JP2004026738A - Method for manufacturing fatty acid ester - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently manufacturing a fatty acid lower alkyl ester having an acid value of a certain level or lower by a non-catalytic esterification of a fatty acid with a lower alcohol. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the fatty acid lower alkyl ester by a non-catalytic esterification of a fatty acid with a lower alcohol comprises feeding the fatty acid into a reaction tank, continuously or intermittently introducing the lower alcohol in a gaseous or liquid state into the bottom part of the reaction tank, and effecting the esterification reaction under pressure while continuously or intermittently removing generated water together with the lower alcohol to the outside of the system, condensing the vapor of the fatty acid and/or the fatty acid lower alkyl ester in the mixed vapor of the lower alcohol and generated water by a partial condenser and circulating the recovered fatty acid and/or the fatty acid lower alkyl ester into the reaction system. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脂肪酸と低級アルコールの無触媒エステル化反応による脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、一般的な触媒として、p−トルエンスルホン酸、塩酸、硫酸、酸化スズ、アルコキシチタネート等のプロトン酸やルイス酸を用いて脂肪酸と低級アルコールとをエステル化反応させて脂肪酸低級アルキルエステルが製造されている。しかし、これらの酸は高い触媒作用を示す反面、反応終了後の触媒を分離除去するための中和・水洗工程の煩雑さに加え、その際生じる廃水の処理といった課題を抱えている。
【0003】
また、上記エステル化反応を用いて製造される脂肪酸低級アルキルエステルには、微量の触媒が不純物として残存しているおそれがあり、そのまま食品や化粧品分野で使用するのは適当ではない。また、かかる不純物が脂肪酸低級アルキルエステルを水素還元して各種高級アルコールを製造する際の触媒毒となる等の問題が生じる。
【0004】
一方、脂肪酸自身の酸性プロトンに依存する自己酸触媒法、通称、無触媒エステル化反応による製造方法は、上記エステル化方法の廃水、触媒毒等の問題点を解決するには有効な方法である。しかし、無触媒エステル化反応は、原料自身の酸性プロトン濃度に依存しているため、酸価が大きい状態では容易に反応は進行するが、酸価が小さい状態では反応は極端に遅くなり、酸価が一定水準以下にならないという問題点がある。
【0005】
例えば、米国特許第5,349,075号公報には、炭素数2〜24の脂肪酸と炭素数1〜5のアルコールとの無触媒エステル化反応方法として、低級アルコールをガス状態で連続的に液状の脂肪酸に供給して、生成水を含むアルコールを連続的に系外に放出する方法により中程度の酸価の脂肪酸低級アルキルエステル粗物を得る第一段階、及びスルホン酸型イオン交換樹脂を触媒としてエステル化反応を完結する第二段階を含む反応方法が開示されている。
【0006】
しかしながら、上記開示技術においては、無触媒エステル化反応の第一段階では、回分反応の場合は酸価6であり、最も反応効率のよい向流式泡鐘塔を用いた場合でも酸価1.8の反応粗物しか得られておらず、そのため酸価を1以下にするには高価なスルホン酸型イオン交換樹脂を触媒としてエステル化反応を完結させる必要がある等の欠点があり、「完全」な無触媒エステル化反応プロセスとは言えないのが現状である。
【0007】
また、食品や化粧品分野では、酸価が1以下、好ましくは0.5以下の脂肪酸低級アルキルエステルが強く要望されている。しかし、酸価が1以下、好ましくは0.5以下の脂肪酸低級アルキルエステルは無触媒エステル化方法では従来得られていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、脂肪酸と低級アルコールの無触媒エステル化により、酸価が一定水準以下の脂肪酸低級アルキルエステルを効率的に製造するプロセスを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、下記に示す知見を得た。
(1)水の含有量が特定量以下の低級アルコールを連続的に導入しながら、生成水と低級アルコールを連続的に除去するプロセスが有効である。
【0010】
(2)低級アルコールと共に留出してくる脂肪酸及び/又は脂肪酸エステル蒸気を分縮器により凝縮せしめて反応缶に戻し、循環させることにより収率が向上する。
【0011】
(3)酸価を特定の水準以下にするためには、水の含有量が特定量以下の低級アルコールを導入することが必要である。
【0012】
(4)反応前期の反応粗物に導入する低級アルコールは、反応後期に導入した水の含有量の少ない低級アルコールから回収した低級アルコールをそのまま再使用することができる。
【0013】
本発明は、かかる知見に基づき、完成されたものであり、以下に示す発明を提供するものである。
項1 脂肪酸と低級アルコールとを無触媒エステル化反応させて脂肪酸低級アルキルエステルを製造する方法であって、該脂肪酸を反応缶中に仕込んだ後、該低級アルコールをガス状又は液状で、連続的又は間欠的に反応缶底部に導入し、加圧下、生成水を該低級アルコールと共に連続的又は間欠的に系外に除去しながら、該低級アルコール−生成水の混合蒸気中の脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルの蒸気を分縮器により凝縮させ、回収した脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルを反応系内に戻して、循環させながらエステル化反応することを特徴とする脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0014】
項2 水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入することを特徴とする上記項1に記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0015】
項3 エステル化反応粗物の酸価が20以下に到達後、水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入することを特徴とする上記項1又は2に記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0016】
項4 エステル化反応粗物の酸価が20以下に到達後、水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入した際に発生する回収低級アルコールをそのままエステル化反応粗物の酸価が20以上の該反応粗物に導入することを特徴とする上記項1〜3のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0017】
項5 エステル化反応粗物の酸価が5以下に到達後、水の含有量が0.2重量%以下の低級アルコールを導入することを特徴とする上記項1〜4のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0018】
項6 低級アルコールをエステル化反応粗物1tに対して、0.1〜0.4t/hを導入することを特徴とする上記項1〜6のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0019】
項7 反応圧力が0.2〜5MPaであり、反応温度が200〜300℃であることを特徴とする上記項1〜7のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0020】
項8 脂肪酸が炭素数8〜36の飽和脂肪酸及び/又は不飽和脂肪酸であり、低級アルコールがメチルアルコールであることを特徴とする上記項1〜7のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。
【0021】
項9 上記項8に記載の製造方法により得られる酸価が1以下の脂肪酸メチルエステル。
【0022】
