ES2950637T3 - Procedimiento y aparato para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos a lo largo de un proceso no catalítico - Google Patents

Procedimiento y aparato para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos a lo largo de un proceso no catalítico Download PDF

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Abstract

Un proceso autocatalítico para la producción de ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90% que comprende múltiples reacciones de hidrólisis en serie, en condiciones puramente térmicas, con separación intermedia de fases después de cada reacción de hidrólisis y antes de la posterior, operando en exceso. de agua, para separar las fases metanol/agua de la fase de equilibrio y favorecer la formación del producto de ácidos grasos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y aparato para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos a lo largo de un proceso no catalítico Campo de la invención
[0001] La presente invención se refiere a un proceso autocatalítico y al uso de un aparato para producir, de una manera sencilla y económica, ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos, con una conversión global superior al 90 %, donde se lleva a cabo una reacción de hidrólisis de ésteres metílicos, en condiciones puramente térmicas, sin catalizador, en etapas con el fin de superar los límites de reacción de equilibrio debidos a la solubilidad del metanol producido en ambas fases líquidas, es decir, ésteres metílicos y fases acuosas, usando un conjunto de varios reactores en serie, con cada etapa seguida inmediatamente por un separador de fases líquido/vapor.
[0002] Según la invención, los ésteres metílicos de ácidos grasos son una mezcla de ésteres metílicos C6-C18.
[0003] La unidad de reacción múltiple funciona con el concepto de haber integrado con la unidad de proceso de reacción una columna de rectificación de metanol para producir metanol puro y recuperar el exceso de agua que se recirculará de vuelta a la unidad de reacción.
[0004] Un sistema de columna o columnas de destilación también se integra en el proceso de producción global para separar ácidos grasos con la pureza requerida por encima del 99 % en peso y para recuperar y reciclar los ésteres metílicos sin reaccionar de vuelta a la unidad de reacción de hidrólisis.
Antecedentes de la invención
Procedimientos de producción de ácidos grasos a partir de ésteres metílicos
[0005] La bibliografía informa de varios procedimientos y procesos para la producción de ácidos grasos a partir de ésteres metílicos. Hoy en día, ninguno de ellos se ha establecido como una práctica industrial. A continuación se presentan y describen brevemente algunos procesos conocidos.
Saponificación / Acidificación
[0006] El éster metílico de partida se puede someter a saponificación con una base (es decir, NaOH) y después, la sal resultante se puede acidificar con un ácido (es decir, H2SO4) para obtener el ácido graso, como se ve en las reacciones 1.1 y 1.2.
[0007] El producto final se obtiene después del lavado, secado y destilación de la mezcla de reacción en bruto.
Figure imgf000002_0001
[0008] Las desventajas de este proceso incluyen el alto coste del proceso de producción y la presencia de productos intermedios de reacción, tales como jabones, que deben eliminarse de la corriente principal del proceso. Hidrólisis alcalina
[0009] En este proceso, los ésteres metílicos se descomponen en ácidos grasos y metanol a altas temperaturas y presiones usando un catalizador básico. En la reacción es la formación de jabón que actúa como un emulsionante para promover el contacto entre las fases.
Figure imgf000003_0001
[0010] Las desventajas de este proceso se deben a la formación de espumas y a la necesidad de separar y purificar el producto final del catalizador.
Hidrólisis enzimática
[0011] La hidrólisis de ésteres puede ser promovida por enzimas. Estas actúan como catalizadores llevando a emulsión e hidrolizando los reactivos. La ventaja de este proceso es que funciona a bajas temperaturas y produce ácidos grasos de color claro, la desventaja sin embargo viene dada por el hecho de que la hidrólisis permanece incompleta, requiere largos tiempos de reacción y la elección de las enzimas a usar es una etapa crítica en el desarrollo de este tipo de proceso.
Hidrólisis no catalítica
[0012] Conceptualmente, los ésteres se pueden hidrolizar sin catálisis a alta presión y altas temperaturas (por ejemplo, 4,927655 MPa (700 psig), correspondiente a 48 barg, y 250 °C) . Este proceso tiene la ventaja esencial de obtener productos no contaminados con jabones, o sustancias ácidas u otros componentes catalíticos.
