JP2013532165A - 液−液抽出による脂肪酸アルキルエステルの精製方法 - Google Patents

液−液抽出による脂肪酸アルキルエステルの精製方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013532165A
JP2013532165A JP2013517441A JP2013517441A JP2013532165A JP 2013532165 A JP2013532165 A JP 2013532165A JP 2013517441 A JP2013517441 A JP 2013517441A JP 2013517441 A JP2013517441 A JP 2013517441A JP 2013532165 A JP2013532165 A JP 2013532165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
faae
weight
fraction
ester
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013517441A
Other languages
English (en)
Inventor
ジャン−リュク デュボワ,
アントワーヌ ピシリリ,
ジュリアン マニュ,
Original Assignee
アルケマ フランス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルケマ フランス filed Critical アルケマ フランス
Publication of JP2013532165A publication Critical patent/JP2013532165A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0288Applications, solvents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/58Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by liquid-liquid treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/02Esters of acyclic saturated monocarboxylic acids having the carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or to hydrogen
    • C07C69/22Esters of acyclic saturated monocarboxylic acids having the carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or to hydrogen having three or more carbon atoms in the acid moiety
    • C07C69/24Esters of acyclic saturated monocarboxylic acids having the carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or to hydrogen having three or more carbon atoms in the acid moiety esterified with monohydroxylic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/026Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/10Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/10Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
    • C11B1/104Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting using super critical gases or vapours
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • C10G2300/1014Biomass of vegetal origin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • C10G2300/1018Biomass of animal origin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/44Solvents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

本発明は、軽質アルコールから成る極性溶媒(PS)と、オプションとしての軽質アルコールとは不溶な溶剤から成る無極性溶剤(AS)とを使用した少なくとも一回の液−液抽出階段を含む、脂肪酸アルキルエステル(FAAE)中に存在するモノグリセリドを選択的に抽出するための方法に関する。本発明は特に、本発明方法に従って得られるモノグリセリドの含有量が0.6%以下である、植物または動物起源の脂肪酸アルキルエステル(FAAE)の留分、特にバイオディーゼルで使用される留分に関する。