【発明の実施の形態】
脂肪酸エステルの製造方法
本発明は、脂肪酸と低級アルコールの無触媒エステル化により、酸価が一定水準以下の脂肪酸低級アルキルエステルを効率的に製造するプロセスに関するものである。
【0023】
〈低級アルコール〉
本発明に係る低級アルコールとしては、特に限定されることはないが、具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール等の炭素数1〜4の直鎖状又は分岐鎖状の飽和脂肪族アルコールが例示される。これらのうち特に、メチルアルコールが好ましい。
【0024】
〈脂肪酸〉
本発明に係る脂肪酸としては、特に限定されることはないが、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸及びその酸無水物等の炭素数8〜36の有機カルボン酸が例示される。
【0025】
モノカルボン酸として、具体的には、カプリル酸、ノナン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリル酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、ヘインコ酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、オブツシル酸、カプロレイン酸、ウンデシレン酸、リンデル酸、ツズ酸、フィゼテリン酸、ミリストレイン酸、パルミトオレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、アスクレピン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、ゴンドレイン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、セラコレイン酸、キシメン酸、ルメクエン酸、ソルビン酸、リノール酸、ヒラゴ酸、エレオステアリン酸、プニカ酸、リノレイン酸、ヘキサデカテトラエン酸、モロクチ酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、ドコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、イワシ酸、ニシン酸、ドコサヘキサエン酸、及びこれらと同一炭素数の分岐脂肪酸等の飽和又は不飽和脂肪酸が例示される。
【0026】
これらの脂肪酸は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることもできる。
【0027】
また、上記の脂肪酸の混合物の植物性脂肪酸としては、ヤシ油、パームカーネル油、パーム油、オリーブ油、大豆油、菜種油、サフラワー油、トウモロコシ油、綿実油、ひまわり油、米糠油、亜麻仁油等、及びこれらの使用済み揚げ油等から得られる脂肪酸が例示される。
【0028】
使用済み揚げ油とは、レストランの厨房、仕出し弁当製造、学校給食室、ファーストフード店、スナック菓子工場等で一定期間使用した揚げ油を回収業者が回収したもので、通称、植物二号油と呼ばれる極めて安価なリサイクル油として取り引きされている油を示す。
【0029】
動物性脂肪酸としては、牛脂、豚脂、鶏脂、イワシやオレンジラフィーなどの魚油を原料とした脂肪酸が例示される。
【0030】
これらの植物性又は動物性油脂から得られる脂肪酸は、該油脂を加水分解して得られる飽和脂肪酸及び/又は不飽和脂肪酸をそのまま用いてもよいし、必要に応じて蒸留分別して所定の脂肪酸組成としたものを用いてもよい。また、不飽和脂肪酸低級アルキルエステルを得る目的であれば、その脂肪酸を冷却固体分別操作により所望のヨウ素価の脂肪酸組成とした原料も使用することができる。
【0031】
また、クラフトパルプ製造廃液から得られるトール油の蒸留品であるトール油脂肪酸や石油系のナフテン酸も使用することができる。
【0032】
また、本発明に係る脂肪酸として、通称、合成脂肪酸と呼ばれるカルボン酸も使用することができる。具体的には、パラフィンの液相空気酸化によって得られる炭素数8〜20の直鎖又は分岐脂肪酸、α−オレフィンを一酸化炭素と水素存在下でヒドロホルミル化したオキソアルデヒドのガーベット反応物を酸化して得られる2−エチルヘキサン酸、イソノナン酸、3,5,5−トリメチルヘプタン酸等のオキソ法由来の脂肪酸が例示される。さらにまた、安息香酸、トルイル酸、ジメチル安息香酸、アルキル(炭素数2〜12)安息香酸などの芳香族カルボン酸及びその核水素化カルボン酸が例示される。
【0033】
ジカルボン酸としては、炭素数4以上のジカルボン酸が例示され、より具体的には、コハク酸、マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、不飽和脂肪酸のダイマー酸、不飽和脂肪酸のトリマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、フタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、オキシビフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸及びこれらの幾何異性体、位置異性体、これらの酸無水物等が例示される。
【0034】
トリカルボン酸及びテトラカルボン酸としては、具体的には、トリカルバリル酸、アコニチン酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、クエン酸、トリメリット酸等のトリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、テトラヒドロフランテトラカルボン酸、メチルテトラヒドロフタル酸とマレイン酸のエン付加物、ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、オキシビフェニルテトラカルボン酸、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、スチレンと無水マレイン酸のディールス・アルダー反応とエン反応により得られるテトラカルボン酸等のテトラカルボン酸及びこれらの酸無水物等が例示される。
【0035】
これらの脂肪酸のなかでも、炭素数8〜30の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸が好ましく、特に、高級アルコールや食品や化粧品原料の用途として好適な植物系又は動物系の炭素数8〜30の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸が好ましい。
【0036】
〈エステル化反応装置〉
以下に本発明に係るエステル化反応装置について詳細に説明する。
本発明に用いられるエステル反応器としては、低級アルコールを蒸発させることができる熱供給能力のある加圧容器であれば特に限定されることはなく、例えば、攪拌機付き容器、塔型反応器等が例示される。
【0037】
低級アルコールは、ガス状又は液状で連続的又は間欠的に反応缶底部に設置した導入口から導入される結果、反応缶底部からガス状の低級アルコール又は沸騰した低級アルコール蒸気と反応生成水の蒸気からなる気泡の上昇により反応系内の撹拌作用の効果も有する。
【0038】
反応器に撹拌機を備えていない塔型反応器の場合、反応系内の撹拌は気泡の上昇のみで行うことになる。そのため、低級アルコールのガス空塔線速度が、通常、2〜10cm/s程度になるような塔型反応器を採用することが推奨される。
【0039】
反応缶の上部から、生成水を低級アルコールと共に連続的若しくは間欠的に系外に除去することにより反応を促進させる。この時、該低級アルコール−生成水の混合蒸気中の脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルの蒸気を分縮器により凝縮させ、回収した脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルを反応系内に戻して、循環させる。このとき分縮器を通過した該低級アルコール−生成水の混合蒸気はコンデンサにより冷却され低級アルコールが回収される。そのうち水の含有量が一定量以下の回収低級アルコールを再使用することができる。
【0040】
分縮器は反応缶から独立したコンデンサに配管で接続してもよく、また、反応器上部に一体型として設置することもできる。また、塔型反応器の場合は、塔上部に分縮ゾーンを設定してもよい。これらの選択は、本発明の効果が得られる限り特に限定されるものではないが、例えば、既存設備を有効利用するならば独立させて分縮器を設置するなど適宜行うことができる。
【0041】
分縮器の温度としては、反応圧力により異なるが、通常、150〜220℃程度の範囲が好ましい。150℃未満では反応系内に戻る循環液中の凝縮生成水が多くなるため反応率が低下する傾向があり、また、220℃を越えると脂肪酸及び/又は脂肪酸エステルの凝縮量が減少して、収率が低下する傾向が認められる。
【0042】
このような分縮器の設置は、該低級アルコール−生成水の混合蒸気中の脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルの蒸気を分縮器により凝縮させ、回収した脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルを反応系内に戻し、循環させることにより収率の向上ができる点からも好ましい。
【0043】
〈エステル化反応〉