Figure imgf000003_0002
[0013] La desventaja es el requisito de usar equipos que deben diseñarse para soportar las condiciones operativas, además, existe la necesidad de eliminar el metanol de la fase de reacción para obtener conversiones adecuadas para procesos industriales.
Estado de la técnica anterior
[0014] En la patente de P & G US 5508455 A publicada en 1996 se presenta un procedimiento como producción de ácidos grasos a través de la hidrólisis de ésteres metílicos catalizados por ácidos.
[0015] La patente en cuestión es una modificación de la patente de Estados Unidos 5440061 A de 1995 en la que, además del catalizador ácido, se usó DMSO (dimetilsulfóxido) como disolvente.
[0016] En la patente estadounidense 6.646.146 B1 de Haltermann Ascot GmbH [38], ahora parte del grupo Dow, se describe un proceso en fase líquida para la hidrólisis directa de un éster de ácido graso al ácido graso y alcohol correspondientes en presencia de un catalizador, donde el ácido graso en la fase líquida se pone en contacto con vapor en presencia de un compuesto de un metal que es capaz de formar un jabón con una gran cubierta de hidratación como catalizador.
[0017] En la patente EP 0675 867 B1 de The Procter & Gamble Company, se describe un proceso para preparar ácidos grasos a partir de ésteres metílicos mediante hidrólisis catalizada por ácido usando relaciones específicas de agua/éster/catalizador ácido (tensioactivo) para formar una mezcla de reacción monofásica donde la relación estequiométrica inicial de agua a éster es al menos 1:1, y donde la relación molar inicial de cualquier cantidad residual de ácido carboxílico a éster es menor que 1:1, preferentemente menor que 0,5:1, especialmente cuando dicho ácido carboxílico contiene menos de 6 átomos de carbono.
[0018] El documento WO 2018/007022 describe un proceso de conversión por hidrólisis de FAME (ésteres metílicos de ácidos grasos) y agua que permite obtener ácidos grasos y subproductos como alcohol (principalmente metanol). Una parte de los ácidos grasos libres ya producidos se recicla de nuevo a la mezcla de reacción, lo que da como resultado la autoaceleración de la reacción de hidrólisis.
[0019] En vista de lo anterior, es evidente la necesidad de un procedimiento y un proceso para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos, de una manera simple y económica, en condiciones autocatalíticas, sin la adición de catalizador.
Resumen de la invención
[0020] Como se indicó anteriormente, la reacción de hidrólisis es una reacción de equilibrio, por lo tanto, con el fin de desplazar la conversión a favor de los productos, es necesario trabajar en exceso de un reactivo y/o eliminar al mismo tiempo uno de los productos.
[0021] En el proceso continuo no catalítico industrial de hidrólisis de grasas, la eliminación de los productos de reacción tiene lugar continuamente siendo el glicerol altamente soluble en el exceso de agua.
[0022] La presente invención se refiere a una reacción de hidrólisis autocatalítica donde para superar los límites dados por el alcance de las condiciones de equilibrio donde el metanol producido es soluble en ambas fases líquidas, la reacción se lleva a cabo en etapas y comprende múltiples reacciones de hidrólisis en serie, como se define en la reivindicación 1.
[0023] Según la presente invención, siendo el metanol producido soluble en ésteres metílicos y fases acuosas, con el fin de separar la fase de metanol/agua de la fase orgánica y favorecer la formación de producto de ácidos grasos con un rendimiento global ventajoso, se usa un conjunto de varios reactores en serie, con cada etapa seguida inmediatamente por un separador de fase de líquido/vapor.
[0024] En la presente invención, la temperatura, presión y relación de reactantes, ésteres metílicos y agua, se han seleccionado para mejorar mejor el rendimiento de la reacción de hidrólisis.
[0025] Además, la unidad de reacción múltiple funciona con el concepto de haber integrado con cada unidad de proceso de reacción de hidrólisis una columna de rectificación de metanol para producir metanol puro y recuperar el exceso de agua que se recirculará de vuelta a la unidad de reacción.
[0026] Además, un sistema de columna o columnas de destilación para purificar los ácidos grasos obtenidos a la especificación comercial requerida también se integra en el proceso de producción general para separar los ácidos grasos a la pureza requerida y para recuperar y reciclar los ésteres metílicos sin reaccionar de nuevo a la unidad de reacción.
[0027] El éster metílico de ácidos grasos puede seleccionarse de cualquiera de una variedad de ésteres metílicos de ácidos grasos.
