JP2011208021A - Process and catalyst for producing fatty acid alkyl ester - Google Patents

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Takuya Mishima
拓也 三島
Maki Tanaka
真樹 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for readily producing a fatty acid alkyl ester at a high reaction rate with a high yield without using any alkali metal catalyst, and a catalyst for producing the fatty acid alkyl ester.SOLUTION: The method for producing a fatty acid alkyl ester includes reacting triglyceride and alcohol in the presence of a catalyst, wherein the catalyst is a catalyst solution obtained by stirring and mixing a basic calcium compound and a specific quaternary ammonium salt, and removing a solid material from the resulting mixture solution.

Description

本発明は、石鹸の製造原料、高級アルコールや界面活性剤などの合成原料、及び燃料などとして有用な脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステル製造用触媒に関するものである。   The present invention relates to a raw material for producing soap, a synthetic raw material such as a higher alcohol and a surfactant, a method for producing a fatty acid alkyl ester useful as a fuel, and a catalyst for producing a fatty acid alkyl ester.

脂肪酸アルキルエステルは、石鹸の製造原料、高級アルコールや界面活性剤などの合成原料、及び燃料などとして広く利用されている。脂肪酸アルキルエステルを得る方法としては、例えば、トリグリセリドとメタノールを、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物や、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラートなどのアルカリ金属アルコラートなどのアルカリ金属触媒存在下でエステル交換反応させることによって製造することができる(特許文献1)。   Fatty acid alkyl esters are widely used as raw materials for soap production, synthetic raw materials such as higher alcohols and surfactants, and fuels. Examples of methods for obtaining fatty acid alkyl esters include triglycerides and methanol, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and alkali metal catalysts such as alkali metal alcoholates such as sodium methylate and sodium ethylate. It can manufacture by making it transesterify below (patent document 1).

しかし、トリグリセリドとメタノールとのエステル交換反応によって脂肪酸アルキルエステルを製造する際にアルカリ金属触媒を用いる場合、生成した脂肪酸アルキルエステルを含む混合物に、触媒として用いたアルカリ金属は溶解してしまう。このアルカリ金属が残留した状態で脂肪酸アルキルエステルを、例えば、ディーゼルエンジンの燃料として使用した場合、アルカリ金属は燃料系部品の金属部分にデポジットとして蓄積され、燃料流量を低下させ、出力低下、排ガス悪化の原因となる。このため、アルカリ金属を除去するための数回の水洗工程を別途必要とし、廃水処理の問題や製造コストが高くなるという問題が生じる。   However, when an alkali metal catalyst is used when producing a fatty acid alkyl ester by transesterification of triglyceride and methanol, the alkali metal used as the catalyst is dissolved in the mixture containing the produced fatty acid alkyl ester. When the fatty acid alkyl ester is used as a fuel for a diesel engine, for example, with the alkali metal remaining, the alkali metal accumulates as a deposit in the metal part of the fuel system parts, lowering the fuel flow rate, lowering the output, worsening the exhaust gas Cause. For this reason, several water washing processes for removing an alkali metal are separately required, and there arises a problem of wastewater treatment and a high manufacturing cost.

このような事情から、脂肪酸アルキルエステルを含む混合液に対する溶解性が低い触媒である塩基性カルシウム化合物を用いることが検討されている。例えば、アルカリ金属触媒を用いずに、トリグリセリドとメタノールからエステル交換反応によって脂肪酸アルキルエステル得る方法として、特許文献2には、酸化カルシウム又は水酸化カルシウムをエステル交換反応の触媒に用いることが記載されている。また、特許文献3及び4には、特定の条件下で炭酸カルシウム等を焼成して得られる高活性の酸化カルシウムを触媒として用いる方法が記載されている。さらに、特許文献5には、酸化カルシウムをアルコール中で活性化処理したものを触媒として用いる方法が記載されている。またさらに、特許文献6には、カルシウムメトキシド粉末を触媒として用いる方法が記載されている。   Under such circumstances, it has been studied to use a basic calcium compound which is a catalyst having low solubility in a mixed liquid containing a fatty acid alkyl ester. For example, as a method for obtaining a fatty acid alkyl ester from a triglyceride and methanol by transesterification without using an alkali metal catalyst, Patent Document 2 describes that calcium oxide or calcium hydroxide is used as a catalyst for transesterification. Yes. Patent Documents 3 and 4 describe a method in which highly active calcium oxide obtained by firing calcium carbonate or the like under specific conditions is used as a catalyst. Furthermore, Patent Document 5 describes a method using calcium oxide activated in alcohol as a catalyst. Furthermore, Patent Document 6 describes a method using calcium methoxide powder as a catalyst.

特開昭56−120799号公報JP-A 56-120799 特開2001−271090号公報JP 2001-271090 A WO2006/134845号公報WO2006 / 134845 WO2008/090987号公報WO2008 / 090987 WO2007/088702号公報WO2007 / 088702 WO2009/107739号公報WO2009 / 107739

しかしながら、いずれの方法においても、酸化カルシウム等の塩基性カルシウム化合物を触媒として用いた場合は、エステル交換反応の反応速度が遅く、脂肪酸アルキルエステルを効率的に得ることができないという問題がある。また、エステル交換反応後に得られた反応混合物中に、塩基性カルシウム化合物が多量に残存するため、反応混合物からグリセリンを静置分離する際に脂肪酸アルキルエステル層とグリセリン層の分離性が低下し、グリセリン層の抜き出しにも支障をきたすという問題がある。さらに、得られた脂肪酸アルキルエステル生成物に多量のカルシウムが含まれるため、カルシウムを除去するためのキレート剤などを用いたカルシウム除去工程が必要となり、製造工程が複雑となるという問題がある。   However, in any method, when a basic calcium compound such as calcium oxide is used as a catalyst, there is a problem that the reaction rate of the transesterification reaction is slow and the fatty acid alkyl ester cannot be obtained efficiently. In addition, in the reaction mixture obtained after the transesterification reaction, a large amount of basic calcium compound remains, so when separating glycerol from the reaction mixture, the separability of the fatty acid alkyl ester layer and the glycerol layer is reduced, There is a problem that the extraction of the glycerin layer is also hindered. Furthermore, since a large amount of calcium is contained in the obtained fatty acid alkyl ester product, a calcium removal step using a chelating agent or the like for removing calcium is necessary, and there is a problem that the production process becomes complicated.

そこで、本発明は、塩基性カルシウム化合物を触媒として、速い反応速度でかつ高収率で簡単に脂肪酸アルキルエステルを製造することができる、脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステル製造用触媒を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a method for producing a fatty acid alkyl ester and a catalyst for producing a fatty acid alkyl ester, which can easily produce a fatty acid alkyl ester at a high reaction rate and in a high yield using a basic calcium compound as a catalyst. The purpose is to do.

