesterificación, el grado de pureza de la
fase de glicerol resultante es mayor que la que se puede alcanzar
mediante el procedimiento convencional, de este modo su
procedimiento adicional es más fácil. Esto es una ventaja adicional
del procedimiento de la invención.
La fase apolar superior obtenida al final de la
transesterificación, que comprende el combustible biodiesel
requerido, se somete después a operaciones de refinamiento. Se
pueden aplicar etapas convencionales de refinamiento. El disolvente
hidrocarburo alifático también se puede retirar tras el
refinamiento. Sin embargo, en algunos casos, particularmente cuando
se han aplicado cortes del aceite mineral alifático con mayores
intervalos de ebullición, se prefiere conservar al menos una porción
del disolvente hidrocarburo alifático en el producto combustible
biodiesel, debido a que estos componentes mejoran la calidad del
combustible (por ejemplo,, incrementa su número de cetano y
disminuye su número de yodo).
Un procedimiento preferido de refinamiento se
describe más adelante.
Refinamiento de la fase apolar superior: la
pequeña cantidad de alcanol se retira por destilación, después de lo
cual la fase apolar se lava con ácido sulfúrico acuoso diluido y
después con agua, el agua introducida con estas operaciones se
retira mediante destilación extractora azeotrópica, finalmente, si
se desea, el disolvente hidrocarburo alifático o una parte del mismo
se retira por destilación. La presencia del disolvente hidrocarburo
alifático simplifica considerablemente la retirada de agua durante
el refinamiento.
Refinamiento de la fase polar inferior: El
alcanol se retira mediante destilación y el catalizador se retira
con un procedimiento que ajusta la naturaleza del catalizador
particular (el catalizador de hidróxido de potasio se puede retirar
como sulfato potásico mediante tratamiento con ácido sulfúrico).
Cuando se va a preparar glicerol puro, la fase polar se pasa después
a través de resinas de intercambio aniónico y catiónico. Si se ha
introducido agua durante el refinamiento, ésta se puede retirar más
eficazmente mediante destilación azeotrópica realizada en presencia
de disolvente hidrocarburo alifático y posteriormente la retirada
del los residuos de disolvente mediante destila-
ción.
ción.
Como es evidente a partir de lo anterior, la
presencia de disolvente hidrocarburo alifático facilita el
refinamiento, también, ya que en su presencia tanto el glicerol como
la fase apolar se pueden secar (deshidratarse) mediante destilación
atmosférica simple. El alcanol y el disolvente hidrocarburo
alifático se pueden retirar fácilmente en la operación de
refinamiento y se pueden reciclar en la etapa de
transesterificación. Las porciones de la fase polar separada se
pueden reciclar en la etapa de refinamiento de aceite vegetal de
acuerdo con la invención.
Las ventajas más importantes de acuerdo con la
invención son como sigue:
- -
- reacción de transesterificación y separación de fase procede rápidamente;
- -
- la cantidad de alcanol requerida para la transesterificación se puede reducir considerablemente;
- -
- se requieren aparatos sencillos;
- -
- la conversión requerida del 95 - 98% también se puede alcanzar sin una parada intermitente de transesterificación, separando las fases, y realizando una transesterificación repetida;
- -
- el refinamiento del producto final es más sencillo;
- -
- el disolvente y los reactivos que no han reaccionado se pueden recuperar fácilmente y se pueden reciclar;
- -
- un combustible biodiesel con una calidad igual se puede producir;
- -
- el uso de disolventes hidrocarburos alifáticos seleccionado apropiadamente, se pueden introducir simultáneamente aditivos de mejora de calidad en el producto biodiesel.
Los detalles adicionales de la invención se
muestran mediante la ayuda de los siguientes ejemplos no
limitantes.
Ejemplo
1
400 ml de aceite de girasol prensado en frío
(viscosidad cinemática a 40ºC; 32 mm^{2}/s; número ácido: 1,2 mg
KOH/g), 175 ml de fracción hidrocarburo alifático obtenida en
destilación de aceite mineral (intervalo de ebullición: 75 - 95ºC;
cantidad de compuestos aromáticos menos que 1%), y una mezcla de 40
ml de glicerol y 5 ml de agua se introdujeron en un recipiente
equipado con un agitador, y el contenido del recipiente se agitó
durante 20 minutos a una velocidad de 150 rpm. Se detuvo la
agitación y el contenido del recipiente se dejó en reposo durante 30
minutos. La fase polar inferior separada, que comprende el glicerol,
el agua y todas las impurezas retiradas por ellas, se retiró a
través de una unidad de descarga ajustada al fondo del recipiente, y
la fase apolar superior, que comprende el 96% del aceite vegetal
introducido y disolvente hidrocarburo alifático, se cargó en un
matraz de cuatro bocas equipado con un agitador, un condensador de
reflujo, un termómetro y un embudo de adición. La muestra se recogió
de la fase apolar superior para análisis, y se retiró el disolvente.
