WO2010075616A1 - Process for purifying light-coloured glycerol from biodiesel transesterification - Google Patents

Process for purifying light-coloured glycerol from biodiesel transesterification Download PDF

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WO2010075616A1
WO2010075616A1 PCT/BR2009/000436 BR2009000436W WO2010075616A1 WO 2010075616 A1 WO2010075616 A1 WO 2010075616A1 BR 2009000436 W BR2009000436 W BR 2009000436W WO 2010075616 A1 WO2010075616 A1 WO 2010075616A1
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glycerin
oil
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process according
glycerol
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Application number
PCT/BR2009/000436
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French (fr)
Portuguese (pt)
Inventor
Rogério DA CONCEIÇÃO RODRIGUES
Alexandre Dos Santos Machado
Alessander Acacio Ferro
Original Assignee
Serviço Nacional De Aprendizagem Industrial-Senai/Dr-Ba
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/88Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C29/92Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by a consecutive conversion and reconstruction

Definitions

  • the present invention describes a practical method of purifying blond glycerin from biodiesel production, free from distillation under reduced pressure and without the need for medium neutralization via chemicals classified as organic or inorganic bases.
  • acetals and ketals are produced by cyclizing the respective triol with different ketones and aldehydes in the absence of additional acid or basic catalysts. After the cyclic intermediates were hydrolyzed, the purified glycerin was recovered in excellent yields.
  • Energy generated by biomass can be defined as that supplied by materials of plant origin or obtained by decomposing waste. Brazil has been seeking to use biomass as a renewable source of energy, among which are: firewood, babassu, vegetable oils, vegetable waste, sisal, biogas, rice husk, sugarcane - sugar (sugarcane bagasse, straw and alcohol).
  • biodiesel can be considered a mixture of vegetable oils and diesel, or can be considered as a monoalkyl ester of fatty acids derived from renewable sources, such as vegetable oils and animal fat, through a process. in which triglycerides break down, producing molecules of lower molecular weight, classified as fatty acid esters or from the transesterification of vegetable oils used in frying, domestic or industrial sewage.
  • biodiesel from vegetable or animal oils generates about 10% of difficult to treat crude glycerin.
  • Glycerin known as 1,2,3-propanotriol, is a highly functionalized, proquiral and biodegradable molecule. It can be found in vegetable oils as fatty triglycerides or as an intermediate in the metabolism of living organisms.
  • Glycerin is usually obtained through the soap manufacturing process, microorganism fermentation (wine and beverage generation), fatty acid production, and can also be obtained through propylene oxide in the processing of petroleum derivatives.
  • the conventional process is the addition of HCl and the SFIC 3 crude glycerin in order to maintain the pH between 4 and 4.5, in order to remove soaps' and other organic impurities. Then the fatty acids formed are filtered off and the filtrate is neutralized with NaOH to pH 6.5. Once 'this treatment, the crude glycerol contains water, NaCl, methanol and other organic waste materials. The filtrate is then evaporated to 80 to 90% glycerine (by mass).
  • ion exchange In the process involving ionic resins, crude glycerin is treated similarly to the conventional process until the neutralized filtrate is obtained. The purification is then performed by ion exchange, which consists of passing the filtered material through successive beds of strong cationic resin, weak anionic resin and strong cation and anion mixed resins. It is noteworthy that ion exchange units work efficiently for dilute solutions containing 20 to 40% glycerin. The material is passed through the resin bed (see US Patent No. 0249338), with traces of free fatty acids, color, odor and other mineral impurities present. At this stage, glycerine is purified by vacuum evaporation using multiple effect evaporators to give a glycerine of more than 99% purity in the end.
  • the French patent, FR No. 578306 describes a heterogeneous azeotropic distillation process which served as the basis for the development of a method for purifying crude glycerin and obtaining it with high purity.
  • a solution of the crude material is pumped into a condensing steam chamber in perforated plates arranged in a planned distillation column.
  • the procedure shows difficulties in reproducibility of the results, since all work is directly linked to process variables such as: glycerin feed (g / s), toluene vapor feed (g / s). s), glycerine feed temperature (° C), initial glycerine concentration (mass%), glycerine outlet concentration, and use of toxic solvents such as toluene and benzene.
  • U.S. Patent US N ° 5527974 describes a purification process 'for .glicerina obtained .partir • high pressure hydrogenation (bar 100 is' 10 • ⁇ temperatures of 100 ° to 250 ° C) natural fats .envolvendo . After hydrogenate the fat, a.glicerina cpnténdo 'traces of fatty acids and other impurities are forced to pass through a column containing a membrane that simulates • microfiltration. The process is inefficient as clogging problems are frequent. throughout the operation.