[0028] Es preferible, sin embargo, si la parte de ácido graso de los ésteres metílicos de ácidos grasos son ácidos grasos de cadena media como C6-C18, particularmente C8-C10.
Ventaja de la invención
[0029] La presente invención es ventajosa como un medio respetuoso con el medioambiente que no usa ningún catalizador y que no produce ninguna corriente líquida o sólida a tratar. Además, podría aumentar la producción de los ácidos grasos de cadena corta muy solicitados en el mercado usando el éster metílico de ácidos grasos relacionados menos favorablemente comercializables.
[0030] Además, la posibilidad de convertir, a bajo coste, ésteres metílicos de ácidos grasos en ácidos grasos permitiría aprovechar los excedentes de producción de cortes de éster metílico C6-C18, en particular C8-C10, para convertirlos en los ácidos grasos relativos, más solicitados por el mercado como productos intermedios.
[0031] El gran aumento en la producción de alcoholes grasos C12-C14, productos para la hidrogenación de los ésteres metílicos C12-C14, observado en los últimos 10 años, ha generado mayores cantidades de subproductos, que no están alineados con la demanda del mercado.
Descripción detallada de la invención
[0032] La presente invención se define en las reivindicaciones y se refiere a un procedimiento basado en múltiples reacciones de hidrólisis en serie con separación intermedia de fases después de cada reacción y antes de la posterior. La presente invención también se refiere al uso de un aparato en este procedimiento.
[0033] Este procedimiento ha mostrado la potencialidad de obtener el rendimiento de conversión de reacción más alto alcanzable.
[0034] La presente invención permitirá desarrollar un proceso apropiado para preparar ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos; se han realizado ensayos experimentales con el fin de definir las condiciones operativas óptimas.
[0035] La relación más favorable y la condición operativa de reacción más apropiada según la presión y la temperatura se han determinado mediante un estudio detallado de la cinética de reacción.
Pruebas experimentales
[0036] Para calcular la conversión máxima obtenible a partir del éster metílico C8-10, se llevaron a cabo tres pruebas consecutivas sobre la misma carga.
[0037] Después de cada reacción, las fases se separan después de un tiempo suficiente y consecutivamente solo se tomó la fase orgánica (que contenía principalmente ésteres metílicos, ácidos grasos y una parte de metanol).
[0038] Se ha añadido una cantidad de agua a la muestra para mantener la relación en peso de agua/éster metílico C8-10 igual a 0,9.
[0039] Estas operaciones le permiten impulsar la reacción hacia conversiones más altas, ya que la cantidad de metanol presente es menor que la del equilibrio.
PRUEBA 1
[0040] La reacción de hidrólisis de una mezcla de ésteres metílicos C8-C10 se llevó a cabo, en condiciones de agitación, en un reactor de acero inoxidable de alta presión sellado a temperaturas que oscilaban entre 180 y 250 °C. Las reacciones se llevaron a cabo en condiciones autocatalíticas sin la adición de catalizadores. En todas las pruebas se adoptó una relación de agua/ésteres metílicos C8-C10 igual a 0,1 en peso. Cada prueba se repitió durante un tiempo creciente hasta que se alcanzó el valor de equilibrio.
[0041] La experimentación mostró que el equilibrio se alcanzó durante un tiempo que variaba de 1000 y 150 minutos, siendo el tiempo más corto a la temperatura de 250 °C en la tabla 1 los resultados de la experimentación.
TABLA 1
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PRUEBA 2
[0042] Las reacciones de hidrólisis de una mezcla de ésteres metílicos C8-C10 se llevaron a cabo autocatalíticamente, en condiciones de agitación, en un reactor de acero inoxidable de alta presión sellado a una temperatura fija de 250 °C usando diferentes relaciones en peso de agua/ésteres metílicos C8-C10 hasta alcanzar las condiciones de equilibrio. En toda la prueba, el tiempo de reacción se mantuvo constante e igual a 180 minutos. Los resultados se informan en la tabla 2.
TABLA 2
Figure imgf000005_0002
[0043] Como es evidente a partir de la tabla, en un reactor discontinuo, incluso usando un gran exceso de agua, no es posible alcanzar la hidrólisis completa de los ésteres metílicos.
