ES2277727B1 - Transesterificacion de trigliceridos mediante nuevos sistemas cataliticos. - Google Patents
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Abstract
Transesterificación de triglicéridos mediante nuevos sistemas catalíticos. Invención sobre obtención de esteres, preferentemente aquílicos, partiendo de un TRIGLICERIDO, preferentemente vegetal, utilizando como catalizadores de TRANSESTERIFICACION, OXIDOS, HIDROXIDOS, HIDRATOS, GLICERILATOS de metales SODIO-POTASIO-BARIO-ESTRONCIO-, opcionalmente conjuntamente con ZEOLITA SINTÉTICA, preferentemente deshidratada, y utilizando como neutralizante del catalizador alcalino, ácido acético glacial como preferente y como neutralizante del catalizador alcalino-terreo ANHIDRIDO CARBÓNICO preferentemente, obteniéndose una glicerina bruta de alta riqueza exenta de sales metálicas. El procedimiento general de la obtención de un ESTER ALQUILICO consiste en someter en reacción a reflujo una mezcla de: 1 mol de TRIGLICERIDO; 3 a 8 moles de ALCOHOL; 0,1 a 1% en PESO sobre TRIGLICERIDO, del catalizador objeto de invención; 0 a 2% en PESO sobre TRIGLICERIDO de ZEOLITA SINTETICA, tanto natural como deshidratada a igual o menos 400º centígrados. Finalizada la reacción, neutralizar el catalizador mediante ACIDO ACETICO GLACIAL y/o ANHIDRIDO CARBÓNICO. La ZEOLITA SINTETICA es el producto WESSALlTH-P (DEGUSSA), se formula: (SiO{sub,2}){sub,12} (A{sub,12}O{sub,3}){sub,6}(Na{sub,2}O)6.27H{sub,2}O.
Description
Transesterificación de triglicéridos mediante
nuevos sistemas catalíticos.
La presente invención concierne a la utilización
de catalizadores a base de glicerilatos de metales alcalinos o
alcalinotérreos, solos o acompañados de una Zeolita sintética
deshidratada en la reacción de transesterificación de triglicéridos
por alcohólisis en medio básico, utilizando preferentemente ácido
acético glacial o anhídrido carbónico para la neutralización del
catalizador.
El proceso de transesterificación de
triglicéridos en medio básico consiste en hacer reaccionar las
mezclas de triglicéridos contenidas en las grasas, sean aceites de
origen vegetal o los sebos de origen animal, con alcoholes,
normalmente en reactores con agitación y a la temperatura de
ebullición de los alcoholes forzando el reflujo de los vapores. Se
trabaja en medio básico utilizando diversos productos como
catalizadores.
En la tercera edición de ORGANIC CHEMISTRY de
Fieser & Fieser del año 1956 se describe la alcoholisis o
transesterificación de los triglicéridos en medio ácido.
La transesterificación en medio ácido es muy
lenta a presión atmosférica y a temperaturas moderadas por lo que
se requiere de altas presiones y temperaturas para su aceleración.
Esto hace que se deban utilizar materiales muy especiales y que la
vida de los equipos productivos sea corta.
La transesterificación en medio básico es mucho
más rápida y se produce a temperatura ambiente. Normalmente se
trabaja con agitación, con exceso de alcohol y a la temperatura de
ebullición del mismo forzando el reflujo. En el Boletim de Pesquisa
N°8 de enero de 1984 del Centro de Tecnología Agrícola e Alimentar
de Río de Janeiro, se estudia el comportamiento de la sosa y la
potasa como catalizadores en la transesterificación de diversos
aceites.
La utilización de hidróxidos como catalizadores
trae consigo la aparición de una molécula de agua cuando se
neutralizan. En la aplicación de los ésteres como carburantes la
presencia de agua es muy negativa, por lo que se requiere su
eliminación que es bastante costosa. El uso de Zeolitas puede ser
interesante en este tema.
En la reunión de la ASAE (American Society of
Agricultural and Biological Engineers) en Fargo 1984 P.F.Kusy
expuso en su conferencia "Transesterification of Vegetable Oils
for Fuels" la posibilidad de utilizar los metilatos de sodio y
de potasio como catalizadores con unos rendimientos muy
interesantes.
La utilización de metilatos tiene la ventaja de
que al neutralizarse forman metanol en lugar de agua lo que ahorra
la difícil eliminación de esta.
También se han ensayado catalizadores
heterogéneos como se describe en la publicación "Rapeseed Oil
Transesterification By Heterogeneous Catálisis" de G.R. Peterson
y W.P. Scarrah publicada en el JAOCS del 10 de octubre de 1984.
En la reacción de transesterificación:
se produce glicerina en un 10%
aproximadamente sobre el aceite utilizado. La glicerina que se
obtiene está contaminada por todas las impurezas de la grasa, las
sales metálicas, el metanol y a veces el agua. Esta contaminación es
perjudicial para sus múltiples aplicaciones industriales y exige un
proceso de refinado que puede resultar tan costoso que la convierta
en un residuo a reciclar con el consiguiente
costo.
La invención que se propone consiste en la
utilización de glicerilatos de metales alcalinos o alcalinoterreos
como catalizadores de transesterificación en medio básico.