Description

本発明は、エステル交換反応、特に、バイオディーゼルの製造で使用するエステル交換反応で得られた脂肪酸アルキルエステルの留分中に生じる残留モノグリセリドの抽出方法に関するものである。
「脂肪酸アルキルエステル」(以下、FAAEと略記)という用語は、本発明ではC1〜C8アルコールをC8〜C36脂肪酸でエステル交換反応して生じるエステルを意味する。従って、このFAAEは式:R1CO−OR2に対応し、R1COは8〜36個の炭素原子を有する脂肪族アシル基であり、R2は1〜8個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖のアルキル基である。
脂肪酸メチルエステル(以下、FAMEと略記)は、一般に塩基性触媒(例えばNaOH)の存在下で、植物または動物由来の脂肪酸をメタノールとエステル交換反応して得られる。脂肪酸は主として植物油、例えばナタネ、ヒマワリ、ダイズ、ピーナッツ、オリーブ、ゴマ、紅花、ココナッツ、椰子、ひまし油、ナンヨウアブラギリ(南洋油桐、Jatropha)油、微細藻類(microalgae)等に由来する。また、脂肪酸は動物起源のもの、例えば食品加工業からの廃棄物、例えば屠殺場の廃棄物、動物の脂肪、例えばニワトリ、牛肉、豚または魚の脂肪または使用済みフライオイル等もある。
この脂肪酸メチルエステル(FAME)は今日製造されているバイオディーゼルの主要構成分である。従って、本明細書では本発明を脂肪酸メチルエステルの分留物の精製に関して一般的に説明するが、本発明方法は脂肪酸メチルエステルの分留物の精製に限定ささるものではなく、上記定義の任意の脂肪酸アルキルエステル、例えば脂肪酸エチルエステルまたは脂肪酸を2−エチルヘキサノールでエステル交換反応して得られるエステルの分留物の精製にも適用できるということは明らかである。
EN規格14214(またはASTM規格D6751)には、バイオディーゼルとして使われるFAAE(FAME)に関する条件が記載されている。その評価基準(クライテリア)の一つは欧州におけるEN規格116(またはUSAにおけるASTM規格方法D2500)に従ったコールドフィルタ・プラッギングポイント(CFPP)である。このCFPP判定基準はFAAE存在下でのコールドフィルタのブロック温度に対応する。このブロック温度の一部はエステル交換反応で生じるFAAE中の残留飽和モノグリセリドの含有量に依存する。特に、このFAAE中の残留モノグリセリドの含有量は、EN規格14214ではFAAEの重量に対して0.8重量%以下でなければならない。残留モノグリセリドの含有量はバイオディーゼルのEN規格14105に従って測定される。
特許文献1(米国特許公開第US2007/0151146号明細書)には、吸着剤化合物(例えば顆粒状グルコース、硼酸または珪藻土)を使用してバイオディーゼルからのステリルグリコシドを分離し、濾過する方法が記載されている。この方法ではステリルグリコシドと同時に少量の残留モノグリセリドの一部も随伴除去できることがあるが、この文献に記載の方法はFAAEから実質的に全ての残留モノグリセリドを選択的、能率的かつ簡単に抽出することはできない。特に、モノグリセリドの含有量が高いFAAEの場合、すなわちモノグリセリドの量が2重量%以上の場合には抽出ができない。
米国特許公開第US2007/0151146号明細書
本発明の目的は、FAAEの低温挙動を改善して、バイオディーゼル(EN規格14214による)として使用できるようにするために、FAAEから残留モノグリセリドを選択的に抽出するためのシンプルな方法を提供することにある。
本発明の対象は、下記の(1)と(2)とを用いた少なくとも一つの液/液抽出段階を有する、脂肪酸アルキルエステル(FAAE)の留分(フラクション)中に存在するモノグリセリドを選択的に抽出する方法にある:
(1)軽質アルコールすなわち1〜8個、好ましくは1〜5、さらに好ましくは1〜4個の炭素原子を有する低級脂肪族アルコールから成る極性溶媒(PS)、
(2)必要に応じて用いられる上記軽質アルコールに不溶な溶剤から成る非極性溶媒(NS)。
向流(5段)カラムでの抽出を示す図。
「液/液抽出」という用語は、本発明では、使用する溶剤が抽出温度で液体である抽出を意味する。
軽質アルコールはメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、ブタノール、イソブタノール、2−エチルヘキサノールおよびこれらの混合物の中から選択するのが有利である。
本発明の好ましい実施例では、軽質アルコールはメタノールであり、FAMEのエステル交換反応で既に使用した喪であるのが有利である。本発明のモノグリセリドの選択的抽出プロセスは、特別な吸着剤を使用する必要がなく、後の濾過段階も必要としないという点で有利である。
極性溶媒は99.9〜70%の軽質アルコールと、0.1〜30%の水、好ましくは80〜99%の軽質アルコールと1〜20%の水、さらに好ましくは85〜95%の軽質アルコールと、5〜15%の水とから成るのが好ましい。こうする理由は、本発明方法で抽出されるモノグリセリドの量は軽質アルコールの水和度が増加するほど、増加するためである(下記実施例参照)。
