SK284543B6 - Spôsob rafinácie glycerolu - Google Patents

Abstract

Surový glycerol, získaný KOH katalyzovanou transesterifikáciou rastlinných olejov a/alebo živočíšnych tukov po rozklade glycerolovej fázy kyselinou chlorovodíkovou a po odstránení metanolu a vody sa rafinuje tak, že sa zmieša s nižším alkoholom C1 až C4 a vyzrážaná soľ sa oddelí.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka rafinácie glycerolu, získaného KOH katalyzovanou transesterifikáciou rastlinných olejov a/alebo živočíšnych tukov po rozklade glycerolovej fázy kyselinou chlorovodíkovou a po odstránení metanolu a vody. Tento surový glycerol je vedľajším produktom pri výrobe metylesterov vyšších mastných kyselín, používaných ako alternatívne palivo alebo ako zložka zmesového paliva v dieselových motoroch.

Doterajší stav techniky

Podľa doteraz známych postupov rafinácie glycerolu zdrojom glycerolu sú hlavne tzv. spodné lúhy z výroby mydiel a tzv. glycerinové vody zo štiepenia tukov. Spodné lúhy obsahujú 4 až 15 % hmotn. glycerolu a 8 až 20 % hmotn. solí, kým glycerinové vody obsahujú 8 až 20 % hmotn. glycerolu a soli prakticky neobsahujú. Zahusťovanie glycerínových vôd nie je problémové, zahusťovanie spodných lúhov s postupným zvyšovaním koncentrácie solí a ich vypadávaním prináša rad problémov. Vodne roztoky glycerolu sa zahusťujú obvykle v klasických vákuových jednočlenných alebo viacčlenných odparkách, v ktorých pri odparovaní vody sa vylučuje soľ, ktorú je potrebné periodicky zo zariadenia odstraňovať. Časť soli ostáva rozpustená v glycerole najmä vo forme presýteného roztoku so sťaženou kryštalizáciou soli vo viskóznom prostredí. S rozvojom výroby alternatívnych palív alkalický katalyzovanou transesterifikáciou prírodných acylglycerolov metanolom na metylestery vznikol nový zdroj glycerolu tzv. glycerolová fáza, ktorá sa po rozklade minerálnou kyselinou podobá svojimi parametrami spodným lúhom. Obsahuje asi 78 až 82 % hmotn. glycerolu, 6 až 8 % hmotn. soli, 8 až 12 % hmotn. vody a 2 až 3 % hmotn. metanolu. Po vákuovom zahustení takéhoto systému po odstránení vody a metanolu ostáva obsah soli v surovom glycerole okolo 6 % hmotn. bez kryštalizácie. Pri rafinácii glycerolu destiláciou na filmovej vákuovej odparke potom dochádza k vypadávaniu soli na odpamej ploche, k znečisťovaniu a zanášaniu odpamej plochy a k nutnému poklesu výťažnosti glycerolu, pretože jeho časť sa musí použiť na odvedenie tuhej fázy vo forme destilačného zvyšku z odparky.

Podstata vynálezu

Táto nevýhoda sa odstráni postupom rafinácie surového glycerolu z KOH katalyzovanej transesterifikácie rastlinných olejov a/alebo živočíšnych tukov po rozklade glycerolovej fázy kyselinou chlorovodíkovou a po odstránení metanolu a vody podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že s cieľom znížiť obsah soli sa surový glycerol zmieša s nižším alkoholom C až C₄ alebo s ich zmesou vhmotnostnom pomere glycerol : alkohol od 1 : 0,3 do 1:4a vyzrážaná soľ sa oddelí od zmesi.

Postup rafinácie surového glycerolu podľa vynálezu má niekoľko výhod. Prídavkom nižšieho alkoholu ku glycerolu po odstránení metanolu a vody sa zníži rozpustnosť soli, ktorá sa potom vyzráža z glycerolu a môže byť z neho vhodným spôsobom odstránená. Takto upravený glycerol po odparení alkoholu použitého na zrážanie môže byť dorafinovaný vákuovou destiláciou, prípadne adsorpciou, alebo priamo použitý vo vhodných aplikáciách. Zvyškový obsah soli v ňom je okolo 1,5 % hmotn. proti pôvodným asi 6 % hmotn. Pri zrážaní soli v surovom glycerole možno využiť nižšie alkoholy C] až C₄, spomedzi nich však výhodne etanol, a to syntetický, ako aj pripravený kvasnou technológiou. Na zrážanie soli v surovom glycerole postačuje etanol vo forme azeotropickej zmesi s vodou s obsahom etanolu 96 % hmotn. Rovnako je možné na zrážanie použiť denaturovaný etanol, obvykle s primesou metyletylketónu a izobutanolu. Je možné tiež využiť zmesové zrážadlá, tvorené nižšími alkoholmi a ďalšími látkami s nižšou polaritou v porovnaní s alkoholmi. Prídavok menej polárnej zložky k alkoholu znižuje rozpustnosť soli v glycerole. Príkladom takejto vhodnej látky je acetón. Zrážadlá je možné po oddelení soli zo surového glycerolu odstrániť odparením a recyklovať ich.