反応圧力としては、通常、0.2〜5MPa程度、好ましくは0.5〜0.9MPa程度が推奨される。0.2MPa未満だと低級アルコールの溶存量が少なく、反応時間が長時間になる傾向が見られ、5MPaを越えると高価な耐圧構造設備を必要とし、コスト面で不利になる。
【0044】
反応温度としては、通常、200〜300℃程度、好ましくは220〜260℃程度である。200℃未満だと反応速度が遅くなり実用性に欠け、300℃を越えると脂肪酸低級アルキルエステル(例えば、不飽和脂肪酸低級アルキルエステル)が熱劣化を起こす傾向がある。本発明の範囲であれば、このような問題は生じない。例えば、オレイン酸では、原料脂肪酸のヨウ素価から算出される理論ヨウ素価を示すオレイン酸メチルエステルが得られる。
【0045】
低級アルコールの導入方法は、ガス状態又は液体のいずれでもよい。ガス状態での導入は、例えば、反応缶底部の導入部位に回分式の蒸発器や連続式多管式蒸発器等を設置して行うことが好ましい。
【0046】
液体状態での導入は、そのまま導入してもよいし、あらかじめ回分式の缶型加温器や連続式管式加温器等を設置して行うことが好ましい。
【0047】
低級アルコールの導入温度としては、通常、室温〜300℃程度、好ましくは100〜260℃程度の範囲である。反応缶自体に充分な熱供給能力のある場合は、低温の低級アルコールを導入でき、一方、充分な熱供給能力がない場合は、あらかじめ反応温度又は低級アルコールの反応缶内での蒸発潜熱を考慮した温度で導入するのが好ましい。
【0048】
本発明においては、連続的又は間欠的に導入する低級アルコールは、水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールが好ましい。
【0049】
特に、エステル化反応粗物の酸価が20以下に到達後、水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入することが好ましい。水の含有量が1.0重量%を越えた低級アルコールを導入した場合、反応が進行しにくくなるため反応に長時間を必要とし、そのため、低級アルコールの導入量が多くなり不経済となる。
【0050】
さらに、酸価が5以下に到達後は、水の含有量が0.2重量%以下の低級アルコールを導入することが好ましい。水の含有量が0.2重量%を越えた低級アルコールを導入した場合、反応が進行しにくくなるため反応に長時間を必要とし、そのため、低級アルコールの導入量が多くなり不経済となる。
【0051】
低級アルコールの導入量としては、エステル化反応粗物1tに対して、通常、0.05〜0.4t/h程度、好ましくは0.1〜0.3t/h程度である。0.05t/h未満であると、反応が遅くなり実用性に欠け、また、0.4t/hを越えても、導入量に相当する反応速度の向上は得られず、不必要なエネルギーを消費し不経済となる。
【0052】
本発明方法においては、エステル化反応粗物の酸価が20以下に到達後、水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入した際に発生する回収低級アルコールをそのままエステル化反応粗物の酸価が20以上の該反応粗物に導入することができることから、低級アルコールと水を蒸留分離する工程を省略することが可能となる。
【0053】
〈脂肪酸低級アルキルエステル〉
本発明の脂肪酸と低級アルコールとの無触媒エステル化反応により、酸価が一定水準以下の脂肪酸低級アルキルエステルが効率よく製造することが可能となった。特に、高級アルコールや食品や化粧品原料の用途として好適な酸価が1以下、好ましくは0.5以下の炭素数8〜36、好ましくは8〜30の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸低級アルキルエステルを効率よく製造することが可能となった。
【0054】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を詳しく説明するが、これらに限定されるものではない。尚、酸価は、JIS K0070に準拠して測定した。
【0055】
実施例1
攪拌機付きの8m圧力容器の底部に低級アルコールを供給できる導入口を設置したものを用いた。低級アルコールは、計量しながら、多管式加熱器に供給してガス又は液体として缶底部の導入口から反応缶に導入した。反応缶上部に、独立したコンデンサを配管で接続して分縮器として設置した。分縮器として用いるコンデンサは熱媒を使用して、温度制御した。分縮器で凝縮した液体は、コンデンサ底部から全量を反応缶に戻し、循環させた。
【0056】
脂肪酸として、ラウリン酸(新日本理化社製、商品名「ラウリン酸P」)4200kgを反応器に仕込み、反応温度260℃で、圧力0.88MPaにセットし、加熱器で120℃に加熱した水の含有量が0.1重量%のメチルアルコールを、800kg/hで導入して、4時間反応を行った。そのときのエステル化反応粗物の酸価は0.2を示した。この条件では、圧力0.88MPaにおけるメチルアルコールの沸点は140℃であり、液体として導入されたメチルアルコールは、260℃の反応缶底部で沸騰してガス化する。分縮器は180℃を保持した。反応終了後、冷却して酸価が0.2のラウリン酸メチルエステル4413kg(モル収率98.2%)を得た。
【0057】
比較例1
分縮器で凝縮したラウリン酸メチルエステル及び/又はラウリン酸を反応器に循環させなかった他は実施例1と同様にエステル化反応を行い、酸価が0.2のラウリン酸メチルエステル3258kg(モル収率72.5%)を得た。
【0058】
実施例2
脂肪酸として、牛脂系不飽和脂肪酸(日本油脂社製、商品名「NAA−34」)4200kgを用い、分縮器は200℃に保持し、メチルアルコールの導入を以下のように行った他は実施例1と同様にエステル化反応を行った。反応開始時はメタノールの水の含有量が3重量%のメタノールを2時間導入し、2時間後の酸価は15を示した。次に水の含有量が0.05重量%のメチルアルコールに切り替えて2時間導入し、酸価0.2のオレイン酸メチルエステル4394kg(モル収率99.6重量%)を得た。
【0059】
実施例3
パームカーネル油系オレイン酸(アシッドケム社製、商品名「PALMAC 760」)4200kgを用い、メチルアルコールを180℃に加熱して、ガス状態で供給した他は実施例2と同様にエステル化反応を行い、酸価0.2のパームカーネル油系オレイン酸メチルエステル4393kg(モル収率99.6%)を得た。得られたオレイン酸メチルエステルは、原料オレイン酸から算出されるオレイン酸メチルエステルの理論ヨウ素価と等しい89.1を示した。
【0060】
実施例4
ステアリン酸(新日本理化社製、商品名「ステアリン酸300」)4200kgを用いた他は実施例3と同様にエステル化反応を行い、酸価0.2のステアリン酸メチルエステル4395kg(モル収率99.6%)を得た。この時に後半の2時間に発生したメチルアルコール全量をタンクに回収した。そのメチルアルコールは1500kgであり、水の含有量は1.5重量%であった。
次に、ステアリン酸(新日本理化社製、商品名「ステアリン酸300」)4200kgを仕込み、上記の回収した水の含有量が1.5重量%のメチルアルコールを用い実施例3と同様にエステル化反応を行い、2時間後の酸価は13を示した。さらに、水の含有量が0.05重量%のメチルアルコールを2時間導入して、酸価0.2のステアリン酸メチルエステル4395kg(モル収率99.6%)を得た。
【0061】
実施例5
水の含有量が2.0重量%のメチルアルコールを用い、メタノールの導入時間を6時間とした他は実施例1と同様に反応を行い、酸価が0.8のラウリン酸メチルエステル4399kg(モル収率97.9%)を得た。
【0062】
実施例6
水の含有量が0.5重量%のメチルアルコールを用い、メタノール導入時間を4時間とした他は実施例1と同様に反応を行い、酸価が0.8のラウリン酸メチルエステル4403kg(モル収率98.0%)を得た。
【0063】
実施例7
脂肪酸として、セバシン酸4200kgを用いた他は実施例1と同様に反応を行い、酸価0.2のセバシン酸ジメチルエステル4706kg(モル収率98.4%)を得た。
【0064】
【発明の効果】
本発明方法によれば、脂肪酸と低級アルコールの無触媒エステル化により酸価が一定水準以下の脂肪酸低級アルキルエステルを効率よく得ることができる。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a fatty acid lower alkyl ester by a non-catalytic esterification reaction between a fatty acid and a lower alcohol.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a general catalyst, a fatty acid and a lower alcohol are subjected to an esterification reaction using a protic acid or a Lewis acid such as p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, tin oxide, and alkoxy titanate to produce a fatty acid lower alkyl ester. Have been. However, these acids have a high catalytic activity, but have problems such as a complicated neutralization / washing step for separating and removing the catalyst after the completion of the reaction and a treatment of wastewater generated at that time.