非極性溶媒はヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、ビシクロヘキシル、シクロヘキサン、デカリン、デカン、ヘキサン(テクソルブ(Texsolve)C)、灯油、メチルシクロヘキサン、テクソルブ(Texsolve)SまたはS−66、ナフサ(テクソルブ(Texsolve)V)、スケルライト(Skellite)、テトラデカン、テクソルブ(Texsolve)(B、C、H、5、S−2、S−66、S−LO、V)、超臨界CO2、圧縮プロパン、圧縮ブタン、天然溶剤、例えばテルペン類(リモネン、α−およびβ−ピネン等)およびこれらの混合物の中から選択するのが有利であり、好ましくはヘキサンである。軽質アルコールと不溶な溶剤を使用すると、軽質アルコールで抽出されたモノグリセリドを含む相から精製されたFAAEを含む相を簡単に位相を分離することができる。
「脂肪酸アルキルエステル(FAAE)の留分」という用語は、本発明では、エステル交換反応で得られた脂肪酸アルキルエステルとその不純物、特にモノグリセリド(モノアシルグリセロールともよばれる)からなる組合せを意味する。
このFAAEの留分は、この留分の重量に対して脂肪酸メチルエステル(FAME)を少なくとも90重量%含むのが好ましい。
本発明方法の出発材料として使われる脂肪酸アルキルエステルは、例えば、ナタネ、紅花、ヒマワリ、キンレンカ、ガイシ、オリーブ、ゴマ、ダイズ、トウモロコシ、ピーナッツ、クルミ、ハシバミ、アボガド、ブドウの種、綿実、米、ババスーヤシ、カストール、ヤシ、椰子の実、ハウチワマメ、タイワンアブラギリ(jatropha)、ココナッツ、亜麻仁、オオマツヨイグサ、ジョジョバ(jojoba)、アマナズナ(camelina)または藻類(algal)オイル、獣脂、例えば牛肉または豚肉、ニワトリの脂肪、魚、ミルクの脂肪質、シアバター、バイオディーゼル、使用済みクッキングオイル、ミセラ、これらの誘導体、特に水素化または共役誘導体、これらオイルの留分およびこれらの混合物のメチルエステルの中から選択される少なくとも一つのエステルを含む。
エステル交換反応で得られる脂肪酸アルキルエステル留分は一般に、本発明方法の液/液抽出段階前に、留分の総重量に対して0.5〜5重量%、より一般的には0.8〜3重量%のモノグリセリドを含む。
本発明方法では、モノグリセリドは軽質アルコールから成る相(極性溶剤相)中に抽出される。
本発明方法の好ましい実施例では、極性溶媒(PS)はFAAEの留分中に向流で導入され、重質相中に得られた精製済みFAAEが含まれ、軽質相中に濃縮されたモノグリセリドが得られる。
その理由は、非極性溶媒、例えばヘキサンを使用しない場合には、精製されたFAAEを含む相より軽質なモノグリセリドを抽出するのは軽質アルコールから成る相であるためである。
抽出に極性溶媒だけを使用する(非極性溶媒なし)この方法がより好ましく、後の実施例で示すように、優れた抽出性能を示す。さらに、軽質アルコール、一般にはエステル交換反応を実行するためのサイトで既に使用したメタノールが使用できる。炭化水素を追加して特に導入するという試みはこれまで実行されたことはない。
本発明方法の第2の具体例は下記の段階を含む:
1−FAAEをNSとPSとに混合し、得られた混合物を攪拌し、モノグリセリドが濃縮された重質相1(HP1)と精製されたFAAEを含む軽質相1(LP1)とが得られるまで静置分離する。
本発明方法のこの具体では、非極性溶媒は極性溶媒より軽質であり、精製されたエステルを含むのはこの非極性溶媒である。
この第2の具体例の変形例では、段階1の後に下記段階が続く:
2−混合、撹拌および静置分離
LP1+PS−> HP2+LP2
3−混合、撹拌および静置分離
HP1+HP2+NS−> HP3+LP3
4−混合、撹拌および静置分離
HP3+NS−> HP4+LP4
(ここで、
− HP4はモノグリセリドが濃縮された重質相、
− 軽質相の合計LP2+LP3+LP4は精製されたFAAEを含み、モノグリセリドの含有量は精製されたFAAEの重量に対して0.8重量%以下であるのが好ましい)
本発明方法は下記の中から選択される一つ以上の装置を使用することによって、工業的スケールでバッチまたは連続的に容易に実行できる:ミクサー−セトラー、機械的攪拌ミクサー、静的ミキサ、重力沈殿装置、遠心デカンタ、コアレッサ、遠心液−液抽出機、液−液サイクロン、分離段を有する抽出器、分離なしの段階を有する抽出器(ディファレンシャル抽出器)、1段以上の段階を有する向流カラム、特に重力カラム、スプレー塔、充填塔、多孔板塔、攪拌カラム、パルスカラムまたは回転円板カラム、接触装置および液体抽出用の他の任意装置。これらの液/液抽出装置は下記文献に記載されている。
Techniques de l'Ingenieur、Parts J 2 764、J 2 765およびJ 2 766
本発明方法は、上記のいずれの具体例でも、少なくとも2段の抽出段階を有するのが有利であり、少なくとも5段の抽出段階を有するのが有利である。
極性溶媒/FAAEの重量比は1/5から5/1、好ましくは1/4から4/1、より好ましくは1/4から1/1の範囲であるのが好ましい。
本発明の他の対象は、モノグリセリドの含有量がFAAEの留分に対して0.6重量%以下、好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.4重量%以下、さらに好ましくは0.3重量%以下、より好ましくは0.25重量%以下であることを特徴とする、本発明方法で得られる、植物または動物起源の脂肪酸アルキルエステル(FAAE)の留分にある。