以上の目的を達成するため、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、トリグリセリドとアルコールとを触媒存在下で反応させて脂肪酸アルキルエステルを製造する方法において、触媒として塩基性カルシウム化合物及び特定の4級アンモニウム塩とを撹拌混合して、得られた混合溶液から固形物を除去した触媒溶液を用いることにより、アルカリ金属触媒を用いずに、速い反応速度で、かつ高収率で簡単に脂肪酸アルキルエステルを製造することができることを見出した。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted extensive research. As a result, in the method for producing a fatty acid alkyl ester by reacting triglyceride and alcohol in the presence of a catalyst, a basic calcium compound and a specific compound are used as a catalyst. By using a catalyst solution obtained by stirring and mixing with a quaternary ammonium salt and removing solids from the obtained mixed solution, it can be easily obtained at a high reaction rate and in a high yield without using an alkali metal catalyst. It has been found that fatty acid alkyl esters can be produced.

すなわち、本発明は、トリグリセリドとアルコールとを触媒存在下で反応させて脂肪酸アルキルエステルを製造する方法であって、前記触媒は、塩基性カルシウム化合物と、下記式(1)又は下記式(2)で表される少なくとも1つの化合物とを撹拌混合して、得られた混合溶液から固形物を除去した触媒溶液であることを特徴とする脂肪酸アルキルエステルの製造方法である。   That is, the present invention is a method for producing a fatty acid alkyl ester by reacting triglyceride and alcohol in the presence of a catalyst, wherein the catalyst comprises a basic calcium compound, the following formula (1) or the following formula (2). And a catalyst solution obtained by removing solids from the obtained mixed solution by stirring and mixing with at least one compound represented by the formula:

また、本発明は、トリグリセリドとアルコールとを反応させて脂肪酸アルキルエステルを製造する際に用いられる脂肪酸アルキルエステル製造用触媒において、塩基性カルシウム化合物と、上記式(1)又は上記式(2)で表される少なくとも1つの化合物とを撹拌混合して、得られた混合溶液から固形物を除去した触媒溶液が含まれることを特徴とする脂肪酸アルキルエステル製造用触媒である。   The present invention also provides a catalyst for producing a fatty acid alkyl ester used for producing a fatty acid alkyl ester by reacting a triglyceride and an alcohol, wherein the basic calcium compound and the above formula (1) or the above formula (2) A catalyst for producing a fatty acid alkyl ester comprising a catalyst solution obtained by stirring and mixing at least one compound represented to remove solids from the obtained mixed solution.

以上のように、本発明によれば、塩基性カルシウム化合物を触媒として、速い反応速度でかつ高収率で簡単に脂肪酸アルキルエステルを製造することができる、脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステル製造用触媒を提供することができる。   As described above, according to the present invention, a fatty acid alkyl ester production method and a fatty acid alkyl ester can be easily produced at a high reaction rate and in a high yield using a basic calcium compound as a catalyst. A production catalyst can be provided.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステルの製造用触媒において用いられるトリグリセリドとしては、下記式(3)で表されるものが好ましい。式中、R、R及びRは、6乃至24個の炭素原子を含有する脂肪族炭化水素基であればよく、R、R及びRは、飽和脂肪族炭化水素基であってもよいし、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよい。さらに、R、R及びRは、ヒドロキシ基を含むものであってもよい。 As the triglyceride used in the method for producing a fatty acid alkyl ester and the catalyst for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention, those represented by the following formula (3) are preferable. In the formula, R 1 , R 2 and R 3 may be aliphatic hydrocarbon groups containing 6 to 24 carbon atoms, and R 1 , R 2 and R 3 are saturated aliphatic hydrocarbon groups. It may be an unsaturated aliphatic hydrocarbon group. Furthermore, R 1 , R 2 and R 3 may contain a hydroxy group.

CH(OCOR)−CH(OCOR)−CHOCOR …(3) CH 2 (OCOR 1) -CH ( OCOR 2) -CH 2 OCOR 3 ... (3)

トリグリセリドは、植物油や動物油等の天然油脂に含まれるものや化学的に合成されたものなど様々のものを用いることができ、特にバイオマス由来であることが好ましい。   As the triglyceride, various substances such as those contained in natural fats and oils such as vegetable oils and animal oils and chemically synthesized oils can be used, and it is particularly preferable that they are derived from biomass.

植物油及び動物油としては、魚油、牛脂や豚脂等の獣油、並びに、サフラワー油、ひまわり油、アマニ油、大豆(ダイズ)油、菜種(なたね)油、綿実油、オリーブ油、パーム油、コーン油、ゴマ油、ヒマシ油、米油、及びヤトロファ油等の植物油が挙げられる。これらの油脂は1種のみを使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。さらに、これらの油脂は天ぷら油等の廃油(廃食油)であってもよい。   Vegetable oil and animal oil include fish oil, animal oil such as beef tallow and lard, safflower oil, sunflower oil, linseed oil, soybean (soybean) oil, rapeseed (rapeseed) oil, cottonseed oil, olive oil, palm oil, corn And vegetable oils such as oil, sesame oil, castor oil, rice oil, and Jatropha oil. These fats and oils may use only 1 type, and may mix and use 2 or more types. Furthermore, these fats and oils may be waste oil (waste cooking oil) such as tempura oil.

廃油を用いる場合には、予めフィルタープレス等の既知の濾過機を用いて不純物を除去することが好ましい。この際、活性白土、珪藻土、ゼオライト、活性炭、酸性白土、ベントナイト、シリカ系吸着剤、シリカ−アルミナ化合物、炭酸カルシウム、骨灰、パーライト、セルロース、マグネシア、アルミナ、及び石膏等の既知の濾材を用いることもできる。この濾材の量は、廃油の種類や廃油中に含まれる不純物の量等に応じて適宜設定することができる。   When waste oil is used, it is preferable to remove impurities using a known filter such as a filter press in advance. At this time, use known filter media such as activated clay, diatomaceous earth, zeolite, activated carbon, acidic clay, bentonite, silica-based adsorbent, silica-alumina compound, calcium carbonate, bone ash, perlite, cellulose, magnesia, alumina, and gypsum. You can also. The amount of the filter medium can be appropriately set according to the type of waste oil, the amount of impurities contained in the waste oil, and the like.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステルの製造用触媒において用いられるアルコールは、下記式(4)で表されるものが好ましい。   The alcohol used in the method for producing a fatty acid alkyl ester and the fatty acid alkyl ester production catalyst according to the present invention is preferably one represented by the following formula (4).

OH …(4) R 4 OH (4)

式中、Rは、炭素数1乃至24の飽和脂肪族炭化水素基であることが好ましい。このようなアルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、及びn−ブタノールなどの1級アルコール、イソプロパノール、及びsec-ブタノールなどの2級アルコール、並びにtert−ブタノールなどの3級アルコールを用いることができる。この中では、メタノール及びエタノールが好ましく、メタノールが特に好ましい。 In the formula, R 4 is preferably a saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms. As such alcohols, primary alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and n-butanol, secondary alcohols such as isopropanol and sec-butanol, and tertiary alcohols such as tert-butanol may be used. it can. In this, methanol and ethanol are preferable and methanol is especially preferable.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法において、式(3)で表されるトリグリセリドと、式(4)で表されるアルコールとを反応させた場合、下記式(5)乃至(7)で表される脂肪酸アルキルエステルを得ることができる。   In the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention, when the triglyceride represented by the formula (3) is reacted with the alcohol represented by the formula (4), the following formulas (5) to (7) are used. Fatty acid alkyl esters can be obtained.