De acuerdo con los resultados la viscosidad cinemática del aceite
vegetal sin disolvente refinado disminuyó hasta 24 mm^{2}/s
(medida a 40ºC); su número ácido disminuyó hasta 0,1 mg de
KOH/g.
En un matraz separado se disolvieron 2 g de
hidróxido potásico en 125 ml de metanol, y una parte de 75 ml de la
solución resultante se cargó en el embudo de adición. La sustancia
cargada en el matraz de cuatro bocas se calentó hasta una
temperatura de aproximadamente 60ºC bajo agitación a una velocidad
de 120 rpm, y después la solución en metanol de hidróxido de potasio
se añadió gota a gota. El progreso de transesterificación se acopló
con un ligero incremento de temperatura. Cuando la adición de la
solución de metanol se había completado (que requiere 10 minutos) la
temperatura de la mezcla de reacción se incrementó hasta 68ºC; de
este modo la reacción alcanzó el equilibrio dentro de 10 minutos.
Se desconectó el calentamiento, y la mezcla de reacción, enfriada
hasta 50ºC, se cargó en un embudo de separación. La fase polar
inferior se separó completamente de la fase apolar superior en 12
minutos. La fase polar inferior que comprende glicerol se reservó, y
la fase apolar superior se volvió a cargar en el matraz de cuatro
bocas. El resto de la solución de metanol de carbonato de potasio
(50 ml) se cargó en el embudo de adición, y la transesterificación
de la fase apolar se continuó como se ha descrito anteriormente. La
transesterificación completa se alcanzo en 7 minutos. El contenido
del matraz de cargó en un embudo de separación, y las fases se dejó
que se separaran a temperatura ambiente. La separación completa de
las fases requería 120
minutos.
minutos.
Después de ambas etapas de transesterificación
se tomaron muestras de la fase apolar superior, el disolvente
hidrocarburo alifático se retiró de las muestras mediante
destilación, y después se analizaron las muestras (denominada
"fase biodiesel" en la tabla 1). Los resultados se indican en
la tabla 1, donde los datos respectivos del aceite de girasol de
partida y del aceite de girasol refinado también se proporcionan
para propósitos de comparación.
Aceite de girasol | Aceite de girasol | Fase biodiesel | |
de partida | refinado | ||
Conversión | Etapa 1: 88,8% | ||
Etapa 2: 97,9% | |||
Viscosidad a | 32 | 24,1 | Etapa 1: 6,16 |
40ºC, mm^{2}/s | Etapa 2: 4,57 | ||
Número ácido, | 1,18 | 0,1 | Etapa 1: 0,2 |
mg de KOH/g | Etapa 2: 0,2 | ||
Densidad a 20ºC, | Etapa 1: 0,892 | ||
g/cm^{3} | 0,921 | 0,907 | Etapa 2: 0,881 |
Ejemplo
2
El procedimiento del ejemplo 1 se siguió con la
diferencia de que después de ambas etapas de transesterificación la
mezcla bifásica se pasó a través de 15 g de una resina de
intercambio aniónico con el fin de acelerar la separación de fases.
De este modo el tiempo requerido para la separación completa de las
fases (indicada por la transparencia total de la fase superior)
disminuyó para la etapa 1 hasta 8 minutos y para la etapa 2 hasta 48
minutos. Tras esta operación el número ácido de la fase biodiesel
también disminuyó hasta 0,1 mg de KOH/g. La viscosidad cinemática
obtenida en la etapa 2 era 4,46 mm^{2}/s (medida a 40ºC), su
densidad era 0,880 g/cm^{3} (medida a 20ºC), que, comparada con
los datos respectivos de la tabla 1, indica que, con relación a las
características decisivas de los aspectos de la capacidad de
utilización, el fuel biodiesel se puede preparar mediante el
procedimiento de la invención con calidad estable.