本発明のさらに他の対象は、FAAEの留分の重量に対して、モノグリセリドの含有量が0.6重量%以下、好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.4重量%以下、さらに好ましくは0.重量%以下、より好ましくは0.25重量%以下である、発明方法で得られる、FAAEの精製された留分を含むバイオディーゼルにある。
本発明とその利点は以下の実施例からより良く理解できよう。しか、以下の実施例は単なる例示で、本発明を限定するものではない。
特に断らない限り、全ての百分比は重量%である。また、用語「Φ」は「相」を意味する。
以下の実施例では、残留モノグリセリドの含有量(モノグリセリド>0.8%)の点でEN規格14214に従わない脂肪酸メチルエステル(FAME)の留分中に存在するモノグリセリド(MG)を抽出するために、本発明の液/液抽出プロセスを使用した例を示す。
そのために、ドープ前に、ナタネ・メチルエステル(CRME)アッセイし、0.4%のモノグリセリドを故意にドープして各種モノグリセリド含有量にした。複数のドープ・レベル:1、1.3および2.4%を選択した。
実施例1〜3では、液−液抽出テストを極性(PS)および無極性溶剤(NS)混合物、ここでは水和メタノールおよびヘキサンの存在下で実行した。実施例1および2は下記手順に従う:
1.5gのMG−ドープCRME+30m1のNS+15mlのPS−>重質Φ1+軽質Φ1
2.軽質Φ1+15mlのPS−>重質Φ2+軽質Φ2
3.重質Φ1+重質Φ2+30mlのNS−>重質Φ3+軽質Φ3
4.重質Φ3+30mlのNS−>重質Φ4+軽質Φ
NS:非極性溶媒(ヘキサン)
PS:極性溶媒(含水率が異なメタノール/水)
濃縮
1.重質Φ4−>極性留分
2.軽質Φ2+軽質Φ3+軽質Φ4−>無極性留分
実施例1〜4では、各留分または最終相に対して、回転乾燥機で減圧蒸留によって90?Cかつ20mバールの減圧下に溶剤を除去した。従って、以下の[表1]〜[表8]で「重量比率」は溶剤蒸発後の%を表す。同様に、モノグリセリドの含有量(%)は精製されたFAMEを含む相の「乾燥重量」(溶剤蒸発後)に対して測定したものである。
実施例1
モノグリセリドの添加量が非常に多い(2.4%)のメチルエステル留分から精製されたエステルの物質収支を[表1]に示す。
Figure 2013532165
コメント
メタノールの水和度が下がると軽質相に抽出される原料の量も減少する。それにもかかわらず、メタノール/水の重量比が80/20から99/1の範囲でモノグリセリドの抽出選択性は極性溶媒の含水率の関数として極大を通る。
本発明方法を用いることでメチルエステル留分の初期値が非常に高いモノグリセリド含有量をファクタ2.5だけ低下させることができる。
実施例2
モノグリセリドの添加量が中程度(1.3%)であるメチルエステル留分からの精製されたエステルの物質収支を[表2]に示す。
Figure 2013532165
コメント
メタノールの水和度が下がると軽質相中に抽出される原料の量が減少するが、モノグリセリドの抽出選択性は、メタノール/水の重量比が80/20から99/1の範囲で極性溶媒の含水率の関数として、極大を通る。
本発明方法は、添加量が非常に高いメチルエステルのモノグリセリド含有量をファクタ2だけ減らすことができる。従って、バイオディーゼルとしてヨーロッパ規格に合わないメチルエステル(モノグリセリド>0.8%)を液−液抽出によって精製できる。
実施例3
モノグリセリドの添加が中程度(1.03%)のFAME留分から精製されたエステルの物質収支を[表3]に示す。
Figure 2013532165
コメント
モノグリセリドを中程度に添加した出発エステルのバッチからモノグリセリドの抽出収率66%が得られ、プロセスの選択性が確認された。軽質位相から得られたFAMEはバイオディーゼルとしてのヨーロッパの規格(モノグリセリド含有量<0.8%)に合う。
実施例4
向流カラムでの精製テスト
(a)中程度に添加したFAME留分からMGの一段抽出で極性溶媒により抽出:
手順:20gのMGドープしたCRME+20gPS−>重質Φ1+軽質Φ1
Figure 2013532165
中程度(1.03%)に添加したFAME留分から精製されたエステルの物質収支を[表4]に示す。
Figure 2013532165
コメント
ヘキサンを含まない場合、メタノールによるモノグリセリドの随伴が生じる。メタノールは軽質相になる。
一回の抽出と水和メタノール(10/90)の存在だけで、MGが40%の収率で抽出され、適合レベル(バイオディーゼル)までMG含有量にすることができる。これは精製FAMEを高収量(96%)で実現できる。このテストは工業的に現実的な溶剤/エステル比で本発明方法を実施できることを示している。
モノグリセリドを含み、メチルエステルも含むメタノール−リッチ相はエステル交換反応ユニットの抽出プロセスの上流側へ容易に再循環でき、そこでモノグリセリドが完全転化するまで転化プロセスを繰り返すことができる。従って、材料のロスがない。
(b)わずかに添加したエステル留分からのMGの極性溶媒による一段抽出:
手順:20gのCRME+20gのPS−>重質Φ1+軽質Φ1
Figure 2013532165
わずかに添加した(0.67%のMG)のエステルのバッチから精製されたエステルの物質収支を[表5]に示す。
Figure 2013532165
コメント