[0003]
In addition, the fatty acid lower alkyl ester produced by the above-mentioned esterification reaction may have a trace amount of a catalyst remaining as an impurity, and therefore, it is not appropriate to use it directly in the field of foods and cosmetics. In addition, there arises a problem that such impurities become a catalyst poison when various lower alcohols are produced by hydrogenating a lower alkyl ester of a fatty acid.
[0004]
On the other hand, a production method by a self-acid catalysis method, commonly called a non-catalytic esterification reaction, which depends on an acidic proton of the fatty acid itself, is an effective method for solving the problems of the above-mentioned esterification method such as wastewater and catalyst poisons. . However, since the non-catalytic esterification reaction depends on the acidic proton concentration of the raw material itself, the reaction easily proceeds in a state where the acid value is large, but the reaction becomes extremely slow in a state where the acid value is small, and the acid reaction is slow. There is a problem that the price does not fall below a certain level.
[0005]
For example, US Pat. No. 5,349,075 discloses a non-catalytic esterification reaction of a C 2-24 fatty acid and a C 1-5 alcohol with a lower alcohol continuously in a gaseous state. The first step of obtaining a fatty acid lower alkyl ester crude product having a medium acid value by a method of continuously releasing an alcohol containing product water to the outside of the system by feeding the fatty acid of the present invention to a fatty acid, and catalyzing a sulfonic acid type ion exchange resin. A reaction method including a second step of completing the esterification reaction is disclosed.
[0006]
However, in the above disclosed technology, in the first stage of the non-catalytic esterification reaction, the acid value is 6 in the case of a batch reaction, and the acid value is 1. even in the case of using a countercurrent bubble column with the highest reaction efficiency. However, there are drawbacks such that it is necessary to complete the esterification reaction using an expensive sulfonic acid type ion exchange resin as a catalyst in order to reduce the acid value to 1 or less. At present, it cannot be said that this is a non-catalytic esterification reaction process.
[0007]
In the field of foods and cosmetics, there is a strong demand for fatty acid lower alkyl esters having an acid value of 1 or less, preferably 0.5 or less. However, lower alkyl esters of fatty acids having an acid value of 1 or less, preferably 0.5 or less, have not been obtained by a non-catalytic esterification method.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a process for efficiently producing a fatty acid lower alkyl ester having an acid value of a certain level or less by non-catalytic esterification of a fatty acid and a lower alcohol.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have earnestly studied to solve the above-mentioned problems, and as a result, have obtained the following findings.
(1) A process for continuously removing water and lower alcohol produced while continuously introducing lower alcohol having a water content of a specific amount or less is effective.
[0010]
(2) The yield is improved by condensing the fatty acid and / or fatty acid ester vapor distilled together with the lower alcohol by a decomposer, returning the vapor to the reaction vessel and circulating the same.
[0011]
(3) In order to reduce the acid value to a specific level or lower, it is necessary to introduce a lower alcohol having a water content of the specific level or lower.
[0012]
(4) As the lower alcohol introduced into the reaction crude in the first half of the reaction, the lower alcohol recovered from the lower alcohol having a small water content introduced in the second half of the reaction can be reused as it is.
[0013]
The present invention has been completed based on such knowledge, and provides the following inventions.