COOR …(5) R 1 COOR 4 (5)

COOR …(6) R 2 COOR 4 (6)

COOR …(7) R 3 COOR 4 (7)

式(5)乃至(7)で表される脂肪酸アルキルエステルにおいて、R乃至Rは、式(3)及び式(4)と同じである。Rが前述した範囲のものは、エステル交換反応によって得られる式(5)乃至(7)で表される脂肪酸アルキルエステルを様々な用途として良好に使用することができる。 In the fatty acid alkyl ester represented by the formulas (5) to (7), R 1 to R 4 are the same as those in the formulas (3) and (4). In the case where R 4 is in the above-described range, the fatty acid alkyl ester represented by the formulas (5) to (7) obtained by the transesterification can be favorably used for various purposes.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法において、トリグリセリドとアルコールとの反応の温度条件は50℃以上であることが好ましい。温度条件が50℃より過度に低いと、脂肪酸アルキルエステルの収率が低くなる。より好ましい温度範囲は、アルコールがメタノール、エタノール、プロパノール等であれば、50乃至100℃である。トリグリセリドとアルコールの割合は、トリグリセリド1モルに対して、アルコール4〜150モルであることが好ましく、5〜60モルであることがさらに好ましい。   In the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention, the temperature condition for the reaction of triglyceride and alcohol is preferably 50 ° C. or higher. When the temperature condition is excessively lower than 50 ° C., the yield of the fatty acid alkyl ester is lowered. A more preferable temperature range is 50 to 100 ° C. when the alcohol is methanol, ethanol, propanol or the like. The proportion of triglyceride and alcohol is preferably 4 to 150 mol of alcohol, more preferably 5 to 60 mol, per 1 mol of triglyceride.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法においては、触媒溶液存在下で反応を行う。触媒溶液は、まず、塩基性カルシウム化合物と、式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物とを撹拌混合し、次に、得られた混合溶液から固形物を除去することによって得ることができる。   In the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention, the reaction is carried out in the presence of a catalyst solution. The catalyst solution is prepared by first stirring and mixing a basic calcium compound and at least one compound represented by the formula (1) or (2), and then removing solids from the obtained mixed solution. Can be obtained by:

塩基性カルシウム化合物としては、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、カルシウムメトキシド等のカルシウムアルコキシド、及びカルシウムメトキシドの水和物等のカルシウムアルコキシドの水和物が挙げられる。これらの中では、酸化カルシウム、及びカルシウムメトキシド等のカルシウムアルコキシドが好ましく、カルシウムメトキシドがさらに好ましい。塩基性カルシウム化合物の平均粒子径は、1〜100μmであることが好ましく、1〜50μmであることがさらに好ましい。塩基性カルシウム化合物の使用量は、トリグリセリド1モルに対して、0.01〜0.3モルであることが好ましい。   Examples of the basic calcium compound include calcium alkoxides such as calcium oxide, calcium hydroxide, and calcium methoxide, and hydrates of calcium alkoxide such as hydrates of calcium methoxide. Among these, calcium oxide and calcium alkoxide such as calcium methoxide are preferable, and calcium methoxide is more preferable. The average particle size of the basic calcium compound is preferably 1 to 100 μm, and more preferably 1 to 50 μm. It is preferable that the usage-amount of a basic calcium compound is 0.01-0.3 mol with respect to 1 mol of triglycerides.

塩基性カルシウム化合物と混合される化合物は、式(1)に表されるビス4級アンモニウム炭酸塩又は式(2)で表される4級アンモニウムモノアルキル炭酸塩である。   The compound mixed with the basic calcium compound is a bis quaternary ammonium carbonate represented by the formula (1) or a quaternary ammonium monoalkyl carbonate represented by the formula (2).

式(1)及び式(2)において、R乃至Rは、各々独立した炭素数1乃至24の炭化水素基であり、炭素数1乃至18の炭化水素基であることが好ましい。R乃至Rのいずれか2個又は3個が互いに結合して炭素、酸素、又は窒素原子を介したヘテロ環や縮合環を形成していてもよい。前記炭化水素基は、直鎖、分枝、又は環式の脂肪族炭化水素基であっても芳香族炭化水素基であってもよく、本発明の効果を損なわない範囲で置換基を有していてもよい。 In Formula (1) and Formula (2), R 5 to R 9 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and preferably a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. Any two or three of R 5 to R 8 may be bonded to each other to form a heterocycle or condensed ring via a carbon, oxygen, or nitrogen atom. The hydrocarbon group may be a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and has a substituent as long as the effects of the present invention are not impaired. It may be.

乃至Rのいずれか2個または3個が形成するヘテロ環としては、例えば、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、ピリジン、イミダゾール、イミダゾリン、ピラゾール、ピロール、ピロリン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、及び1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンなどの各種へテロ環が挙げられる。R乃至Rのうちの3個が炭素又は窒素原子を介したヘテロ環を形成している具体例としては、下記式(8)や下記式(9)に示した炭酸塩が挙げられる。下記式(8)及び下記式(9)中のRは、炭化水素基、アミノ基、ハロゲン基、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、フェニル基、及びヒドロキシル基などが挙げられる。具体的なRとしては、4−ジメチルアミノ基などが挙げられる。Rは、ヘテロ環の任意の位置に結合している。 Examples of the heterocyclic ring formed by any two or three of R 5 to R 8 include, for example, pyrrolidine, piperidine, morpholine, pyridine, imidazole, imidazoline, pyrazole, pyrrole, pyrroline, 1,4-diazabicyclo [2.2. .2] various heterocycles such as octane, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene. . Specific examples of three of R 5 to R 8 forming a heterocycle via a carbon or nitrogen atom include the carbonates shown in the following formula (8) and the following formula (9). Examples of R in the following formula (8) and the following formula (9) include a hydrocarbon group, an amino group, a halogen group, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group, a phenyl group, and a hydroxyl group. Specific examples of R include 4-dimethylamino group. R is bonded to any position of the heterocycle.

式(1)で表される化合物の具体例としては、ビストリエチルメチルアンモニウム炭酸塩、ビス(1−メチル−4−ジメチルアミノピリジニウム)炭酸塩、ビス(1,1−ジメチルピロリジニウム)炭酸塩、ビス(4,4−ジメチルモルホリジウム)炭酸塩、及びビス(1−エチル−1−メチルピロリジニウム)炭酸塩などが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (1) include bistriethylmethylammonium carbonate, bis (1-methyl-4-dimethylaminopyridinium) carbonate, bis (1,1-dimethylpyrrolidinium) carbonate. Bis (4,4-dimethylmorpholidium) carbonate, bis (1-ethyl-1-methylpyrrolidinium) carbonate, and the like.