MGは50%のオーダーで抽出され、MG含有量を非常に低レベル(<0.4%)まで下げることができる。これは精製されたエステルを高収率(96%)にして達成できる。このテストは工業的に現実的な溶剤/エステル比で本発明プロセスが実施できることを示す。
(c)極性溶媒によるMGの二段階抽出
手順:
20gの適合CRME+20gのPS−>重質Φ1+軽質Φ1
重質Φ1+20gのPS−>重いΦ2+軽質Φ2
Figure 2013532165
わずかに添加(0.67%のMG)したエステルのバッチから向流二段階によって精製されたエステルの物質収支を[表6]に示す。
Figure 2013532165
コメント
MGをわずかに添加したエステルから出発した場合、グリセライドの抽出は2段階以上の向流で能率的に実行された。MG抽出収率>71%、精製されたエステル中のMG含有量は約0.2%。プロセスの精製されたエステル収率は90%以上で、MGが濃縮した留分はステル交換反応に再循環できる。このテストで本発明方法が工業的に意味のあることを確認できる。
(d)極性溶媒によるMGの一段抽出(極性溶媒/FAME比の影響)
このテストの目的は、溶剤の量を減らす目的での極性溶媒/エステル比の影響を評価することにある。溶剤/エステル比=1/2でテストした。
手順:
20gのCRME+10gのPS−>重質Φ1+軽質質Φ1
Figure 2013532165
わずかに添加(0.67%のMG)したエステルのバッチからの精製されたエステルのバッチから溶剤/エステル比を1/2にして一向流抽出で精製されたエステルの物質収支を[表7]に示す。
Figure 2013532165
コメント
テスト9と比較すると、使用した溶剤の量を半分に減らすことで40%の高いMG抽出収率を維持することができ、しかも精製されたエステル中の残留MG含有量をテスト9(0.34%)よりほんのわずかだけ大きい0.4%にすることができる。この値は現在のバイオディーゼル規格以下である。精製されたエステルの全収率はテスト9の96.0%より論理上改善され、97.6%である。
(e)2段カラムでの極性溶媒によるMGの2段抽出(溶剤/エステル比の影響)
手順:
20gの現在適合CRME+10gのPS−>重質Φ1+軽質Φ1
Figure 2013532165
わずかに添加(0.67%のMG)したエステルのバッチから溶剤/エステル比を1/2にした向流2段階抽出での精製されたエステルの物質収支を[表8]に示す。
Figure 2013532165
コメント
テスト10と比較すると、使用する溶剤の量を半分に減らすことで、54%の高い抽出収率を維持することができ、しかも、精製されたエステル中の残留モノグリセリド含有量をテスト10よりほんのわずか(0.2%)だけ大きい0.3%にすることができる。この値は現在規格のバイオディーゼルの値以下である。精製されたエステルの全収率はテスト10の91.7%より論理上改善されて96.0%になる。
実施例5
メチルエステルからのモノグリセリドの極性溶媒による多段(5段)向流抽出
向流(5段)カラムでの抽出シミュレーションの手順:
40gの現在適合(0.67%)CRME+10gのPS−>重質Φ1+軽質Φ1
極性溶媒/FAMEの重量比は1/4である。
A1、A2、A3、A4、A5と名付けた5つの分液漏斗を設置した。
1. 5つの分液漏斗に40gのエステルと10gの水和メタノール10/90を入れ、攪拌し、静置分離した。H1は分液漏斗No.1の上側相であり、B1は分液漏斗No.1のした下側相であり、他の分液漏斗もこれと同じである。
2. B1を丸底フラスコに採り、濃縮した。H1をビーカーに入れ、分液漏斗No.1に10gのメタノールを入れる。
3. B2を分液漏斗No.1に入れ、H2はビーカーに入れ、H1は分液漏斗No2に入れる。
4. B3を分液漏斗No.2に入れ、H3はビーカーに入れ、H2は分液漏斗No.3に入れる。
5. B4を分液漏斗No.3に入れ、H4はビーカーに入れ、H3は分液漏斗No.4に入れる。
6. B5を分液漏斗No.4に入れ、H5は丸底フラスコに採り、濃縮し、40gのH4とメチルエステルを分液漏斗No.5に入れる。次いで、全ての分液漏斗を攪拌し、静置分離した。
段階2〜6が第1抽出段階を表す最初のシーケンスを形成する。次いで、相B1およびH5を秤量し、分析した([表9]のエンドシーケンス1参照)。上記シーケンスからの分液漏斗の含有量の存在下で且つ分液漏斗1および5にそれぞれ新しいメタノールおよび出発材料エステルを再注入してテストを続行することで、第2のシーケンスを始める。5回の完全シーケンスが実行されるまで上記の操作を繰り返す。すなわち、上記5つのシーケンスは5段カラムをシミュレーションする。各シーケンスの終わりに出ている相の質量分析と物質収支を計算し、[表9]に示す。
[図1]は向流(5段)カラムでの抽出を表す図である。
5段向流抽出の質量分析と物質収支は[表9]に示した(DW百分比は乾燥重量で与えられる)。
Figure 2013532165
コメント:
(1)第1の抽出段階後のMG含有量は急速に減少する(0.5%以下)。
(2)第2シーケンスからMG含有量は急速に0.45%のプラトーに達し、その後の抽出ではわずかに変化する。
(3)5段抽出段階後のエステルの全収率は97.2%であり、全面MG抽出収率は34.6%である。
実施例1〜5の本発明テストの結果は、抽剤としの水和メタノールの存在下での液−液抽出プロセスの有効性を示している。