Item 1. A method for producing a fatty acid lower alkyl ester by non-catalytic esterification reaction of a fatty acid and a lower alcohol, wherein the fatty acid is charged into a reaction vessel, and then the lower alcohol is continuously converted into a gaseous or liquid state. Alternatively, the fatty acid and / or fatty acid in the mixed vapor of the lower alcohol-produced water is intermittently introduced into the bottom of the reaction vessel, and the produced water is continuously or intermittently removed from the system together with the lower alcohol under pressure. A method for producing a fatty acid lower alkyl ester, comprising condensing vapor of a lower alkyl ester by a decomposer, returning the recovered fatty acid and / or lower fatty acid alkyl ester to the reaction system, and performing an esterification reaction while circulating. .
[0014]
Item 2 The method for producing a fatty acid lower alkyl ester according to Item 1, wherein a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less is introduced.
[0015]
Item 3. The lower alkyl fatty acid according to Item 1 or 2, wherein a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less is introduced after the acid value of the crude esterification reaction reaches 20 or less. Method for producing ester.
[0016]
Item 4. After the acid value of the esterification reaction crude reaches 20 or less, the recovered lower alcohol generated when a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less is introduced into the esterification reaction crude as it is. Item 4. The process for producing a lower alkyl fatty acid ester according to any one of Items 1 to 3, wherein the method is introduced into the crude reaction product having a value of 20 or more.
[0017]
Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4, wherein a lower alcohol having a water content of 0.2% by weight or less is introduced after the acid value of the crude esterification reaction reaches 5 or less. A method for producing a fatty acid lower alkyl ester.
[0018]
Item 6. The method for producing a lower alkyl fatty acid according to any one of Items 1 to 6, wherein 0.1 to 0.4 t / h is introduced with respect to 1 t of the crude esterification reaction of the lower alcohol. .
[0019]
Item 7 The method for producing a lower alkyl ester of a fatty acid according to any one of Items 1 to 7, wherein the reaction pressure is 0.2 to 5 MPa and the reaction temperature is 200 to 300 ° C.
[0020]
Item 8. The production of a fatty acid lower alkyl ester according to any one of Items 1 to 7, wherein the fatty acid is a saturated fatty acid having 8 to 36 carbon atoms and / or an unsaturated fatty acid, and the lower alcohol is methyl alcohol. Method.
[0021]
Item 9 A fatty acid methyl ester having an acid value of 1 or less obtained by the production method according to Item 8.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Manufacturing process <br/> present invention fatty acid esters, the non-catalytic esterification of fatty acids with lower alcohols, to a process for acid value to produce a certain level or less of a fatty acid lower alkyl esters efficiently.
[0023]
<Lower alcohol>
The lower alcohol according to the present invention is not particularly limited, but specifically, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, iso-butyl alcohol Examples thereof include linear or branched saturated aliphatic alcohols having 1 to 4 carbon atoms, such as -butyl alcohol. Of these, methyl alcohol is particularly preferred.
[0024]
<fatty acid>
The fatty acid according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include organic carboxylic acids having 8 to 36 carbon atoms such as monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, tetracarboxylic acids, and acid anhydrides thereof. .
[0025]
Specific examples of monocarboxylic acids include caprylic acid, nonanoic acid, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, isostearic acid, nonadecanoic acid, and arachidine. Acids, heincic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid, montanic acid, melicic acid, bubutsylic acid, caproleic acid, undecylenic acid, lindelic acid, tuzuic acid, fisthenic acid, myristoleic acid, palmitooleic acid, petroselinic acid , Oleic acid, elaidic acid, asclepic acid, vaccenic acid, gadolinic acid, gondronic acid, cetrenic acid, erucic acid, brassic acid, seracoleic acid, xymenic acid, lumecitric acid, sorbic acid, linoleic acid, hiragoic acid, eleostearin Acid, punicic acid, Saturated or unsaturated acids such as noreic acid, hexadecatetraenoic acid, moloctic acid, stearidonic acid, arachidonic acid, docosatetraenoic acid, eicosapentaenoic acid, succinic acid, nisinic acid, docosahexaenoic acid, and branched fatty acids having the same carbon number as these. Saturated fatty acids are exemplified.
[0026]
These fatty acids can be used alone or in combination of two or more.
[0027]
The vegetable fatty acids of the above mixture of fatty acids include coconut oil, palm kernel oil, palm oil, olive oil, soybean oil, rapeseed oil, safflower oil, corn oil, cottonseed oil, sunflower oil, rice bran oil, linseed oil, etc. And fatty acids obtained from these used frying oils and the like.
[0028]
Used frying oil is a type of vegetable oil that has been used by a collection company for a certain period of time in a restaurant kitchen, catering lunch box production, school lunch room, fast food store, snack confectionery factory, etc. Shows the oil that is being traded as a recycled oil.
[0029]
Examples of animal fatty acids include fatty acids made from fish oil such as beef tallow, lard, chicken fat, and sardine and orange luffy.
[0030]
As the fatty acids obtained from these vegetable or animal fats and oils, the saturated fatty acids and / or unsaturated fatty acids obtained by hydrolyzing the fats and oils may be used as they are, or may be subjected to distillation fractionation as required to obtain a predetermined fatty acid composition. May be used. For the purpose of obtaining a lower alkyl ester of unsaturated fatty acid, it is also possible to use a raw material having a fatty acid composition having a desired iodine value by subjecting the fatty acid to cooling solid fractionation.
[0031]
Further, tall oil fatty acids and petroleum naphthenic acids, which are distilled products of tall oil obtained from kraft pulp manufacturing waste liquid, can also be used.
[0032]
Further, as the fatty acid according to the present invention, a carboxylic acid commonly called a synthetic fatty acid can also be used. Specifically, a garbage reaction product of oxoaldehyde obtained by hydroformylating a linear or branched fatty acid having 8 to 20 carbon atoms and α-olefin obtained by liquid phase air oxidation of paraffin in the presence of carbon monoxide and hydrogen is oxidized. Examples thereof include fatty acids derived from the oxo method, such as 2-ethylhexanoic acid, isononanoic acid, and 3,5,5-trimethylheptanoic acid. Still further, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, dimethyl benzoic acid, and alkyl (2 to 12 carbon atoms) benzoic acid, and their hydrogenated carboxylic acids are exemplified.
[0033]
Examples of the dicarboxylic acid include dicarboxylic acids having 4 or more carbon atoms, and more specifically, succinic acid, maleic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecandioic acid, Dodecane diacid, brassic acid, dimer acid of unsaturated fatty acid, trimer acid of unsaturated fatty acid, cyclohexanedicarboxylic acid, tetrahydrophthalic acid, phthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, benzophenonedicarboxylic acid, oxybiphenyldicarboxylic acid, diphenylsulfondicarboxylic acid and Examples thereof include geometric isomers, positional isomers, and acid anhydrides thereof.