式(2)で表される化合物の具体例としては、トリエチルメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩、1−メチル−4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジニウムモノメチル炭酸塩、N,N−ジメチルモルホリウムモノメチル炭酸塩、N,N−ジメチルアミノピペリジニウムモノメチル炭酸塩、テトラメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩、ジエチルジメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩、トリエチルメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩、トリオクチルメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩、及びN−(2−ヒドロキシエチル)−N,N,N−トリメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩などが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (2) include triethylmethylammonium monomethyl carbonate, 1-methyl-4- (N, N-dimethylamino) pyridinium monomethyl carbonate, N, N-dimethylmorpholium monomethyl. Carbonate, N, N-dimethylaminopiperidinium monomethyl carbonate, tetramethylammonium monomethyl carbonate, diethyldimethylammonium monomethyl carbonate, triethylmethylammonium monomethyl carbonate, trioctylmethylammonium monomethyl carbonate, and N- (2 -Hydroxyethyl) -N, N, N-trimethylammonium monomethyl carbonate and the like.

式(8)で表される化合物の具体例としては、ビス(1−メチル)ピリジニウム炭酸塩、及びビス(1−メチル,4−ジメチルアミノ)ピリジニウム炭酸塩などが挙げられる。式(9)で表される化合物の具体例としては、1−メチルピリジニウムモノメチル炭酸塩、及び(1−メチル,4−ジメチルアミノ)ピリジニウムモノメチル炭酸塩などが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (8) include bis (1-methyl) pyridinium carbonate and bis (1-methyl, 4-dimethylamino) pyridinium carbonate. Specific examples of the compound represented by the formula (9) include 1-methylpyridinium monomethyl carbonate and (1-methyl, 4-dimethylamino) pyridinium monomethyl carbonate.

式(1)及び式(2)で表される化合物については、以下のように製造することができる。式(1)で表される化合物は、例えば、式(1)におけるR〜Rを置換基として有する3級アミン1モルに対し、式(1)におけるRをアルキル基として有する炭酸ジアルキル0.5モルを混合して反応させる。反応の際にメタノールなどの溶媒を用いてもよい。反応温度は100乃至180℃が好適である。 About the compound represented by Formula (1) and Formula (2), it can manufacture as follows. The compound represented by Formula (1) is, for example, dialkyl carbonate having R 8 in Formula (1) as an alkyl group with respect to 1 mol of tertiary amine having R 5 to R 7 as a substituent in Formula (1). 0.5 mol is mixed and reacted. In the reaction, a solvent such as methanol may be used. The reaction temperature is preferably 100 to 180 ° C.

他方、式(2)で表される化合物は、例えば、式(2)におけるR〜Rを置換基として有する3級アミン1モルと、式(2)におけるRをアルキル基として有する炭酸ジアルキル1モル以上とを混合して反応させる。反応の際にメタノールなどの溶媒を用いてもよい。反応温度は100乃至180℃が好適である。式(8)及び式(9)で表される化合物も、上記と同様にして得ることができる。なお、式(1)及び式(2)の製造方法については上記に限定されず、3級アミンと炭酸ジアルキルの種類に応じて、3級アミンと炭酸ジアルキルのモル比、反応温度や溶媒などが適宜設定される。 On the other hand, the compound represented by the formula (2) includes, for example, 1 mol of a tertiary amine having R 5 to R 7 as a substituent in the formula (2) and R 8 in the formula (2) as an alkyl group. A mixture of 1 mol or more of dialkyl is reacted. In the reaction, a solvent such as methanol may be used. The reaction temperature is preferably 100 to 180 ° C. Compounds represented by formula (8) and formula (9) can also be obtained in the same manner as described above. In addition, about the manufacturing method of Formula (1) and Formula (2), it is not limited to the above, According to the kind of tertiary amine and dialkyl carbonate, the molar ratio of tertiary amine and dialkyl carbonate, reaction temperature, a solvent, etc. Set as appropriate.

塩基性カルシウム化合物と式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物とを混合すると、塩基性カルシウム化合物、又は式(1)若しくは式(2)で表される少なくとも1つの化合物を単独で用いる場合に比べてトリグリセリドとアルコールとの反応速度を向上させることができる。   When a basic calcium compound and at least one compound represented by formula (1) or formula (2) are mixed, a basic calcium compound, or at least one compound represented by formula (1) or formula (2) The reaction rate of triglyceride and alcohol can be improved as compared with the case where is used alone.

塩基性カルシウム化合物と式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物との混合割合は、塩基性カルシウム化合物1モルに対して、式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物が1.0モル以上であることが好ましく、1.0〜10モルであることがさらに好ましく、1.0〜5モルであることが特に好ましい。   The mixing ratio of the basic calcium compound and at least one compound represented by the formula (1) or the formula (2) is represented by the formula (1) or the formula (2) with respect to 1 mol of the basic calcium compound. The at least one compound is preferably 1.0 mol or more, more preferably 1.0 to 10 mol, and particularly preferably 1.0 to 5 mol.

塩基性カルシウム化合物と、式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物との撹拌混合は一般的な手段を用いて行うことができ、例えば、マグネチックスターラー等の各種撹拌機を用いて撹拌混合することができる。   The stirring and mixing of the basic calcium compound and at least one compound represented by the formula (1) or the formula (2) can be performed using a general means, for example, various stirrers such as a magnetic stirrer. Can be mixed with stirring.

撹拌混合は、塩基性カルシウム化合物、及び式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物を溶媒存在下で撹拌混合することが好ましい。溶媒は、塩基性カルシウム化合物、式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物、並びに脂肪酸アルキルエステルの製造に用いられるトリグリセリド及びアルコールと不活性なものが好ましく、脂肪酸アルキルエステルの製造に用いられるアルコールと同じアルコールがさらに好ましく、メタノールであることが特に好ましい。   In the stirring and mixing, it is preferable to stir and mix the basic calcium compound and at least one compound represented by the formula (1) or the formula (2) in the presence of a solvent. The solvent is preferably a basic calcium compound, at least one compound represented by formula (1) or formula (2), and a triglyceride and an alcohol that are inactive with the fatty acid alkyl ester. The same alcohol as that used for the production is more preferred, and methanol is particularly preferred.

溶媒の添加量は、下記式Aにおいて、塩基性カルシウム化合物濃度が、1〜40質量%となるように添加するのが好ましく、3〜20質量%となるように添加するのがさらに好ましく、3〜10質量%となるように添加するのが特に好ましい。   The amount of the solvent added is preferably such that the basic calcium compound concentration is 1 to 40% by mass, more preferably 3 to 20% by mass in Formula A below. It is particularly preferable to add so that it becomes 10 mass%.