Claims (16)

  1. (1)軽質アルコールから成る極性溶媒(PS)と、(2)必要に応じて用いられる上記軽質アルコールに不溶な溶剤から成る非極性溶媒(NS)とを用いた少なくとも一つの液/液抽出段階を有する、脂肪酸アルキルエステル(FAAE)の留分中に存在するモノグリセリドを選択的に抽出する方法。
  2. 上記軽質アルコールがメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、ブタノール、イソブタノール、2−エチルヘキサノールおよびこれらの混合物の中から選択される請求項1に記載の方法。
  3. 上記極性溶媒が99.9〜70%の軽質アルコールと、0.1〜30%の水とから成る請求項1または2に記載の方法。
  4. 非極性溶媒がヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、ビシクロヘキシル、シクロヘキサン、デカリン、デカン、ヘキサン、ケロシン、メチルシクロヘキサ、テクソルブ(Texsolve)SまたはS−66、ナフサ、スケルライト(Skellite)、テトラデカン、テクソルブ(Texsolve)、超臨界CO2、圧縮プロパン、圧縮ブタン、天然溶剤およびこれらの混合物の中から選択される請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. FAAEがナタネ、紅花、ヒマワリ、キンレンカ、ガイシ、オリーブ、ゴマ、ダイズ、トウモロコシ、ピーナッツ、クルミ、ハシバミ、アボガド、ブドウの種、綿実、米、ババスーヤシ、カストール、ヤシ、椰子の実、ハウチワマメ、タイワンアブラギリ(jatropha)、ココナッツ、亜麻仁、オオマツヨイグサ、ジョジョバ(jojoba)、アマナズナ(camelina)または藻類(algal)オイル、獣脂、例えば牛肉または豚肉、ニワトリの脂肪、魚、ミルクの脂肪質、シアバター、バイオディーゼル、使用済みクッキングオイル、ミセラ、これらの誘導体、特に水素化または共役誘導体、これらオイルの留分およびこれらの混合物のエステルの中から選択される少なくとも一種のエステルから成る請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. FAAEの留分が液/液抽出段階前のエステルの留分の総重量に対して0.5〜5重量%のモノグリセリドを含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. FAAEの留分がこの留分の重量に対して少なくとも90重量%の脂肪酸メチルエステル(FAME)を含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 軽質アルコールがメタノールである請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 非極性溶媒がヘキサンである請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 極性溶媒(PS)をFAAEの留分に対して向流で導入して、重質相に精製済みFAAEが得られ、軽質相に濃縮されたモノグリセリドが得られようにする請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  11. FAAEをNSおよびPSと混合し、、濃縮されたモノグリセリドがリッチな重質相(HP1)が得られ、精製されたFAAEを含む軽質相(LP1)が得られるまで、得られた混合物を攪拌する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
  12. 少なくとも2つの抽出段階を有する請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 少なくとも5つの抽出段階を有する請求項12に記載の方法。
  14. 極性溶媒/FAAEの重量比が1/5から5/1、好ましくは1/4から4/1、より好ましくは1/4から1/1の範囲内にある請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
  15. FAAEの留分の重量に対してモノグリセリドの含有量が0.6重量%以下、好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.4重量%以下、さらに好ましくは0.3重量%以下、より好ましくは0.25重量%以下であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法でえられる、植物または動物起源の物質の脂肪酸アルキルエステル(FAAE)留分。
  16. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法で得られる、モノグリセリドの含有量が0.6%以下であるFAAEの精製された留分を含むバイオディーゼル。
JP2013517441A 2010-07-08 2011-06-24 液−液抽出による脂肪酸アルキルエステルの精製方法 Pending JP2013532165A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1055555A FR2962434B1 (fr) 2010-07-08 2010-07-08 Procede de purification d'un ester alkylique d'acide gras par extraction liquide/liquide
FR1055555 2010-07-08
PCT/FR2011/051462 WO2012004489A1 (fr) 2010-07-08 2011-06-24 Procede de purification d'un ester alkylique d'acide gras par extraction liquide/liquide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013532165A true JP2013532165A (ja) 2013-08-15