PRUEBA 3
[0044] Con el fin de aumentar la hidrólisis de ésteres metílicos C8-C10, se llevaron a cabo tres lotes consecutivos con la misma carga. Las reacciones se llevaron a cabo autocatalíticamente a una temperatura de 250 °C durante 180 minutos. La relación de agua/ésteres metílicos C8-C10 se mantuvo constante e igual a 0,9 en peso. Después de cada etapa de reacción, se dejaron separar la fase acuosa y la orgánica. La fase acuosa se descargó mientras que la fase orgánica, que contenía principalmente ésteres metílicos, ácidos grasos y una parte de metanol, se retuvo y se usó como carga para una etapa de hidrólisis posterior. Antes de comenzar la nueva etapa de reacción, se ha añadido una cantidad de agua a la muestra para mantener la relación en peso de agua/éster metílico C8-10 igual a 0,9.
[0045] Estas operaciones permiten desplazar la reacción hacia conversiones más altas, ya que la cantidad de metanol presente es menor que la del equilibrio.
[0046] Los resultados después de cada etapa se informan en la tabla 3.
TABLA 3
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[0047] El uso de una reacción de múltiples etapas permite aumentar la cantidad de ácido C8-C10 en la solución, pero incluso en este caso no es posible obtener una hidrólisis completa para ésteres metílicos C8-C10.
[0048] En vista de los resultados obtenidos, un objeto de la presente invención es un procedimiento para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % en peso, que comprende múltiples reacciones de hidrólisis en serie con separación intermedia de fases después de cada reacción de hidrólisis y antes de la posterior, operando en exceso de agua, con el fin de separar las fases de metanol/agua de la fase de equilibrio y favorecer la formación de producto de ácidos grasos.
[0049] Este procedimiento para operar en exceso de agua permite que la reacción alcance tasas de conversión más altas que las del equilibrio, diluyendo la cantidad de metanol presente para que sea menor.
[0050] Según la invención, la cantidad de agua a añadir (que debe añadirse) en cada etapa de reacción de hidrólisis debe ser tal que mantenga la relación agua/ésteres metílicos en peso igual a 0,9.
[0051] Aguas abajo de cada reacción, las fases se separan y consecutivamente solo la fase orgánica que contiene principalmente ésteres metílicos, ácidos grasos y una parte de metanol se retiró y se analizó antes de alimentarse como reactante en la etapa de reacción posterior.
[0052] Los resultados obtenidos al final de la campaña de prueba experimental muestran que en menos de 3 horas, funcionando en el intervalo de temperatura de 200-250 °C, se logra la conversión máxima. La constante de equilibrio varía poco con la temperatura, lo que demuestra que la reacción es débilmente endotérmica.
[0053] Que la temperatura aumente de 180 a 250 °C no implica grandes variaciones en términos de conversión de alimentación, pero tiene un papel importante en la cinética de reacción.
[0054] Usando reactivos en relación estequiométrica, se consiguen conversiones del orden del 30 %.
[0055] El uso de una relación de agua/ésteres metílicos en peso igual a 0,9 permite lograr, en la primera etapa de reacción, una conversión de más del 70 %, destacando un aumento considerable. Mediante el uso de reactores en serie con una separación líquido-líquido entre una etapa y la posterior, el procedimiento es capaz de lograr una conversión del 90-92 % confirmada por la doble comparación entre titulación y cromatógrafo de gases.
[0056] Como se destacó anteriormente, la etapa crítica de la reacción consiste en la separación entre etapas.
Cuanto más metanol se separa una mayor conversión se puede alcanzar.
[0057] En la realización preferida de la invención, la separación de metanol se proporciona después de cada reactor de hidrólisis a lo largo de una separación de Vapor-Líquido-Líquido. Los términos "comprende/que comprende", cuando se usan en esta memoria descriptiva, se toman para especificar la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas, componentes o grupo de los mismos.
[0058] Se subrayó que los resultados de la campaña de prueba experimental no permiten obtener una hidrólisis para ésteres metílicos C8-C10 por encima del 92 % de pureza para éster C8-C10.
[0059] Para verificar la posibilidad de obtener una calidad comercial con purezas de los ácidos grasos C8-10 superiores al 99 % en peso, se llevó a cabo una prueba de destilación en una columna de destilación a escala de laboratorio.