Los glicerilatos son sales de la glicerina de
fórmula: C_{3}H_{5}(OH)_{2}ONa;
C_{3}H_{5}(OH)_{2}OK;
C_{3}H_{5}(OH)O_{2} Ba;
C_{3}H_{5}(OH)O_{2} Sr.
El uso de glicerilatos tiene la ventaja
substancial de que al neutralizarse forman una sal metálica y
glicerina en lugar de agua. Cuando los glicerilatos son de metales
alcalinoterreos la sal que se produce es insoluble en glicerina y se
separa por filtración.
En un matraz aforado con agitación al que se le
ha adaptado un destilador, se puso a calentar durante 90 min. una
mezcla de:
- \bullet
- 100 gr. de aceite de colza
- \bullet
- 22 gr. de metanol
- \bullet
- 0,35 gr. de sosa cáustica al 97% en Na(OH)
Se alcanzó una temperatura de 64°C. Una vez
transcurrido el tiempo indicado se añadió ácido acético glacial
hasta pH 7. Se paró la agitación y se dejó enfriar durante 3 horas,
al cabo de las cuales se habían separado dos fases muy
diferenciadas. La fase inferior glicerinosa se retiró y a la fase
superior se aplicó vacío calentando con agitación hasta que se
eliminó el exceso de metanol.
El producto obtenido contenía un 95,3% de
éster metílico
\vskip1.000000\baselineskip
A la mezcla reactiva del ejemplo 1 se le añadió
un gr de Zeolita sin deshidratar
\vskip1.000000\baselineskip
A la mezcla reactiva del ejemplo 1 se le añadió
1 gr de Zeolita previamente deshidratada durante 1 hora a
400°C.
\vskip1.000000\baselineskip
En el ejemplo 1 se substituye la sosa cáustica
por 0,9 gr de glicerilato monosódico de fórmula
C_{3}H_{5}(OH)_{2}ONa
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepara una mezcla reactiva compuesta
por:
- \bullet
- 100 gr de aceite de colza
- \bullet
- 22 gr de metanol
- \bullet
- 0,6 gr de barita (Ba(OH)_{2}.H_{2}O)
Se hace reaccionar a reflujo durante 90 min. Y
se neutraliza hasta pH 7 con una corriente de CO_{2}
\newpage
A la mezcla del ejemplo 5 se le añade 1 gr de
zeolita.
\vskip1.000000\baselineskip
A la mezcla del ejemplo 5 se le adiciona 1 gr de
zeolita deshidratada 1 hora a 400°C.
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepara una mezcla con:
- \bullet
- 100 gr de aceite de colza
- \bullet
- 22 gr de metanol
- \bullet
- 0,72 gr de glicerilato de bario de fórmula:
Se somete a reflujo 90 min.
Se neutraliza hasta pH 7 con CO_{2}
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepara una mezcla con:
- \bullet
- 100 gr de aceite de colza
- \bullet
- 18,4 gr de metanol
- \bullet
- 0,72 gr de glicerilato de bario
Se somete a reflujo durante 90 min.
Se neutraliza con CO_{2}
De los ejemplos expuestos se puede deducir:
- 1.
- Que cuando se utilizan óxidos, hidróxidos o hidratos de Na-K-Ca-Ba, la presencia de zeolita, sobre todo si se ha deshidratado, mejora substancialmente los rendimientos
- 2.
- Que cuando se utilizan glicerilatos, la presencia de zeolitas no mejora los resultados y se puede reducir la proporción metanol/aceite.
Claims (12)
1. Procedimiento de transesterificación de
triglicéridos caracterizado por utilizar glicerilatos de
metales alcalinos y alcalinotérreos como catalizadores.
2. Procedimiento, según reivindicación 1 donde
los triglicéridos son de origen vegetal o animal.
3. Procedimiento, según reivindicaciones 1 y 2,
donde los triglicéridos provienen de los aceites de colza, girasol,
soja, palma o maíz.
4. Procedimiento, según la reivindicación 1
donde los alcoholes preferentes son el metanol y el etanol.
5. Procedimiento, según reivindicaciones 1, 2, 3
y 4 donde el catalizador consiste en un glicerilato alcalino o
alcalinotérreo en una concentración del 0,1 al 1% en peso sobre
triglicéridos.
6. Procedimiento, según reivindicación 7 donde
el glicerilato es:
CH_{2}(OH)-CH(OH)-
CH_{2}-O-Na ó
CH_{2}(OH)-CH(OH)-
CH_{2}-O-K
7. Procedimiento, según reivindicación 7 donde
el glicerilato es:
8. Procedimiento, según las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque la relación molar
alcohol/triglicéri-
dos es de 3 a 8.
dos es de 3 a 8.
9. Procedimiento según reivindicaciones
anteriores donde el tiempo de reacción a reflujo es de 15 a 90
minutos.
10. Procedimiento, según las reivindicaciones
anteriores caracterizado por usar como neutralizante el
ácido acético glacial.
11. Procedimiento, según las reivindicaciones
anteriores caracterizado por usar domo neutralizante el
CO_{2}.
12. Procedimiento de transesterificación de
triglicéridos utilizando como catalizadores glicerilatos de metales
alcalinos o alcalinoterreos, según se describe en la presente
memoria, ejemplos y reivindicaciones.
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2005
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2277727A1 (es) | 2007-07-16 |
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