Ejemplo
3
Cada una de las perforaciones formadas en el
fondo y en la mitad de la pared lateral del matraz de 2 litros de
capacidad de tres bocas y las tuberías para el suministro de
material, equipado con una válvula de cierre, que se ajustaron a
las perforaciones individuales. Un matraz colector se colocó por
debajo de la tubería ajustada a la perforación sobre el fondo. un
tubo equipado con una camisa de calentamiento se acopló a través de
una bomba centrífuga a la tubería ajustada a la perforación sobre la
pared lateral, y el tubo se cargó con 25 g de resina de intercambio
aniónico. Una tubería se acopló al extremo superior del tubo, que se
conectó a uno de los cuellos del matraz. De este modo, se formó el
ensamblaje mostrado en la figura 1 que comprende un receptor y un
mezclador estático conectado a él como una desviación. El matraz se
equipó con un termómetro y un condensador de reflujo. 1100 ml de
una mezcla de aceite de girasol refinado y disolvente hidrocarburo
alifático, obtenido como se ha descrito en el ejemplo 1, y una
solución de 4 g de hidróxido de potasio en 250 ml de metanol se
cargaron en el matraz. Se obtuvo un líquido monofásico completamente
homogéneo. Se circuló agua calentada hasta 75ºC en la camisa de
calentamiento del mezclador estático 8 es decir del tubo cargado con
resina de intercambio aniónico), pero el propio matraz no se
calentó. El contenido del matraz se circuló a través del mezclador
estático a una velocidad de 50 l/minuto con la bomba centrífuga.
Tras el efecto de la corriente de sustancia recirculada en el
matraz la temperatura en el matraz comenzó a elevarse. Cuando al
temperatura alcanzó aproximadamente 45ºC, la separación de una fase
polar inferior era ya bien observable. Cuando al temperatura en el
matraz alcanzó 65ºC, al válvula de cierre unida a la perforación
inferior se abrió, una parte de la fase polar separada se retiró, y
la fase polar separada se retiró adicionalmente a una velocidad de
su formación ajustando apropiadamente la válvula de cierre. El
estado estable, indicó por eso que no se separaba más fase polar, se
alcanzó en 37 minutos. Después de este tiempo la válvula de cierre
inferior se cerró, la circulación a través del mezclador estático
se continuó durante 10 minutos adicionales, después se detuvo la
circulación, el contenido del matraz se dejó enfriar hasta
temperatura ambiente, y a partir de ese tiempo se dejó reposar a
temperatura ambiente durante 1 hora. Después la fase polar inferior
se retiró a través de la válvula de cierre inferior, y el disolvente
se retiró de la fase polar inferior que permaneció en el matraz. El
combustible biodiesel se obtuvo con una conversión de 96%. Las
características de calidad de producto eran como sigue: viscosidad
cinemática a 40ºC: 4,36 mm^{2}/s; densidad a 20ºC: 0,876
g/cm^{3}; número ácido: 0,17 mg de KOH/g.
Ejemplo
4
Se siguió el procedimiento del ejemplo 3 con la
diferencia de que el hidróxido potásico usado como catalizador se
reemplazó por una cantidad equivalente de hidróxido sódico. Bajo
estas condiciones el estado estable de alcanzo en 52 minutos, y el
período requerido de reposo para la separación completa de fases se
alcanzó entre 1 hora y 1,7 horas. El combustible biodiesel se obtuvo
con una conversión de 96%. Las características del producto eran
como sigue: viscosidad cinemática a 40ºC: 4,54 mm^{2}/s; densidad
a 20ºC: 0,884 g/cm^{3}; número ácido: 0,25 mg de KOH/g.
Ejemplo
5
Se siguió el procedimiento del ejemplo 3 con la
diferencia de que se cargó el Blaugel ® (un gel de sílice que indica
la saturación de agua por un cambio de color) se cargó en el reactor
estático como empaquetadura en lugar de la resina de intercambio
aniónico. Bajo tales condiciones el estado estable de alcanzo en 41
minutos, y las dos fases, como en el ejemplo 3, totalmente separadas
después de reposo a temperatura ambiente durante 1 hora. El
combustible biodiesel se obtuvo con una conversión de 95%. Las
características del producto eran como sigue: viscosidad cinemática
a 40ºC: 4,49 mm^{2}/s; densidad a 20ºC: 0,880 g/cm^{3}; número
ácido: 0,18 mg de KOH/g.
