ES2556788T3 - Un proceso para la esterificación autocatalítica de ácidos grasos - Google Patents

Un proceso para la esterificación autocatalítica de ácidos grasos Download PDF

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Abstract

Un proceso para el aislamiento de micronutrientes de un destilado de desodorización que comprende ácidos grasos libres, comprendiendo el proceso las siguientes etapas: (i) tratamiento del destilado de desodorización en una etapa de esterificación con glicerol, etapa de esterificación que se autocataliza, produciendo una materia prima de acilglicéridos y descargando el exceso de glicerol y de agua producida; (ii) transferencia de la materia prima de acilglicéridos que tiene un contenido acuoso inferior a 1500 ppm y un contenido de ácidos grasos libres inferior al 3 % en peso a una etapa de transesterificación y tratamiento de la materia prima de acilglicéridos con metanol para producir un producto biodiesel crudo; y (iii) refinado del producto biodiesel crudo en una etapa de destilación, y separación del producto biodiesel crudo en tres fracciones 1) ésteres metílicos de ácidos grasos, 2) producto rico en micronutrientes que comprende tocoferol y 3) hidrocarburos ligeros.

Description

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La Figura 2 muestra la etapa de esterificación con glicerol. En la etapa de esterificación con glicerol se combinan una materia prima rica en FFA y glicerol para formar una combinación de materias primas. Después, la combinación de materias primas se economiza para utilizar el calor sensible de los efluentes procedentes del reactor de esterificación con glicerol. En un calentador final, la combinación de materias primas se llevó a las temperaturas de
5 reacción. De acuerdo con una alternativa, las temperaturas de reacción pueden ser menores al comienzo de la reacción y mayores al final. De esta forma, se minimizan tanto el deterioro de los micronutrientes como la coevaporación del glicerol.
Mediante la esterificación con glicerol, que podría ser reversible, los FFA reaccionan con glicerol y forman una mezcla de agua y de tri-, di-y monoacilglicéridos. Estos glicéridos suelen abreviarse como TAG, DAG, MAG. El producto de la etapa de esterificación con glicerol (i), es decir, la combinación de materias primas de acilglicéridos, se transfiere adecuadamente como materia prima a la etapa de transesterificación (ii) posterior. La reacción de esterificación se lleva a cabo adecuadamente al vacío. El vacío permite que el agua y otros volátiles, tales como la infiltración o entradas de aire, que de otra manera podrían deteriorar los micronutrientes, escapen del entorno de la
15 reacción y, por lo tanto, mejora la conversión en el equilibrio alcanzable mediante la extracción de un producto. En la corriente de vapor del reactor habrá algo de glicerol coevaporado. De acuerdo con una realización de la invención, se puede incluir una fase de condensación para condensar preferentemente el glicerol, y recuperar este glicerol en lugar de que el glicerol escape al sistema de vacío para terminar en los efluentes de la planta.
La reacción transcurre en ausencia de un catalizador externo, es decir, como una reacción autocatalítica donde la acidez de Brönsted de los ácidos grasos actúa como catalizador.
Tras economizar con la alimentación entrante, los efluentes del reactor entran en una fase de separación líquidolíquido, separando el aceite producido de la fase de glicerol. Opcionalmente, parte del glicerol puede reciclarse en la
25 fase de esterificación con glicerol, por ejemplo, si esto pudiera aumentar la reutilización de un catalizador preferentemente soluble en la fase de glicerol.
El proceso de esterificación con glicerol comprende que la materia prima precalentada, homogenizada, que tiene una temperatura en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 90 ºC, entre en la planta a través de un tanque de alimentación o desde el depósito. El aceite de alimentación se bombea a un caudal deseado mediante una bomba de alimentación a través de un filtro de malla. El glicerol se inyecta a una velocidad controlada mediante una o dos bombas. La mezcla se pone profundamente en contacto con el aceite en un mezclador o una batidora. Después, la mezcla se calienta a una temperatura alrededor de aproximadamente 160 ºC en uno o dos economizadores antes de pulverizarse a través de boquillas atomizadoras en al menos un reactor.
35 En los reactores, la mezcla se hace circular mediante bombas a lo largo de los intercambiadores de calor, donde la mezcla puede calentarse con aceite térmico a la temperatura de reacción en el intervalo de 140 a aproximadamente 200 ºC. De acuerdo con una alternativa, la mezcla puede calentarse en el intervalo de aproximadamente 160 a aproximadamente 200 ºC. De acuerdo con otra alternativa, la mezcla puede calentarse en el intervalo de aproximadamente 160 a aproximadamente 200 ºC.
Durante la reacción, los FFA se convierten en glicéridos:
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45 La conversión de los ácidos grasos libres (FFA) a monoglicéridos (MAG), diglicéridos (DAG) y triglicéridos (TAG) se lleva a cabo usando glicerol en presencia de calor y dando como resultado la producción de agua (H2O). El agua producida se succiona mediante de sistemas de vacío. Los sistemas de vacío comprenden un condensador, un separador de vapor/líquido, una bomba de vacío y una bomba de agua residual. Los reactores para la conversión podrían llevarse a cabo en un reactor de tanque equipado con agitadores para acelerar el proceso de esterificación mediante el aumento del número de gotas de líquido y, de esta manera, aumentar el área de contacto de los reactivos, pero también son posibles otros tipos de reactores tales como reactores de placa y reactores tubulares. La reacción podría ser por lotes, pero también es posible una reacción continua. En el caso de una reacción continua, la reacción se lleva a cabo después en un reactor de placa o en un reactor tubular.
55 Después de un tiempo de reacción predefinido, el lote o la materia prima pueden bombearse desde el reactor a un tanque cisterna. Desde el tanque cisterna, una bomba puede transferir la materia prima a través de los economizadores, donde el aceite reaccionado se enfría mientras se calienta el aceite de alimentación. La materia prima enfriada puede transferirse a un tanque de sedimentación.
La fase superior de la materia prima, que contiene el aceite esterificado, puede transferirse mediante una bomba a un tanque de almacenamiento.
El exceso de glicerol puede descargarse desde el fondo del tanque de sedimentación y transferirse mediante una 65 bomba al tanque de almacenamiento de glicerol. El tanque de sedimentación puede equiparse con unos sensores
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Claims (1)

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