Destilación
[0060] La destilación se llevó a cabo al vacío a una presión total de 0,02 bar. En estas condiciones, los ésteres metílicos se retiran cuando se alcanza una temperatura de cabeza de 109 °C. Este corte ligero que es una mezcla de éster metílico C8-10 sin reaccionar se puede reciclar a la etapa de reacción para maximizar el rendimiento global del proceso. La destilación de los ácidos C8 y C10 finalizó cuando la temperatura de licuación alcanzó los 128 °C. En estas condiciones, las purezas alcanzadas después del ensayo estaban por encima del 99,5% como ácidos grasos C8-10.
[0061] Por consiguiente, según una característica de la presente invención, se proporciona operar la destilación de la fase orgánica que contiene ácidos grasos C8-C10 procedentes del último separador.
[0062] En vista de ello, según una característica adicional de la invención, con el fin de alcanzar ácidos grasos C8-C10 con una pureza por encima del 99 % en peso, se proporciona operar la destilación de la fase orgánica que contiene ácidos grasos C8-C10 procedentes del último separador. La destilación se lleva a cabo mediante una columna de destilación al vacío, seleccionándose la presión y la temperatura para mejorar mejor el rendimiento de la hidrólisis, como se describe más adelante.
[0063] Además, la unidad de reacción múltiple funciona con el concepto de haber integrado con cada unidad de proceso de reacción de hidrólisis una columna de rectificación de metanol para producir metanol puro y recuperar el exceso de agua que se recirculará de vuelta a cada unidad de reacción.
Uso de ácidos grasos más cortos para hidrolizar ésteres metílicos de ácidos grasos más largos
[0064] La hidrólisis de los ésteres depende en gran medida de la longitud del ácido orgánico. Como regla general, el aumento de los átomos de carbono en la cadena orgánica disminuye la compatibilidad de éster-agua y, en consecuencia, aumenta las dificultades para obtener una hidrólisis completa del éster. En particular para la mezcla C8-C10 se observó que también partiendo de una mezcla de ésteres equimoleculares, al final de cada etapa de hidrólisis la cantidad de C10 no convertido es siempre del 2 al 5 % en punto mayor que la cantidad de éster C8. También se observó que la hidrólisis de una mezcla de ésteres metílicos de ácidos grasos C8-C10 que contiene bajos porcentajes de ésteres C10, produce como se esperaba una disminución en la cantidad de ésteres C10, pero sorprendentemente aparece una cantidad casi igual de éster C8. Esto indica claramente que se produce una transesterificación junto con la hidrólisis.
[0065] Este aspecto podría ser de gran importancia en mezclas complejas de ésteres metílicos de ácidos grasos medios y largos, donde es posible aprovechar este efecto debido a la redistribución de ésteres metílicos hacia los ácidos grasos más cortos, aumentando la hidrólisis de los más largos. Como ejemplo, se puede considerar la hidrólisis de mezclas de C8-C12. Con un proceso de hidrólisis, incluso de múltiples etapas, al final están presentes pequeñas cantidades de ésteres C12. Además, las cantidades de C12 no hidrolizadas al final del proceso no pueden separarse por destilación debido al solapamiento de la temperatura de destilación con el ácido C10, impidiendo la producción de una mezcla de ácidos de alta pureza.
[0066] En este caso, el efecto descrito puede ser crucial para hidrolizar el éster C12 y obtener una mezcla de ácidos de alta pureza. En el alcance, es posible separar todos los ésteres ligeros por destilación, a continuación someter la fracción residual a una nueva etapa de hidrólisis y volver a destilar el éster ligero.
Breve descripción de los dibujos
[0067]
La figura 1 es un diagrama de bloques del proceso de hidrólisis no catalítica de múltiples etapas de ésteres metílicos de ácidos grasos con un proceso de separación intermedia de fases y una etapa de destilación final para obtener una calidad comercial con purezas de los ácidos grasos C8-C10 por encima del 99 % en peso;
La figura 2 muestra un aparato según una realización preferida de la invención con tres reactores de electrólisis, tres separadores de fase de líquido/vapor, una columna de destilación de metano/agua para producir metanol puro, y dos columnas de destilación en serie para separar ácidos grasos a la pureza requerida.
[0068] Con referencia a los dibujos, según la realización preferida de la invención, el diagrama de bloques descrito en la figura 1 comprende al menos dos o más etapas consecutivas, donde el producto de una reacción de hidrólisis autocatalítica R1 a Rn se envía a los correspondientes separadores de fases líquido/vapor S1 a Sn.