Ejemplo
6
Se siguió el procedimiento del ejemplo 3 con la
diferencia de que se usó un matraz de cuatro bocas, y se ajustó un
embudo de adición a una de las nocas. No se cargó solución en
metanol de hidróxido potásico en el matraz, sino una solución de 4,8
g de hidróxido potásico en 300 ml de metanol se introdujo a través
del embudo de adición en 10 porciones iguales. La fase polar
separada se retiró antes de introducir las porciones de solución
individual. El tiempo correcto de retirada de la fase polar se
determinó mediante la entrada del estado estable (no se separa más
glicerol). El combustible biodiesel se obtuvo con una conversión de
98%. Las características del producto eran como sigue: viscosidad
cinemática a 40ºC: 4,38 mm^{2}/s; densidad a 20ºC: 0,879
g/cm^{3}; número ácido: 0,14 mg de KOH/g.
Ejemplo
7
Se siguió el procedimiento del ejemplo 1 con la
diferencia de que se realizó la transesterificación en un reactor
presurizado a 114ºC a presión de 24 bares (2400 kPa). La porción de
75 ml de los 125 ml de solución en metanol de hidróxido potásico se
cargó directamente en el reactor. La mezcla de reacción se agitó con
un agitador magnético. Después de alcanzar la temperatura requerida
la mezcla se agitó durante 10 minutos, la agitación se detuvo
después, la temperatura del reactor se redujo hasta 50ºC y al
presión se redujo hasta atmosférica, y el contenido del reactor se
cargó en un embudo de separación. Se observó una inmediata
separación completa de fase, que indica que el tiempo transcurrido
después de parar la agitación (aproximadamente 5 - 10 minutos) era
suficiente para alcanzar la completa separación de fases. La
conversión de la transesterificación (medida en la fase superior
apolar después de la retirada del disolvente) era 92%. Las
característica de la sustancia eran como sigue: viscosidad
cinemática a 40ºC: 5,87 mm^{2}/s; número ácido: 0,29 mg de
KOH/g.
Tras someter la fase apolar superior a
transesterificación superior el combustible biodiesel se obtuvo con
una conversión de 98%. Las características del producto eran como
sigue: viscosidad cinemática a 40ºC: 4,38 mm^{2}/s; densidad a
20ºC: 0,879 g/cm^{3}; número ácido: 0,14 mg de KOH/g.
Ejemplo
8
Se (hasta aproximadamente 3%. Se refinaron 400
ml del filtrado resultante (viscosidad cinemática a 40ºC: 39,8
mm^{2}/s; número ácido: 3,55 mg de KOH/g) como se ha descrito en
la primera parte del ejemplo 1. La muestra se recogió de la fase
apolar superior obtenida en la etapa de refinamiento, y el
disolvente hidrocarburo alifático se retiró de la muestra. La
viscosidad cinemática de del aceite vegetal refinado resultante
disminuyó hasta 25,6 mm^{2}/s (medida a 40ºC), su número ácido
disminuyó hasta 0,38 mg de KOH/g. No se obtuvo ningún residuo de
filtración tras al filtración del aceite vegetal refinado.
Después del procedimiento de transesterificación
de dos etapas descrito en el ejemplo1 se repitió con la fase apolar
superior obtenida en la etapa de refinamiento. La conversión
alcanzada en al segunda etapa de transesterificación era 96%. Las
características del producto eran como sigue: viscosidad cinemática
a 40ºC: 4,66 mm^{2}/s; densidad a 20ºC: 0,881 g/cm^{3}; número
ácido: 0,1 mg de KOH/g.