塩基性カルシウム化合物濃度(質量%)=塩基性カルシウム化合物/(溶媒+式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物)×100 …(式A) Basic calcium compound concentration (mass%) = basic calcium compound / (solvent + at least one compound represented by formula (1) or formula (2)) × 100 (formula A)

溶媒の他に、脂肪酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩を添加してもよい。これらを添加することにより、反応速度を一段と向上させて高収率で脂肪酸メチルエステルを製造することができる。上記脂肪酸としては、6乃至24個の炭素原子を含有する脂肪酸が挙げられ、具体的には、ステアリン酸などが挙げられる。上記アルカリ金属としては、ナトリウム、及びカリウムが挙げられ、アルカリ土類金属としては、カルシウム、及びマグネシウムが挙げられる。   In addition to the solvent, an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of a fatty acid may be added. By adding these, the reaction rate can be further improved and the fatty acid methyl ester can be produced in a high yield. Examples of the fatty acid include fatty acids containing 6 to 24 carbon atoms, and specific examples include stearic acid. Examples of the alkali metal include sodium and potassium, and examples of the alkaline earth metal include calcium and magnesium.

撹拌混合の温度は、式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物の分解温度未満であればよい。撹拌混合に溶媒を用いており、かつ前記分解温度が溶媒の沸点より高い場合は、室温から溶媒の沸点未満の温度で撹拌混合を行えばよい。通常は、室温で撹拌混合を行えば問題ない。   The temperature of stirring and mixing may be lower than the decomposition temperature of at least one compound represented by formula (1) or formula (2). When a solvent is used for stirring and the decomposition temperature is higher than the boiling point of the solvent, stirring and mixing may be performed at a temperature from room temperature to less than the boiling point of the solvent. Usually, there is no problem if stirring and mixing are performed at room temperature.

撹拌混合の時間は、一般的には3分以上3時間以下である。例えば、塩基性カルシウム化合物がカルシウムメトキシドである場合、室温下、内容積100mLの容器中、カルシウムメトキシド(平均粒子径0.1〜10μm)濃度3〜8質量%、メタノールとメチル(メチルトリエチルアンモニウム)カーボネートの合計量40〜50mL、スターラー回転速度100〜300rpmの条件において、撹拌混合時間は3分以上3時間以下であることが好ましく、10分以上2時間以下であることがさらに好ましく、20分以上1時間以下であることが特に好ましい。あまり長時間撹拌すると非経済的であり好ましくない。本発明では、少なくともこの条件下におけるのと同等の固液接触効果を与える条件で撹拌混合を行うことが好ましい。   The time for stirring and mixing is generally 3 minutes or longer and 3 hours or shorter. For example, when the basic calcium compound is calcium methoxide, in a container having an internal volume of 100 mL at room temperature, the concentration of calcium methoxide (average particle size 0.1 to 10 μm) is 3 to 8% by mass, methanol and methyl (methyltriethyl). In the condition of a total amount of ammonium) carbonate of 40 to 50 mL and a stirrer rotation speed of 100 to 300 rpm, the stirring and mixing time is preferably 3 minutes to 3 hours, more preferably 10 minutes to 2 hours, It is particularly preferable that the time be from 1 minute to 1 hour. Stirring for too long is uneconomical and undesirable. In the present invention, it is preferable to carry out stirring and mixing under conditions that give at least a solid-liquid contact effect equivalent to that under these conditions.

撹拌混合時の圧力は特に制限はなく、例えば、常圧下で行うことができる。撹拌混合は、塩基性カルシウム化合物の吸湿や炭酸化を抑えられる雰囲気下、例えば、窒素雰囲気下で行うことが好ましいが、通常は大気下で行うことで差し支えない。   The pressure at the time of stirring and mixing is not particularly limited, and can be performed, for example, under normal pressure. The stirring and mixing is preferably performed in an atmosphere in which moisture absorption and carbonation of the basic calcium compound can be suppressed, for example, in a nitrogen atmosphere, but may be normally performed in the air.

塩基性カルシウム化合物がカルシウムメトキシドである場合の撹拌混合の好ましい具体例について説明する。まず、酸化カルシウムからカルシウムメトキシド懸濁液を特許文献6に記載のように調製する。得られたカルシウムメトキシド懸濁液に式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物を上記の割合で添加し、上記のような固液接触効果を与える撹拌混合条件下にて撹拌混合を行う。酸化カルシウムからカルシウムメトキシドを調製する際に式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物を添加して、カルシウムメトキシドの調製と撹拌混合を同時に行ってもよい。   A preferred specific example of stirring and mixing in the case where the basic calcium compound is calcium methoxide will be described. First, a calcium methoxide suspension is prepared from calcium oxide as described in Patent Document 6. At least one compound represented by formula (1) or formula (2) is added to the obtained calcium methoxide suspension at the above ratio, and under stirring and mixing conditions that give the solid-liquid contact effect as described above. Stir and mix. When preparing calcium methoxide from calcium oxide, at least one compound represented by formula (1) or formula (2) may be added, and calcium methoxide may be prepared and stirred at the same time.

上記撹拌混合によって得られた混合溶液から固形分を除去する手段としては、例えば、濾過、及び遠心分離が挙げられる。固形分は、完全に除去されている必要はないが、混合溶液から固形分を除去した触媒溶液中のカルシウム濃度は、5000質量ppm以下であることが好ましく、3000質量ppm以下であることがさらに好ましい。塩基性カルシウム化合物と式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物との撹拌混合は、撹拌混合して得られた混合溶液から固形物を除去した触媒溶液中のカルシウム濃度がこの範囲になるように行うことが好ましい。   Examples of means for removing the solid content from the mixed solution obtained by stirring and mixing include filtration and centrifugation. The solid content does not need to be completely removed, but the calcium concentration in the catalyst solution obtained by removing the solid content from the mixed solution is preferably 5000 ppm by mass or less, and more preferably 3000 ppm by mass or less. preferable. In the stirring and mixing of the basic calcium compound and at least one compound represented by the formula (1) or (2), the calcium concentration in the catalyst solution obtained by removing solids from the mixed solution obtained by stirring and mixing is It is preferable to carry out within this range.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法においては、トリグリセリドとアルコールとを前記触媒溶液の存在下で反応させることにより、脂肪酸アルキルエステルを含む脂肪酸アルキルエステル混合物(反応混合物)が得られる。脂肪酸アルキルエステル混合物は、不純物としてグリセリンを含んでいるので、本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法は、グリセリンを脂肪酸アルキルエステル混合物から分離する分離工程を備えるのが好ましい。分離工程は、例えば、静置分離や遠心分離が挙げられるが、静置分離が好ましい。   In the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention, a fatty acid alkyl ester mixture (reaction mixture) containing a fatty acid alkyl ester is obtained by reacting triglyceride and alcohol in the presence of the catalyst solution. Since the fatty acid alkyl ester mixture contains glycerin as an impurity, the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention preferably includes a separation step of separating glycerin from the fatty acid alkyl ester mixture. Examples of the separation step include static separation and centrifugal separation, and static separation is preferable.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法は、分離工程で得られた脂肪酸アルキルエステルを、必要であれば、活性白土、珪藻土、ゼオライト、活性炭、酸性白土、ベントナイト、シリカ系吸着剤、シリカ−アルミナ化合物、炭酸カルシウム、骨灰、パーライト、セルロース、マグネシア、アルミナ、又は石膏等の既知の濾材を用いてろ過するろ過工程を備える。この濾材の量は生成した脂肪酸アルキルエステル混合物の状態により変わるが、分離工程で得られた脂肪酸アルキルエステルの1〜20質量%である。   The method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention comprises, if necessary, an activated clay, diatomaceous earth, zeolite, activated carbon, acidic clay, bentonite, silica-based adsorbent, silica-alumina. It includes a filtration step of filtering using a known filter medium such as a compound, calcium carbonate, bone ash, perlite, cellulose, magnesia, alumina, or gypsum. The amount of the filter medium varies depending on the state of the produced fatty acid alkyl ester mixture, but is 1 to 20% by mass of the fatty acid alkyl ester obtained in the separation step.