[0069] En un posible procedimiento para llevar a cabo el proceso de esta invención, se suministra una cantidad de un éster de ácido graso A, preferentemente éster metílico C8/10, a un reactor R1. Después de la primera etapa de reacción de hidrólisis 1, se dejó que W1 acuosa y la fase orgánica O1 se separen, usando la fase orgánica O1 como carga para el posterior reactor de hidrólisis R2 mientras que la fase acuosa W1 se dirige a una columna de rectificación de metanol CR para producir metanol puro M y recuperar en un tanque C el exceso de agua que se recirculará de vuelta a cada unidad de reacción R2 con el fin de mantener la relación en peso de agua/éster de metilo C8-10 en un intervalo de 0,4-1,5, preferentemente 0,7-1,2, más preferentemente igual a 0,9.
[0070] Desde la parte inferior del último separador Sn, la fase orgánica On que contiene una mezcla de éster metílico C8-10 sin reaccionar se dirige a una columna de destilación CD para separar los ácidos grasos con una pureza requerida superior al 99 % en peso. La destilación se lleva a cabo al vacío a una presión total en el intervalo de 0-0,5 bar.
[0071] En la figura 2 se describe una realización específica de la invención, sin embargo, esta invención puede diseñarse de muchas formas diferentes y no debería construirse como limitada a la realización establecida en el presente documento.
[0072] Por el contrario, esta realización se proporciona de modo que esta descripción sea exhaustiva y completa y transmita el alcance de la invención a los expertos en la materia.
[0073] El aparato mostrado en la figura 2 comprende tres reactores de hidrólisis R1,R2, R3, en serie, donde cada reactor es seguido inmediatamente por un separador de fases líquido/vapor S1,S2,S3. La corriente de éster metílico que entra en cada reactor 1,2 y 3 se calienta mediante un calentador correspondiente E1, E2 y E3. Una columna de destilación de metanol/agua CR recibe la corriente L1,L2,L3 que sale del separador único S1,S2 y S3 para producir metanol puro M y recuperar el exceso de agua L4 que se recirculará de vuelta a las unidades de reacción.
[0074] Desde los separadores S1 y S2, la fase orgánica que contiene principalmente ésteres metílicos, ácidos grasos y una parte de metanol se alimenta como reactante en los reactores posteriores R2 y R3, líneas L5, L6 mientras que la corriente que sale del último separador S3 alimenta dos columnas de destilación de éster metílico CD2,CD3 en serie a través de las líneas L8,L9, obteniendo ácidos grasos puros FA y éster metílico ME para volver al proceso.
[0075] Se proporcionan intercambiadores de recuperación de calor HR-1, HR2 y HR3 aguas arriba de los calentadores E1,E2 y E3.
[0076] Las realizaciones ejemplares descritas anteriormente se proporcionan solo con fines ilustrativos de la invención que se define en las reivindicaciones.

Claims (21)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso autocatalítico para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % caracterizado porque comprende múltiples reacciones de hidrólisis en serie, en condiciones puramente térmicas, con separación intermedia de fases después de cada reacción de hidrólisis y antes de la posterior, operando en exceso de agua, con el fin de separar las fases de metanol/agua de la fase de equilibrio y favorecer la formación de producto de ácidos grasos, donde la relación en peso de agua/éster metílico en cada reacción de hidrólisis se mantiene en el intervalo de 0,4-1,5 y donde el número de reactores y el número de separadores de vapor/líquido/líquido son al menos tres.
2. El proceso autocatalítico según la reivindicación 1, donde la relación en peso de agua/éster metílico en cada reacción de hidrólisis es igual a 0,9.
3. El proceso autocatalítico para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona además integrar con el proceso de reacción de hidrólisis una etapa de rectificación de metanol para producir metanol puro y recuperar el exceso de agua que se recirculará de vuelta a la unidad de reacción.
4. El proceso autocatalítico para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona además operar una destilación de la fase orgánica que contiene ácidos grasos C8-C10 procedentes del último separador.