Zo surového glycerolu, získaného rozkladom glycerolovej fázy kyselinou chlorovodíkovou, pričom glycerolová fáza vznikla pri transesterifikácii rastlinných olejov a/alebo živočíšnych tukov metanolom v prítomnosti KOH, sa pri zníženom tlaku 1 až 10 kPa a pri zvýšenej teplote 80 až 120 °C odparí voda a metanol. Časť rozpustenej soli po schladení zmesi vysedimentuje a oddelí sa od upraveného glycerolu. Obsah soli v takto upravenom glycerole je obvykle 5 až 7 % hmotn. Upravený glycerol sa potom zmieša s nižším alkoholom C[ až C₄, prípadne s ich zmesou v hmotnostnom pomere glycerol : alkohol od 1 : 0,3 do 1 : 4 pri laboratórnej teplote a nechá sa v pokoji. Na zrážanie je možné použiť aj zmes alkoholu s ďalšími látkami s nižšou polaritou proti alkoholu, napríklad s acetónom. Po 1 až 4 hodinách, obvykle po 2 až 3 hodinách, je sedimentácia vyzrážanej soli ukončená a dvojfázový systém sa rozdelí odstredením alebo filtráciou. Z kvapalnej fázy sa odstráni alkohol odparením, čím sa získa rafinovaný glycerol ako destilačný zvyšok s obsahom soli 1 až 2 % hmotn.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

K 50 g surového glycerolu, s obsahom soli 5,79 % hmotn., získaného z glycerolovej fázy po transesterifikácii acylglycerolov metanolom s katalyzátorom KOH po rozklade glycerolovej fázy kyselinou chlorovodíkovou a po odstránení vody a metanolu pri tlaku 1 kPa a teplote 105 °C, sa pridalo 100 g etanolu s obsahom etanolu 96 % hmotn. a premiešalo. Po 2 hodinách sa kvapalná fáza oddelila od tuhej fázy filtráciou, z filtrátu sa odparil etanol a získal sa rafinovaný glycerol s obsahom soli 1,41 % hmotn.

Príklad 2

K 50 g surového glycerolu podľa príkladu 1 sa pridalo 80 g etanolu 96 % a 20 g acetónu. Po oddelení kvapalnej fázy a odparení etanolu a acetónu sa získal rafinovaný glycerol s obsahom soli 1,76 % hmotn. oproti pôvodným 5,79 % hmotn.

Priemyselná využiteľnosť

Postup rafinácie glycerolu podľa vynálezu možno využiť pri znížení obsahu soli v glycerole, získanom pri transesterifikácii prírodných acylglycerolov metanolom za prítomnosti KOH. Postup podľa vynálezu zjednodušuje a umožňuje dorafináciu glycerolu vákuovou destiláciou alebo adsorpciou.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob rafinácie glycerolu získaného KOH katalyzovanou transesterifikáciou rastlinných olejov a/alebo živočíšnych tukov metanolom po rozklade spodnej glycerolovej fázy kyselinou chlorovodíkovou a po odstránení metanolu a vody zo surového glycerolu, vyznačujúci sa t ý m , že surový glycerol sa zmieša s nižším alkoholom C_t až C₄ alebo s ich zmesou v hmotnostnom pomere glycerol: alkohol od 1 : 0,3 do 1 : 4 a vyzrážaná soľ sa oddelí od zmesi.
2. 2. Spôsob rafinácie glycerolu podľa bodu 1, v y značujúci sa tým, že zmes surového glycerolu a nižšieho alkoholu môže obsahovať 0,1 až 50 % hmotn. zlúčenín Cj až C₄ s nižšou polaritou v porovnaní s alkoholmi Ci až C₄.
3. 3. Spôsob rafinácie glycerolu podľa bodov 1 a 2, vyzná č u j ú c i sa tým, že zmes surového glycerolu, nižších alkoholov Cj až C₄ a menej polárnych látok Cj až C₄ môže obsahovať 0,1 až 5,0 % hmotn. vody.