[0034]
Specific examples of tricarboxylic acids and tetracarboxylic acids include tricarboxylic acids such as tricarballylic acid, aconitic acid, methylcyclohexentricarboxylic acid, citric acid, and trimellitic acid, butanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, and tetrahydrofurantetracarboxylic acid. Diels-Alder of carboxylic acid, ene-adduct of methyltetrahydrophthalic acid and maleic acid, pyromellitic acid, biphenyltetracarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic acid, oxybiphenyltetracarboxylic acid, diphenylsulfonetetracarboxylic acid, styrene and maleic anhydride Examples thereof include tetracarboxylic acids such as a tetracarboxylic acid obtained by a reaction and an ene reaction, and acid anhydrides thereof.
[0035]
Among these fatty acids, saturated fatty acids or unsaturated fatty acids having 8 to 30 carbon atoms are preferable, and in particular, saturated fatty acids having 8 to 30 carbon atoms of plant or animal system which are suitable for use as higher alcohols and food and cosmetic raw materials Or unsaturated fatty acids are preferred.
[0036]
<Esterification reactor>
Hereinafter, the esterification reactor according to the present invention will be described in detail.
The ester reactor used in the present invention is not particularly limited as long as it is a pressurized container having a heat supply capacity capable of evaporating a lower alcohol, and examples thereof include a stirrer-equipped container and a column reactor. Is exemplified.
[0037]
The lower alcohol is introduced in a gaseous or liquid state continuously or intermittently from the inlet provided at the bottom of the reaction vessel, and as a result, the gaseous lower alcohol or boiling lower alcohol vapor and the vapor of the reaction product water flow from the bottom of the reaction vessel. The effect of the stirring action in the reaction system is also exerted by the rise of the bubble composed of
[0038]
In the case of a tower reactor having no stirrer in the reactor, stirring in the reaction system is performed only by rising bubbles. Therefore, it is recommended to employ a column reactor in which the gas linear velocity of the lower alcohol is usually about 2 to 10 cm / s.
[0039]
The reaction is promoted by continuously or intermittently removing the produced water from the upper part of the reaction vessel together with the lower alcohol out of the system. At this time, the vapor of the fatty acid and / or the fatty acid lower alkyl ester in the mixed vapor of the lower alcohol-produced water is condensed by a decomposer, and the recovered fatty acid and / or fatty acid lower alkyl ester is returned to the reaction system. Circulate. At this time, the mixed vapor of the lower alcohol and the produced water that has passed through the decomposer is cooled by the condenser, and the lower alcohol is recovered. Among them, the recovered lower alcohol having a water content of a certain amount or less can be reused.
[0040]
The condenser may be connected to a condenser independent of the reaction vessel by a pipe, or may be installed as an integral unit at the top of the reactor. In the case of a column reactor, a decompression zone may be set at the top of the column. These selections are not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, if existing equipment is effectively used, a separate decomposer can be installed as appropriate.
[0041]
The temperature of the decompressor varies depending on the reaction pressure, but is usually preferably in the range of about 150 to 220 ° C. If the temperature is lower than 150 ° C., the condensed water in the circulating liquid returning to the reaction system increases, so that the reaction rate tends to decrease. If the temperature exceeds 220 ° C., the condensed amount of fatty acids and / or fatty acid esters decreases, There is a tendency for the yield to decrease.
[0042]
The installation of such a condensing device involves condensing the fatty acid and / or the lower alkyl ester of the fatty acid in the mixed vapor of the lower alcohol and the produced water by the condensing device, and collecting the recovered fatty acid and / or the lower fatty acid alkyl ester. It is also preferable from the viewpoint that the yield can be improved by returning it to the reaction system and circulating it.
[0043]
<Esterification reaction>
The reaction pressure is generally recommended to be about 0.2 to 5 MPa, preferably about 0.5 to 0.9 MPa. If it is less than 0.2 MPa, the dissolved amount of lower alcohol is small and the reaction time tends to be long. If it exceeds 5 MPa, expensive pressure-resistant structural equipment is required, which is disadvantageous in cost.
[0044]
The reaction temperature is usually about 200-300 ° C, preferably about 220-260 ° C. If the temperature is lower than 200 ° C., the reaction rate becomes slow and lacks practicality, and if it exceeds 300 ° C., the fatty acid lower alkyl ester (for example, unsaturated fatty acid lower alkyl ester) tends to undergo thermal deterioration. Such a problem does not occur within the scope of the present invention. For example, in the case of oleic acid, methyl oleate showing the theoretical iodine value calculated from the iodine value of the raw material fatty acid is obtained.
[0045]
The method of introducing the lower alcohol may be either gaseous or liquid. The gaseous state is preferably introduced, for example, by installing a batch-type evaporator, a continuous multi-tube evaporator, or the like at an introduction site at the bottom of the reaction vessel.
[0046]
The introduction in the liquid state may be performed as it is, or it is preferable to install a batch-type can-type heater or a continuous-type tube-type heater in advance.
[0047]
The lower alcohol introduction temperature is usually in the range of room temperature to about 300 ° C, preferably about 100 to 260 ° C. If the reactor itself has sufficient heat supply capacity, low-temperature lower alcohol can be introduced.On the other hand, if there is not enough heat supply capacity, the reaction temperature or latent heat of vaporization of lower alcohol in the reactor is considered in advance. It is preferred to introduce at a temperature determined.
[0048]
In the present invention, the lower alcohol introduced continuously or intermittently is preferably a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less.
[0049]
In particular, it is preferable to introduce a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less after the acid value of the crude esterification reaction reaches 20 or less. When a lower alcohol having a water content of more than 1.0% by weight is introduced, the reaction becomes difficult to proceed, and a long time is required for the reaction. Therefore, the introduced amount of the lower alcohol increases, which is uneconomical.
[0050]
Further, after the acid value reaches 5 or less, it is preferable to introduce a lower alcohol having a water content of 0.2% by weight or less. When a lower alcohol having a water content of more than 0.2% by weight is introduced, the reaction becomes difficult to proceed, so that a long time is required for the reaction. Therefore, the introduced amount of the lower alcohol increases, which is uneconomical.