また、本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法は、必要であれば、水洗工程を備えていてもよいし、燐酸、亜燐酸、次燐酸、次亜燐酸、ピロ燐酸、メタ燐酸、硫酸、ピロ硫酸、炭酸ガス、塩酸、酢酸、及びシュウ酸からなる群から選ばれる1種類又は2種類以上の酸及び水を分離工程で得られた脂肪酸アルキルエステルに添加・混合する中和・洗浄工程を備えていてもよい。   In addition, the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention may include a water washing step if necessary, or phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphoric acid, hypophosphorous acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, sulfuric acid, pyro Provided with a neutralization / washing step of adding / mixing one or more acids selected from the group consisting of sulfuric acid, carbon dioxide, hydrochloric acid, acetic acid and oxalic acid and water to the fatty acid alkyl ester obtained in the separation step It may be.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法において、製造される式(5)乃至(7)で表される脂肪酸アルキルエステルは、燃料、高品質の石鹸及び高級アルコールの原料など様々な用途として使用することができる。   In the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention, the produced fatty acid alkyl ester represented by the formulas (5) to (7) is used for various uses such as fuels, high-quality soaps and higher alcohol raw materials. be able to.

本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステル製造用触媒によれば、触媒として、塩基性カルシウム化合物及び式(1)又は式(2)で表される少なくとも1つの化合物を撹拌混合して、固形物を取り除いているが、塩基性カルシウム化合物を触媒とする従来の方法に比べ、トリグリセリドとアルコールとの反応速度を著しく向上させることができ、高い収率で効率よく脂肪酸アルキルエステルを得ることができる。また、前記分離工程では、脂肪酸アルキルエステルとグリセリンを容易に静置分離することができ、グリセリンの抜き出しも支障なく行える。さらに、得られる脂肪酸アルキルエステル中のカルシウム濃度は、カルシウム除去操作を特に行わなくてもEN規格を満たすことができるようになる。   According to the method for producing a fatty acid alkyl ester and the catalyst for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention, as a catalyst, a basic calcium compound and at least one compound represented by formula (1) or formula (2) are stirred and mixed. Although solids are removed, the reaction rate of triglyceride and alcohol can be remarkably improved compared to conventional methods using a basic calcium compound as a catalyst, and fatty acid alkyl esters are efficiently obtained in high yield. be able to. In the separation step, the fatty acid alkyl ester and glycerin can be easily left and separated, and the glycerin can be extracted without hindrance. Furthermore, the calcium concentration in the fatty acid alkyl ester obtained can satisfy the EN standard without any special calcium removal operation.

また、本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステル製造用触媒によれば、アルカリ金属触媒を用いていないので、アルカリ金属を除去するための数回の水洗工程を別途必要とせず、低酸価の脂肪酸アルキルエステルを得ることができる。   Further, according to the fatty acid alkyl ester production method and fatty acid alkyl ester production catalyst according to the present invention, since an alkali metal catalyst is not used, several separate water washing steps for removing the alkali metal are not required, A fatty acid alkyl ester having a low acid value can be obtained.

さらに、後処理工程は、必要であれば、活性白土などを用いたろ過工程、あるいは一度の中和・水洗工程だけで済み、大きな問題が生じることはない。   Furthermore, if necessary, the post-treatment process may be a filtration process using activated clay or the like, or a single neutralization / water washing process, and no major problems occur.

次に、本発明に係る脂肪酸アルキルエステルの製造方法の実施例について説明する。本実施例において用いられる塩基性カルシウム化合物、並びに式(1)及び式(2)で表された化合物は、以下のように製造した。   Next, examples of the method for producing a fatty acid alkyl ester according to the present invention will be described. The basic calcium compound used in this example and the compounds represented by formula (1) and formula (2) were produced as follows.

(製造例1:カルシウムメトキシド)
重質炭酸カルシウムを大気下で焼成して製造した酸化カルシウム(宇部マテリアルズ製生石灰)2.625gを、ロッキングミルにより、メタノール30g中で2時間粉砕処理してカルシウムメトキシド分散液を調製した。得られた分散液中の粒子の平均粒子径は1.3μmであった。
(Production Example 1: Calcium methoxide)
A calcium methoxide dispersion was prepared by pulverizing 2.625 g of calcium oxide produced by burning heavy calcium carbonate in the air in the atmosphere with a rocking mill in 30 g of methanol for 2 hours. The average particle size of the particles in the obtained dispersion was 1.3 μm.

(製造例2:メチル(メチルトリエチルアンモニウム)カーボネート)
200mlのSUS製オートクレーブ(耐圧硝子工業製)に、原料として炭酸ジメチル(宇部興産製)67.5g(0.75mol)、トリエチルアミン(和光純薬製)75.0g(0.74mol)、及びメタノール(和光純薬製)48g(1.5mol)を仕込み、反応温度140℃で3時間反応させた。このときの圧力は2.0MPaG(Gはゲージ圧を示す。)であった。未反応の炭酸ジメチル、トリエチルアミン、及びメタノールを減圧下で留去した後、30mlの炭酸ジメチルを加えて洗浄した。上層の炭酸ジメチル層を除去後、下層部分の炭酸ジメチルを減圧下で留去し、粘性液体98.5gを得た。H−NMR、13C−NMR分析の結果から、粘性液体は、メチル(メチルトリエチルアンモニウム)カーボネート(以下、MMTEACという。)であることを確認した。
H−NMR:1.29-1.38ppm(m,9H、CH3CH2N)、2.96ppm(s,3H、NCH3)、3.30-3.36ppm(m,9H、OCOOCH3、CH3CH2N)
13C−NMR(CD3OD、δ):7.95ppm(-NCH2CH3)、47.05ppm(-NCH3)、56.98ppm(-NCH2CH3)、60.14ppm(OCOOCH3)、163.10ppm(OCOO)
(Production Example 2: Methyl (methyltriethylammonium) carbonate)
In a 200 ml SUS autoclave (manufactured by pressure-resistant glass industry), 67.5 g (0.75 mol) of dimethyl carbonate (manufactured by Ube Industries), 75.0 g (0.74 mol) of triethylamine (manufactured by Wako Pure Chemical), and methanol ( 48 g (1.5 mol) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was charged and reacted at a reaction temperature of 140 ° C. for 3 hours. The pressure at this time was 2.0 MPaG (G represents a gauge pressure). Unreacted dimethyl carbonate, triethylamine, and methanol were distilled off under reduced pressure, and then 30 ml of dimethyl carbonate was added for washing. After removing the upper dimethyl carbonate layer, the lower part dimethyl carbonate was distilled off under reduced pressure to obtain 98.5 g of a viscous liquid. From the result of 1 H-NMR and 13 C-NMR analysis, it was confirmed that the viscous liquid was methyl (methyltriethylammonium) carbonate (hereinafter referred to as MMTEAC).
1 H-NMR: 1.29-1.38 ppm (m, 9H, CH3 CH2N), 2.96 ppm (s, 3H, N CH3 ), 3.30-3.36 ppm (m, 9H, OCOO CH3 , CH3 CH2 N)
13 C-NMR (CD3OD, δ): 7.95 ppm (—NCH 2 CH 3 ), 47.05 ppm (—N CH 3 ), 56.98 ppm (—N CH 2 CH 3), 60.14 ppm (OCOO CH 3 ), 163.10 ppm (O C OO)