Family

ID=43501042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013517441A Pending JP2013532165A (ja) 2010-07-08 2011-06-24 液−液抽出による脂肪酸アルキルエステルの精製方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8816108B2 (ja)
EP (1) EP2591079A1 (ja)
JP (1) JP2013532165A (ja)
KR (1) KR20130091311A (ja)
CN (1) CN103080282A (ja)
AR (1) AR082124A1 (ja)
BR (1) BR112013000398A2 (ja)
CA (1) CA2804620A1 (ja)
FR (1) FR2962434B1 (ja)
MY (1) MY183587A (ja)
WO (1) WO2012004489A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9169447B2 (en) 2009-10-12 2015-10-27 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of refining natural oils, and methods of producing fuel compositions
US9175231B2 (en) 2009-10-12 2015-11-03 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of refining natural oils and methods of producing fuel compositions
US9365487B2 (en) 2009-10-12 2016-06-14 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of refining and producing dibasic esters and acids from natural oil feedstocks
US9222056B2 (en) 2009-10-12 2015-12-29 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of refining natural oils, and methods of producing fuel compositions
US9382502B2 (en) 2009-10-12 2016-07-05 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of refining and producing isomerized fatty acid esters and fatty acids from natural oil feedstocks
BR112012008608B8 (pt) 2009-10-12 2022-06-14 Elevance Renewable Sciences Método de refinação de óleo natural
US9000246B2 (en) 2009-10-12 2015-04-07 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of refining and producing dibasic esters and acids from natural oil feedstocks
US9051519B2 (en) 2009-10-12 2015-06-09 Elevance Renewable Sciences, Inc. Diene-selective hydrogenation of metathesis derived olefins and unsaturated esters
US8735640B2 (en) 2009-10-12 2014-05-27 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of refining and producing fuel and specialty chemicals from natural oil feedstocks
US9388098B2 (en) 2012-10-09 2016-07-12 Elevance Renewable Sciences, Inc. Methods of making high-weight esters, acids, and derivatives thereof
JP6086514B2 (ja) 2013-10-18 2017-03-01 国立研究開発法人産業技術総合研究所 高品質バイオディーゼル燃料の製造方法
GB2522621B (en) * 2014-01-29 2016-01-06 Rosario Rocco Tulino Formulation of a new diesel fuel suitable for diesel engines
AR099369A1 (es) 2014-12-17 2016-07-20 Univ Nac Del Litoral Proceso de purificación de biodiesel
US10501698B1 (en) 2016-10-12 2019-12-10 University Of South Florida Countercurrent and cross current high pressure extraction techniques for biodiesel fuel

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2651646A (en) * 1950-03-04 1953-09-08 Colgate Palmolive Peet Co Liquid-liquid extraction process
JP2001509187A (ja) * 1997-01-28 2001-07-10 ノルスク・ヒドロ・アーエスアー ポリ不飽和脂肪酸グリセリドの精製
US20050266139A1 (en) * 2003-05-26 2005-12-01 Thierry Lacome Process for transesterification of vegetable or animal oils using heterogeneous catalysts based on titanium, zirconium or antimony and aluminium
JP2008156576A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Nippon Shokubai Co Ltd 高純度脂肪酸アルキルエステルの製造方法
US20090260280A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 Klausmeier William H Method of formulating a fuel composition for use in internal-combustion engines