[0051]
The amount of the lower alcohol to be introduced is generally about 0.05 to 0.4 t / h, preferably about 0.1 to 0.3 t / h, based on 1 t of the crude esterification reaction. If it is less than 0.05 t / h, the reaction becomes slow and lacks practicality, and even if it exceeds 0.4 t / h, the reaction rate corresponding to the introduced amount cannot be improved, and unnecessary energy is consumed. It is uneconomical to consume.
[0052]
In the method of the present invention, after the acid value of the crude esterification reaction reaches 20 or less, the recovered lower alcohol generated when a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less is introduced into the esterification reaction as it is. Since the crude product can be introduced into the reaction crude product having an acid value of 20 or more, the step of distilling and separating the lower alcohol and water can be omitted.
[0053]
<Lower alkyl esters of fatty acids>
By the non-catalytic esterification reaction between the fatty acid and the lower alcohol of the present invention, it has become possible to efficiently produce a fatty acid lower alkyl ester having an acid value of a certain level or less. In particular, a lower alkyl ester of a saturated fatty acid or unsaturated fatty acid having an acid value of 1 or less, preferably 0.5 or less and having 8 to 36 carbon atoms, preferably 8 to 30 carbon atoms, which is suitable for use as a higher alcohol, food or cosmetic raw material, is efficiently used. It became possible to manufacture well.
[0054]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but is not limited thereto. The acid value was measured according to JIS K0070.
[0055]
Example 1
The lower alcohol in the bottom of 8m 3 pressure vessel equipped with a stirrer was used to set up the inlet can be supplied. The lower alcohol was metered and supplied to a multitubular heater, and was introduced as a gas or a liquid into the reactor through an inlet at the bottom of the can. An independent condenser was connected to the upper part of the reaction vessel by a pipe and installed as a decomposer. The temperature of the condenser used as the decompressor was controlled using a heat medium. All the liquid condensed in the condenser was returned from the bottom of the condenser to the reactor and circulated.
[0056]
As a fatty acid, 4200 kg of lauric acid (trade name “lauric acid P”, manufactured by Nippon Rika Co., Ltd.) was charged into a reactor, the reaction temperature was set to 260 ° C., the pressure was set to 0.88 MPa, and water heated to 120 ° C. by a heater was used. Was introduced at 800 kg / h, and the reaction was carried out for 4 hours. The acid value of the crude esterification reaction at that time was 0.2. Under these conditions, the boiling point of methyl alcohol at a pressure of 0.88 MPa is 140 ° C., and the methyl alcohol introduced as a liquid boils and gasifies at 260 ° C. at the bottom of the reactor. The decompressor kept 180 ° C. After the completion of the reaction, the reaction solution was cooled to obtain 4,413 kg (molar yield: 98.2%) of lauric acid methyl ester having an acid value of 0.2.
[0057]
Comparative Example 1
The esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the lauric acid methyl ester and / or lauric acid condensed in the condensing device was not circulated to the reactor, and 3258 kg of lauric acid methyl ester having an acid value of 0.2 ( Molar yield 72.5%).
[0058]
Example 2
As a fatty acid, 4200 kg of beef tallow unsaturated fatty acid (manufactured by NOF CORPORATION, trade name “NAA-34”) was used, the decompressor was kept at 200 ° C., and methyl alcohol was introduced as described below. An esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1. At the start of the reaction, methanol having a water content of 3% by weight of methanol was introduced for 2 hours, and the acid value after 2 hours was 15. Then, the water content was switched to methyl alcohol of 0.05% by weight and the mixture was introduced for 2 hours to obtain 4394 kg (molar yield: 99.6% by weight) of oleic acid methyl ester having an acid value of 0.2.
[0059]
Example 3
Using 4200 kg of palm kernel oil-based oleic acid (manufactured by Acid Chem Co., Ltd., trade name "PALMAC 760"), the esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that methyl alcohol was heated to 180 ° C. and supplied in a gaseous state. As a result, 4393 kg of a palm kernel oil-based oleic acid methyl ester having an acid value of 0.2 (molar yield: 99.6%) was obtained. The obtained oleic acid methyl ester showed 89.1, which was equal to the theoretical iodine value of oleic acid methyl ester calculated from the starting oleic acid.
[0060]
Example 4
The esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 3 except that 4,200 kg of stearic acid (trade name “Stearic acid 300” manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) was used, and 4395 kg of stearic acid methyl ester having an acid value of 0.2 (molar yield) 99.6%). At this time, the entire amount of methyl alcohol generated in the latter two hours was collected in the tank. The methyl alcohol was 1500 kg and the water content was 1.5% by weight.
Next, 4200 kg of stearic acid (manufactured by Nippon Rika Co., Ltd., trade name: "stearic acid 300") was charged, and the ester was recovered in the same manner as in Example 3 using methyl alcohol having a water content of 1.5% by weight. The acid value was 13 after 2 hours. Further, methyl alcohol having a water content of 0.05% by weight was introduced for 2 hours to obtain 4395 kg (molar yield: 99.6%) of stearic acid methyl ester having an acid value of 0.2.
[0061]
Example 5
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that methyl alcohol having a water content of 2.0% by weight and the introduction time of methanol was changed to 6 hours, and 4399 kg of lauric acid methyl ester having an acid value of 0.8 ( Molar yield 97.9%).
[0062]
Example 6
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that methyl alcohol having a water content of 0.5% by weight was used, and the methanol introduction time was changed to 4 hours. Yield 98.0%).
[0063]
Example 7
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 4200 kg of sebacic acid was used as the fatty acid, to obtain 4706 kg of dimethyl sebacic acid having an acid value of 0.2 (molar yield: 98.4%).
[0064]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, a fatty acid lower alkyl ester having an acid value of a certain level or less can be efficiently obtained by non-catalytic esterification of a fatty acid and a lower alcohol.