(製造例3:触媒溶液1)
製造例1で調製されたカルシウムメトキシド分散液全量に、製造例2で得られた10.5gのMMTEAC(Caに対して1.2倍モル)を添加して、常圧・室温下で30分間撹拌混合した(撹拌混合時の塩基性カルシウム化合物濃度:6.5質量%)。得られた混合溶液を濾紙(No.5A濾紙,東洋濾紙製)を用いて吸引濾過して固形物を除去して触媒溶液1を得た。この触媒溶液中のカルシウム濃度は、1130質量ppmであった。
(Production Example 3: Catalyst solution 1)
To the total amount of the calcium methoxide dispersion prepared in Production Example 1, 10.5 g of MMTEAC obtained in Production Example 2 (1.2 times mol with respect to Ca) was added, and the mixture was added at 30 at normal pressure and room temperature. The mixture was stirred and mixed for a minute (basic calcium compound concentration at the time of stirring and mixing: 6.5% by mass). The obtained mixed solution was subjected to suction filtration using a filter paper (No. 5A filter paper, manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd.) to remove the solid matter, whereby catalyst solution 1 was obtained. The calcium concentration in this catalyst solution was 1130 mass ppm.

(製造例4:触媒溶液2)
MMTEACの添加量を17.5g(Caに対して2.0倍モル)にした以外は、製造例3と同様にして触媒溶液2を得た(撹拌混合時の塩基性カルシウム化合物濃度:5.5質量%)。この触媒溶液中のカルシウム濃度は、279質量ppmであった。
(Production Example 4: Catalyst solution 2)
A catalyst solution 2 was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the amount of MMTEAC added was 17.5 g (2.0 moles relative to Ca) (basic calcium compound concentration during stirring and mixing: 5. 5% by mass). The calcium concentration in the catalyst solution was 279 mass ppm.

(製造例5:触媒溶液3)
撹拌混合時間を5分にした以外は、製造例3と同様にして触媒溶液3を得た。この触媒溶液中のカルシウム濃度は、1022質量ppmであった。
(Production Example 5: Catalyst solution 3)
A catalyst solution 3 was obtained in the same manner as in Production Example 3, except that the stirring and mixing time was changed to 5 minutes. The calcium concentration in the catalyst solution was 1022 mass ppm.

(製造例6:触媒溶液4)
撹拌混合時間を3時間にした以外は、製造例3と同様にして触媒溶液4を得た。この触媒溶液中のカルシウム濃度は、49質量ppmであった。
(Production Example 6: Catalyst solution 4)
A catalyst solution 4 was obtained in the same manner as in Production Example 3, except that the stirring and mixing time was 3 hours. The calcium concentration in this catalyst solution was 49 mass ppm.

(製造例7:触媒溶液5)
MMTEAC以外にステアリン酸カルシウム0.525gを添加した以外は、製造例4と同様にして触媒溶液5を得た。この触媒溶液中のカルシウム濃度は、407質量ppmであった。
(Production Example 7: Catalyst solution 5)
A catalyst solution 5 was obtained in the same manner as in Production Example 4 except that 0.525 g of calcium stearate was added in addition to MMTEAC. The calcium concentration in this catalyst solution was 407 mass ppm.

〔実施例1〕
撹拌機及び還流冷却器を備えた容量1000mLのセパラブルフラスコに、菜種油750g(菜種白絞油;理研農産加工製)とメタノール103.6gを仕込んで加温し、液温を64℃に保持した後、触媒溶液1を全量添加して反応を開始し、0.5時間後に脂肪酸メチルエステルの収率をガスクロマトグラフィーにより測定した。反応時間を0.5時間とする代わりに、1.0時間、及び1.5時間として同様に脂肪酸メチルエステルの収率をガスクロマトグラフィーにより測定した。結果を表1に示す。
[Example 1]
A 1000 mL separable flask equipped with a stirrer and a reflux condenser was charged with 750 g of rapeseed oil (rapeseed white squeezed oil; manufactured by Riken Agricultural Processing) and 103.6 g of methanol, and the temperature was kept at 64 ° C. Thereafter, the whole amount of the catalyst solution 1 was added to start the reaction, and the yield of fatty acid methyl ester was measured by gas chromatography after 0.5 hours. Instead of setting the reaction time to 0.5 hour, the yield of fatty acid methyl ester was similarly measured by gas chromatography with 1.0 hour and 1.5 hour. The results are shown in Table 1.

〔実施例2〕
触媒溶液1の代わりに触媒溶液2を全量添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。結果を表1に示す。
[Example 2]
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the whole amount of the catalyst solution 2 was added instead of the catalyst solution 1. The results are shown in Table 1.

〔比較例1〕
触媒溶液1の代わりに、製造例1で調製されたカルシウムメトキシド分散液全量を添加した以外は実施例1と同様にして反応を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Instead of the catalyst solution 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the total amount of the calcium methoxide dispersion prepared in Production Example 1 was added. The results are shown in Table 1.

〔比較例2〕
触媒溶液1の代わりに、製造例2で調製されたMMTEAC10.5g(14.0kg/kg菜種油)を添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
Instead of the catalyst solution 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 10.5 g of MMTEAC prepared in Production Example 2 (14.0 kg / kg rapeseed oil) was added. The results are shown in Table 1.

〔比較例3〕
触媒溶液1の代わりに、製造例2で調製されたMMTEAC17.5g(23.3kg/kg菜種油)を添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 17.5 g of MMTEAC prepared in Production Example 2 (23.3 kg / kg rapeseed oil) was added instead of Catalyst Solution 1. The results are shown in Table 1.