5. El proceso autocatalítico para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
a) llevar a cabo una reacción de hidrólisis de una mezcla de ésteres metílicos C8-C10, en condiciones de agitación, en un reactor de acero inoxidable de alta presión sellado (R1) a temperaturas que oscilan entre 100 y 350 °C, manteniendo constante en el intervalo de 0,4-1,5 en peso la relación de ésteres metílicos C8-C10/agua;
separar la fase acuosa y la orgánica, que contiene principalmente ésteres metílicos, ácidos grasos y una parte de metanol, a través de un primer separador de vapor/líquido/líquido (S1);
b) usar la fase orgánica como carga para una segunda etapa de hidrólisis, en un reactor de hidrólisis consecutivo (R2), añadir una cantidad de agua a la muestra para mantener la relación en peso de agua/éster metílico C8-C10 en el intervalo de 0,4-1,5);
separar la fase acuosa y la orgánica a través de un segundo separador de vapor/líquido/líquido (S2);
c) usar la fase orgánica como carga para una tercera etapa de hidrólisis, en un reactor de hidrólisis consecutivo (R3), añadir una cantidad de agua a la muestra para mantener la relación en peso de agua/éster metílico C8-C10 en el intervalo de 0,4-1,5);
separar la fase acuosa y la orgánica a través de un tercer separador de vapor/líquido/líquido (S3).
6. El proceso autocatalítico para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % según la reivindicación 5, caracterizado porque la relación en peso de agua/éster metílico en cada una de las tres etapas de hidrólisis es igual a 0,9.
7. El proceso autocatalítico para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % según la reivindicación 5, caracterizado porque la etapa c) se repite "n" veces.
8. El proceso autocatalítico para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % según la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque se proporciona llevar a cabo una destilación de la fase orgánica que contiene ácidos grasos C8-C10 procedentes del último separador.
9. El proceso autocatalítico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las temperaturas de la reacción de hidrólisis se han seleccionado en el intervalo de 130-300 °C, mejor 150-250 °C.
10. El proceso autocatalítico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las temperaturas de las fases después de la reacción de separación se han seleccionado en el intervalo de 50-150 °C, mejor 80-110 °C.
11. El proceso autocatalítico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las presiones de la reacción de hidrólisis se han seleccionado en el intervalo de 10-100 Bar.g, mejor 40-60 Bar.g.
12. El proceso autocatalítico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las presiones de destilación de los ácidos grasos producidos se han seleccionado en el intervalo de 0-2000 mBar.a, mejor 50-400 mBar.a.
13. El proceso autocatalítico según la reivindicación 1, donde el corte ligero obtenido por destilación, que es una mezcla de ésteres metílicos C8-10 que no han reaccionado, se recicla a las etapas de reacción.
14. El proceso autocatalítico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la pureza alcanzada de los ácidos grasos C8-10 es superior al 99 % p/p, mejor superior al 99,5 % p/p.
15. El uso de un aparato como se define para el proceso según las reivindicaciones 1-14 para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 %, caracterizado porque comprende una pluralidad de reactores de hidrólisis en serie para llevar a cabo la hidrólisis de ésteres metílicos de ácidos grasos autocatalíticamente, en condiciones puramente térmicas, donde cada reactor de hidrólisis está seguido inmediatamente por un separador de vapor/líquido con el fin de separar, después de cada etapa de reacción de hidrólisis, la fase acuosa, que se descarga, y la fase orgánica, que se alimenta como reactante en el reactor de hidrólisis posterior, para aumentar la cantidad de ácidos grasos en la solución.
16. El uso del aparato para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos con una conversión global superior al 90 % según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende además una columna de destilación para llevar a cabo una separación líquido/líquido de la fase orgánica que sale del último separador.
17. El uso del aparato para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos según la reivindicación 16, donde la columna de destilación está al vacío a una presión total en el intervalo de 0-0,5 bar.
18. El uso del aparato para producir ácidos grasos a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos según la reivindicación 16, donde la columna de destilación está al vacío a una presión total de 0,02 bar.
19. El uso del aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 15-16, caracterizado porque las unidades del proceso de reacción de hidrólisis están integradas con al menos una columna de rectificación de metanol para producir metanol puro y recuperar el exceso de agua que se recirculará de vuelta a las unidades de reacción.
20. El uso del aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 15-19, que comprende medios para seleccionar la temperatura de la reacción de hidrólisis y la temperatura de separación.
21. El uso del aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 15-19, donde el reactor de hidrólisis es un reactor de acero inoxidable de alta presión sellado.
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