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070151146A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Inmok Lee Processes of Producing Biodiesel and Biodiesel Produced Therefrom
JP2008156579A (ja) 2006-12-26 2008-07-10 Momentive Performance Materials Japan Kk 導電性シリコーンゴム組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2651646A (en) * 1950-03-04 1953-09-08 Colgate Palmolive Peet Co Liquid-liquid extraction process
JP2001509187A (ja) * 1997-01-28 2001-07-10 ノルスク・ヒドロ・アーエスアー ポリ不飽和脂肪酸グリセリドの精製
US20050266139A1 (en) * 2003-05-26 2005-12-01 Thierry Lacome Process for transesterification of vegetable or animal oils using heterogeneous catalysts based on titanium, zirconium or antimony and aluminium
JP2008156576A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Nippon Shokubai Co Ltd 高純度脂肪酸アルキルエステルの製造方法
US20090260280A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 Klausmeier William H Method of formulating a fuel composition for use in internal-combustion engines

Also Published As

Publication number Publication date
CN103080282A (zh) 2013-05-01
US20130211115A1 (en) 2013-08-15
AR082124A1 (es) 2012-11-14
BR112013000398A2 (pt) 2016-05-17
FR2962434B1 (fr) 2013-09-06
CA2804620A1 (fr) 2012-01-12
KR20130091311A (ko) 2013-08-16
EP2591079A1 (fr) 2013-05-15
WO2012004489A1 (fr) 2012-01-12
US8816108B2 (en) 2014-08-26
MY183587A (en) 2021-02-27
FR2962434A1 (fr) 2012-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013532165A (ja) 液−液抽出による脂肪酸アルキルエステルの精製方法
Meher et al. Optimization of alkali-catalyzed transesterification of Pongamia pinnata oil for production of biodiesel
Silitonga et al. Schleichera oleosa L oil as feedstock for biodiesel production
Iqbal et al. Microwave assisted lipid extraction from microalgae using biodiesel as co-solvent
Tuntiwiwattanapun et al. In-situ transesterification process for biodiesel production using spent coffee grounds from the instant coffee industry
Salaheldeen et al. Physicochemical characterization and thermal behavior of biodiesel and biodiesel–diesel blends derived from crude Moringa peregrina seed oil
Wang et al. Improving the cold flow properties of biodiesel from waste cooking oil by surfactants and detergent fractionation
Gomes et al. Influence of oil quality on biodiesel purification by ultrafiltration
AU756898B2 (en) Method for eliminating free fatty acids from fats and oils of biological origin or their vapor condensates
Liu et al. Fractionation of fatty acid methyl esters via urea inclusion and its application to improve the low-temperature performance of biodiesel
Rashid et al. Kapok oil methyl esters
Tuntiwiwattanapun et al. Development and scale-up of aqueous surfactant-assisted extraction of canola oil for use as biodiesel feedstock
Zeng et al. Jatropha curcas L. oil extracted by switchable solvent N, N-dimethylcyclohexylamine for biodiesel production
WO2006126206A2 (en) Production of biodiesel from balanites aegyptiaca
RU2422497C2 (ru) Экстракция масла
EP4065670B1 (fr) Additif de lubrifiance pour carburant
Sangaletti-Gerhard et al. Alkaline-catalyzed ethanolysis of soybean oil ethanolic miscella
Fernández et al. From seeds to biodiesel: extraction, esterification, transesterification and blending of Jatropha curcas oil.
Braga et al. Liquid-liquid equilibrium for systems composed by biodiesel from Catolé oil (Syagrus cearensis)-methanol and glycerol
Sinichi et al. Production of Isopropyl and Methyl Esters from Yellow Mustard Oil/IPA Miscellas
Kartika et al. In situ trans-esterification of oil-containing Jatropha curcas seeds to produce biodiesel fuel
Bhargavi et al. Production of Biodiesel from Thespesiapopulnea seed oil through rapid in situ transesterification-an optimization study and assay of fuel properties
Ugochukwu et al. Characterization of Biodiesel produced from waste cooking oil obtained from food vendors within Awka Metropolis
RU2802958C1 (ru) Способ получения концентрата фитостеролов и токоферолов, а также свободных жирных кислот
US8747673B2 (en) Methods for recovering a solvent from a fluid volume and methods of removing at least one compound from a nonpolar solvent

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150317

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150617

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150716

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150917

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151215

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160510