〔実施例3〕
触媒溶液1の代わりに触媒溶液3を全量添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。結果を表2に示す。
Example 3
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the whole amount of the catalyst solution 3 was added instead of the catalyst solution 1. The results are shown in Table 2.

〔実施例4〕
触媒溶液1の代わりに触媒溶液4を全量添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。結果を表2に示す。
Example 4
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the whole amount of the catalyst solution 4 was added instead of the catalyst solution 1. The results are shown in Table 2.

〔実施例5〕
触媒溶液1の代わりに、触媒溶液5を全量添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。ただし、反応時間を2時間、及び3時間としたものも行った。結果を表3に示す。なお、反応3時間終了後の反応混合物を冷却して重液(グリセリン層)を静置分離し、得られた軽液(脂肪酸メチルエステル層)からメタノールを減圧留去したところ、脂肪酸メチルエステル中のカルシウム濃度は、1.9質量ppmであった。
Example 5
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the entire amount of the catalyst solution 5 was added instead of the catalyst solution 1. However, the reaction time was 2 hours and 3 hours. The results are shown in Table 3. In addition, when the reaction mixture after completion | finish of reaction 3 hours was cooled, heavy liquid (glycerin layer) stood and separated, and methanol was depressurizingly distilled from the obtained light liquid (fatty acid methyl ester layer), in fatty acid methyl ester The calcium concentration of was 1.9 ppm by mass.

〔実施例6〕
メタノール103.6gの代わりにメタノールを218.1gとし、触媒溶液1の代わりに触媒溶液2を全量添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。ただし、反応時間を2時間、及び3時間としたものも行った。結果を表3に示す。なお、反応3時間終了後の反応混合物を冷却して重液を静置分離し、得られた軽液からメタノールを減圧留去したところ、脂肪酸メチルエステル中のカルシウム濃度は、2.7質量ppmであった。
Example 6
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 218.1 g of methanol was used instead of 103.6 g of methanol, and the entire amount of catalyst solution 2 was added instead of catalyst solution 1. However, the reaction time was 2 hours and 3 hours. The results are shown in Table 3. The reaction mixture after the completion of the reaction for 3 hours was cooled, the heavy liquid was allowed to stand and separated, and methanol was distilled off from the obtained light liquid under reduced pressure. As a result, the calcium concentration in the fatty acid methyl ester was 2.7 ppm by mass. Met.

〔実施例7〕
メタノール103.6gの代わりにメタノールを218.1gとし、触媒溶液1の代わりに触媒溶液5を全量添加した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。ただし、反応時間を2時間、及び3時間としたものも行った。結果を表3に示す。なお、反応3時間終了後の反応混合物を冷却して重液を静置分離し、得られた軽液からメタノールを減圧留去したところ、脂肪酸メチルエステル中のカルシウム濃度は、0.4質量ppmであった。
Example 7
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 218.1 g of methanol was used instead of 103.6 g of methanol, and the entire amount of the catalyst solution 5 was added instead of the catalyst solution 1. However, the reaction time was 2 hours and 3 hours. The results are shown in Table 3. The reaction mixture after the completion of the reaction for 3 hours was cooled, the heavy liquid was allowed to stand and separated, and methanol was distilled off from the obtained light liquid under reduced pressure. As a result, the calcium concentration in the fatty acid methyl ester was 0.4 mass ppm. Met.


Claims (8)

トリグリセリドとアルコールとを触媒存在下で反応させて脂肪酸アルキルエステルを製造する方法であって、
前記触媒は、塩基性カルシウム化合物と、下記式(1)又は下記式(2)で表される少なくとも1つの化合物とを撹拌混合して、得られた混合溶液から固形物を除去した触媒溶液であることを特徴とする脂肪酸アルキルエステルの製造方法。
A method of producing a fatty acid alkyl ester by reacting triglyceride and alcohol in the presence of a catalyst,
The catalyst is a catalyst solution obtained by stirring and mixing a basic calcium compound and at least one compound represented by the following formula (1) or the following formula (2), and removing solids from the obtained mixed solution. A method for producing a fatty acid alkyl ester, comprising:
前記塩基性カルシウム化合物1モルに対して前記式(1)又は前記式(2)で表される少なくとも1つの化合物を1.0モル以上用いることを特徴とする請求項1記載の脂肪酸アルキルエステルの製造方法。   The fatty acid alkyl ester according to claim 1, wherein 1.0 mol or more of at least one compound represented by the formula (1) or the formula (2) is used with respect to 1 mol of the basic calcium compound. Production method. 前記塩基性カルシウム化合物は、酸化カルシウム又はカルシウムアルコキシドであることを特徴とする請求項1又は2記載の脂肪酸アルキルエステルの製造方法。   The method for producing a fatty acid alkyl ester according to claim 1 or 2, wherein the basic calcium compound is calcium oxide or calcium alkoxide. 前記触媒溶液のカルシウム濃度が5000ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の脂肪酸アルキルエステルの製造方法。   The method for producing a fatty acid alkyl ester according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst solution has a calcium concentration of 5000 ppm or less. トリグリセリドとアルコールとを反応させて脂肪酸アルキルエステルを製造する際に用いられる脂肪酸アルキルエステル製造用触媒において、
塩基性カルシウム化合物と、下記式(1)又は下記式(2)で表される少なくとも1つの化合物とを撹拌混合して、得られた混合溶液から固形物を除去した触媒溶液が含まれることを特徴とする脂肪酸アルキルエステル製造用触媒。
In the catalyst for fatty acid alkyl ester production used when producing a fatty acid alkyl ester by reacting triglyceride and alcohol,
A catalyst solution obtained by stirring and mixing a basic calcium compound and at least one compound represented by the following formula (1) or the following formula (2) to remove solids from the obtained mixed solution is included. A catalyst for producing a fatty acid alkyl ester.
前記塩基性カルシウム化合物1モルに対して前記式(1)又は前記式(2)で表される少なくとも1つの化合物が1.0モル以上であることを特徴とする請求項5記載の脂肪酸アルキルエステル製造用触媒。   6. The fatty acid alkyl ester according to claim 5, wherein at least one compound represented by the formula (1) or the formula (2) is 1.0 mol or more per 1 mol of the basic calcium compound. Catalyst for production. 前記塩基性カルシウム化合物は、酸化カルシウム又はカルシウムアルコキシドであることを特徴とする請求項5又は6記載の脂肪酸アルキルエステル製造用触媒。   7. The fatty acid alkyl ester production catalyst according to claim 5, wherein the basic calcium compound is calcium oxide or calcium alkoxide. 前記触媒溶液のカルシウム濃度が5000ppm以下であることを特徴とする請求項5乃至7いずれか記載の脂肪酸アルキルエステル製造用触媒。
The catalyst for producing a fatty acid alkyl ester according to any one of claims 5 to 7, wherein the catalyst solution has a calcium concentration of 5000 ppm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012106982A (en) * 2010-10-22 2012-06-07 Nagoya Univ Method of producing ester

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