Claims (11)
1. Un procedimiento para
producir un combustible de calidad diesel de origen vegetal mediante
transesterificación de un aceite vegetal refinado en una fase
homogénea con un alcanol C1 - C4 en presencia de un líquido orgánico
y de un catalizador bajo la formación de una fase polar y una fase
apolar a medida que procede la transesterificación, retirando de la
fase polar que comprende el subproducto glicerol, y someter la fase
apolar que comprende el combustible a un procedimiento de
refinamiento, caracterizado porque el alcanol C1 - C4 se usa
en cantidad estequiométrica o en exceso que no excede del 30% de la
estequiométrica, un disolvente hidrocarburo alifático con un punto
de ebullición de 40 - 200ºC se usa como líquido orgánico en una
cantidad de al menos 0,2 partes por volumen con relación al volumen
unitario del aceite vegetal refinado, la fase polar y la fase apolar
de la mezcla resultante se separan, si es necesario, la fase apolar
que también comprende aceite vegetal no transesterificado además del
disolvente hidrocarburo alifático y producto transesterificado,
obtenido después de retirar la fase polar separada que comprende el
subproducto glicerol, se hace reaccionar en una etapa adicional con
un alcanol C1 - C4 en presencia de un catalizador hasta que se
alcanza una conversión de transesterificación de 95 - 98%, la fase
polar separada que comprende el subproducto glicerol se retira, y la
fase apolar que comprende el combustible se refina en la que, si se
desea, al menos una porción del disolvente hidrocarburo alifático
está retenida por el producto.
2. Un procedimiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque 0,3 - 1 partes por
volumen de disolvente hidrocarburo alifático se usa por volumen
unitario de aceite vegetal refinado.
3. Un procedimiento según la
reivindicación 2, caracterizado porque 0,4 - 0,7 partes por
volumen de disolvente hidrocarburo alifático se usa por volumen
unitario de aceite vegetal refinado.
4. Un procedimiento según
cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado
porque una sustancia con un punto de ebullición de 60 - 180ºC de una
mezcla de tales sustancias se usa como disolvente hidrocarburo
alifático.
5. Un procedimiento según
cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, caracterizado
porque un corte de aceite de bajo contenido aromático con un
intervalo de punto de ebullición de 60 - 100ºC, 100 - 140ºC o 140 -
180ºC se usa como disolvente hidrocarburo alifático.
6. Un procedimiento según
cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, caracterizado
porque la transesterificación se realiza a una temperatura de 60 -
140ºC, preferiblemente 95 - 115ºC, a una presión suficiente para
mantener el alcanol C1 - C4 en estado líquido.
7. Un procedimiento según
cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, caracterizado
porque se usa metanol como alcanol C1 - C4.
8. Un procedimiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque una fase apolar
superior obtenida mezclando cuidadosamente el volumen unitario de un
aceite vegetal no refinado con al menos 0,2 partes por volumen,
preferiblemente 0,2 - 1,5, más preferiblemente 0,3 - 1,
particularmente preferiblemente 0,4 - 0,7 partes por volumen, de un
disolvente hidrocarburo alifático con un punto de ebullición de 40 -
200ºC y con 0,07 - 0,2 partes por volumen, preferiblemente 0,09 -
0,15 partes por volumen, de glicerol acuoso que comprende 5 - 40%
por volumen, preferiblemente 10 - 20% por volumen, de agua, que
permite que la mezcla sedimente para formar una fase polar inferior
y una fase apolar superior y retirando dicha fase apolar inferior
como aceite vegetal refinado y disolvente hidrocarburo
alifático.
9. Un procedimiento según
cualquiera de las reivindicaciones 1 - 8, caracterizado
porque la transesterificación y retirada de la fase polar que
comprende el subproducto glicerol se realiza en un conjunto que
comprende un receptor y un mezclador estático acoplado a dicho
receptor con tuberías como una desviación, de manera que el receptor
se mantiene a temperatura y presión ambiente, la temperatura y
presión que prevalece en el mezclador estático se ajustan a las
requeridas para la reacción de transesterificación, el aceite
vegetal refinado y el disolvente hidrocarburo alifático,
opcionalmente además también el alcanol C1 - C4 y el catalizador se
introducen en el receptor, las partes del contenido del receptor se
circulan a través del mezclador estático a una velocidad que permite
la transesterificación proceda al menos parcialmente en el mezclador
estático, por lo cual, cuando no se han introducido alcanol C1 - C4
ni catalizador en el receptor, estas sustancias se introducen en la
corriente de salida del receptor antes de entrar en el mezclador
estático, esta operación se continúa hasta que se alcanza una
conversión de 95 - 98% de transesterificación, después se detiene la
circulación, y la fase polar separada en el fondo del receptor se
retira.
10. Un procedimiento según la
reivindicación 9, caracterizado porque porciones de la fase
polar separada en el fondo del receptor también se separan durante
la circulación.
11. Un procedimiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque el agua que se ha
introducido en la fase apolar con las operaciones de refinamiento se
retira sometiendo la fase apolar a destilación azeotrópica en
presencia del disolvente hidrocarburo alifático.
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