Claims (9)

脂肪酸と低級アルコールとを無触媒エステル化反応させて脂肪酸低級アルキルエステルを製造する方法であって、該脂肪酸を反応缶中に仕込んだ後、該低級アルコールをガス状又は液状で、連続的又は間欠的に反応缶底部に導入し、加圧下、生成水を該低級アルコールと共に連続的又は間欠的に系外に除去しながら、該低級アルコール−生成水の混合蒸気中の脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルの蒸気を分縮器により凝縮させ、回収した脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキルエステルを反応系内に戻して、循環させながらエステル化反応することを特徴とする脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。A method for producing a fatty acid lower alkyl ester by subjecting a fatty acid and a lower alcohol to a non-catalytic esterification reaction, wherein the fatty acid is charged into a reaction vessel, and then the lower alcohol is converted into a gaseous or liquid form, continuously or intermittently. The fatty acid and / or fatty acid lower alkyl in the mixed vapor of the lower alcohol-produced water while continuously or intermittently removing the produced water from the system together with the lower alcohol under pressure under pressure. A method for producing a fatty acid lower alkyl ester, comprising condensing ester vapor with a decomposer, returning the recovered fatty acid and / or fatty acid lower alkyl ester to the reaction system, and performing an esterification reaction while circulating. 水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入することを特徴とする請求項1に記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。The method for producing a fatty acid lower alkyl ester according to claim 1, wherein a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less is introduced. エステル化反応粗物の酸価が20以下に到達後、水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入することを特徴とする請求項1又は2に記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。3. The fatty acid lower alkyl ester according to claim 1, wherein a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less is introduced after the acid value of the esterification reaction crude reaches 20 or less. Production method. エステル化反応粗物の酸価が20以下に到達後、水の含有量が1.0重量%以下の低級アルコールを導入した際に発生する回収低級アルコールをそのままエステル化反応粗物の酸価が20以上の該反応粗物に導入することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。After the acid value of the crude esterification reaction reaches 20 or less, the acid value of the crude esterification reaction product is reduced to the recovered lower alcohol generated when a lower alcohol having a water content of 1.0% by weight or less is introduced. The method for producing a lower alkyl ester of a fatty acid according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is introduced into 20 or more of the reaction crude products. エステル化反応粗物の酸価が5以下に到達後、水の含有量が0.2重量%以下の低級アルコールを導入することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。The lower fatty acid according to any one of claims 1 to 4, wherein a lower alcohol having a water content of 0.2% by weight or less is introduced after the acid value of the crude esterification reaction reaches 5 or less. A method for producing an alkyl ester. 低級アルコールをエステル化反応粗物1tに対して、0.1〜0.4t/hを導入することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。The method for producing a lower alkyl fatty acid ester according to any one of claims 1 to 6, wherein the lower alcohol is introduced in an amount of 0.1 to 0.4 t / h based on 1 t of the crude esterification reaction. 反応圧力が0.2〜5MPaであり、反応温度が200〜300℃であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。The method for producing a fatty acid lower alkyl ester according to any one of claims 1 to 7, wherein the reaction pressure is 0.2 to 5 MPa and the reaction temperature is 200 to 300 ° C. 脂肪酸が炭素数8〜36の飽和脂肪酸及び/又は不飽和脂肪酸であり、低級アルコールがメチルアルコールであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の脂肪酸低級アルキルエステルの製造方法。The method for producing a fatty acid lower alkyl ester according to any one of claims 1 to 7, wherein the fatty acid is a saturated fatty acid having 8 to 36 carbon atoms and / or an unsaturated fatty acid, and the lower alcohol is methyl alcohol. 請求項8に記載の製造方法により得られる酸価が1以下の脂肪酸メチルエステル。A fatty acid methyl ester having an acid value of 1 or less obtained by the production method according to claim 8.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005350628A (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Electric Power Dev Co Ltd Method for producing fatty acid alkyl ester composition
JP2006036817A (en) * 2004-07-22 2006-02-09 Kimura Chem Plants Co Ltd Method and apparatus for producing fatty acid ester
JP2007009017A (en) * 2005-06-29 2007-01-18 Kyoto Univ Method for producing fatty acid alkyl ester
JP2008007658A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Kyoto Univ Method of manufacturing fatty acid ester composition
JP2008031257A (en) * 2006-07-27 2008-02-14 Asahi Kasei Corp Method for producing diesel engine fuel
JP2009535442A (en) * 2006-04-28 2009-10-01 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド Method and apparatus for producing fatty acid alkyl ester using fatty acid
WO2011108270A1 (en) * 2010-03-03 2011-09-09 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 Fatty acid methyl ester production method and system
KR101265759B1 (en) * 2006-04-28 2013-05-20 에스케이케미칼주식회사 Method and apparatus for preparing fatty acid alkyl ester using fatty acid
JP2014529598A (en) * 2011-08-24 2014-11-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Method for producing mercaptoalkylcarboxylate
WO2015186522A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 日産化学工業株式会社 Method for producing hyperbranched aliphatic ester
JP2019052134A (en) * 2017-09-12 2019-04-04 カングー カンパニー リミテッドKwangwoo Co., Ltd. Manufacturing method of functional synthetic oil using purified aliphatic acid, and functional synthetic oil manufactured thereby

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005350628A (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Electric Power Dev Co Ltd Method for producing fatty acid alkyl ester composition
JP2006036817A (en) * 2004-07-22 2006-02-09 Kimura Chem Plants Co Ltd Method and apparatus for producing fatty acid ester
JP2007009017A (en) * 2005-06-29 2007-01-18 Kyoto Univ Method for producing fatty acid alkyl ester
KR101265759B1 (en) * 2006-04-28 2013-05-20 에스케이케미칼주식회사 Method and apparatus for preparing fatty acid alkyl ester using fatty acid
JP2009535442A (en) * 2006-04-28 2009-10-01 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド Method and apparatus for producing fatty acid alkyl ester using fatty acid
JP2008007658A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Kyoto Univ Method of manufacturing fatty acid ester composition
JP2008031257A (en) * 2006-07-27 2008-02-14 Asahi Kasei Corp Method for producing diesel engine fuel
WO2011108270A1 (en) * 2010-03-03 2011-09-09 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 Fatty acid methyl ester production method and system
JP2014529598A (en) * 2011-08-24 2014-11-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Method for producing mercaptoalkylcarboxylate
WO2015186522A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 日産化学工業株式会社 Method for producing hyperbranched aliphatic ester
JP2015229644A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 日産化学工業株式会社 Production method of multi-branched aliphatic ester
US10173958B2 (en) 2014-06-04 2019-01-08 Nissan Chemical Industries, Ltd. Method for producing multibranched aliphatic ester
JP2019052134A (en) * 2017-09-12 2019-04-04 カングー カンパニー リミテッドKwangwoo Co., Ltd. Manufacturing method of functional synthetic oil using purified aliphatic acid, and functional synthetic oil manufactured thereby

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