  • the reaction that was the basis for the studies developed is the glycerine acetalization and / or ketalization reaction using different ketones and aldehydes. It is noteworthy that the documents found in patent literature do not preclude 'the studies of their ⁇ , invention, serving only as support for the development of a process of easy handling, reproducible, fast and low cost 25.
  • Figure 1 shows the chromatogram for the follow - up of. reaction-.;. in . ketal hydrolysis. glycerine derivative of blond amount ' ⁇ .... equimolar in distilled water. 5-minute time intervals, 30 minutes,. 30 ⁇ . q 75 minutes.
  • Figure 2 shows the chromatogram for the cyclohexanone-derived ketal.
  • Figures 3 and 4 show the infrared spectra for glycerin PA and blonde glycerin after being treated according to the procedure described in this invention.
  • This invention describes the ketalization and acetalization reactions of blonde glycerin in the presence of propanone, or cyclohexanone, or 3-methyl-2-butanone, or formaldehyde, or acetaldehyde, or benzaldehyde, among other cyclization reagents, as shown in follow:
  • the glycerin samples obtained after the biodiesel transesterification process came from different oilseeds, such as soybean oil, palm oil, sunflower oil, canola oil, jatropha oil, cottonseed oil, tallow, sunflower, babassu. , forage turnip, coconut, rapeseed, among others, and glycerin generated from blends.
  • oilseeds such as soybean oil, palm oil, sunflower oil, canola oil, jatropha oil, cottonseed oil, tallow, sunflower, babassu.
  • forage turnip coconut, rapeseed, among others
  • the different glycerin samples investigated presented high fatty acid content, traces of catalysts and alcohols.
  • the cyclization reaction involving the different ketones and aldehydes occurred at temperatures ranging from 25 to 100 ° C, under open system stirring without the need for the addition of an acid catalyst as glycerine samples already had sufficient acidity (pH ⁇ 1.0 ) for the reaction to occur, even partially, at room temperature.
  • This reaction does not exclude the use of purified glycerin, pharmaceutical grade glycerin, white glycerine, bidistilled, provided that in the presence of a catalyst.
  • the temperature range 'used is between 50 and 90 ° C.
  • the time period for complete cleavage of cyclic intermediates did not exceed .120 minutes.
  • the recovered clear solution of glycerin was set to stir in the presence of activated charcoal and / or diatomaceous earth for a period of the minutes and then filtered. After filtration, the 'material is placed in an evaporator route, being possible to recover the ketone or aldehyde when they had a low boiling point.
  • glycerin was recovered in st feeds ranging from 85 to 99.9% with purity above 90% and pH ranging from 6.5 to 7.2.
  • the solution was * ⁇ treated -with coal -enabled, remaining under agitation for a time: add) 30 minutes / Thereafter, the solution was filtered and concentrated to give the com- purity glycerin 95% and quantitative chemical yield;
  • the recovered material was transferred to a 50 mL two-necked flask coupled to a reflux condenser.
  • the system was placed in a silicone oil bath with the temperature set at 90 ° C and the medium treated with 1.10 to 1.30 equivalent of distilled water, remaining under constant agitation for a period of 50 to 70 minutes. After finding the total consumption of the starting material, the solution was treated with activated charcoal and stirred for a while. additional 30 minutes.
  • the recovered material was transferred to a 50 mL two-necked flask coupled to a reflux condenser.
  • the system was put in a silicon oil bath with the temperature set to '75 ° C and the medium' treated with 1 equivalent of from 05 to 1.20 distilled water remaining under constant agitation for a period of 60 to 80 minutes .
  • the solution was treated with activated carbon, remaining under agitation by a 'tempoadicional 20 minutes.
  • the solution was then filtered and concentrated to give 97% purity glycerine with quantitative chemical yield.

Abstract

The present invention describes a convenient method for purifying light-coloured glycerol from biodiesel production, without low-pressure distillation and without the need to neutralise the medium by means of chemicals classified as organic or inorganic bases. In the present purification process, acetals and cetals are produced by cyclisation of the respective triol in the presence of various aldehydes and ketones, and in the absence of additional acid catalysts. The cyclised addition products are hydrolysed in various concentrations of distilled water, yielding glycerol with a high degree of purity ranging from 90 to 99.9%, besides a quantitative chemical yield.

Description

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DA GLICERINA LOURA, ORIUNDA DA TRANSESTERIFICAÇÃO DO BIODIESEL  BLOND GLYCERIN PURIFICATION PROCESS, FROM BIODIESEL TRANSESTERIFICATION
Campo de Invenção Field of Invention
A presente invenção descreve um método prático de purificação da glicerina loura, oriunda da produção do biodiesel, isento de destilação à pressão reduzida e sem a necessidade de neutralização do meio via agentes químicos classificados como bases orgânicas ou inorgânicas. No presente processo de purificação, acetais e cetais são produzidos a partir da ciclização do respectivo triol com diferentes cetonas e aldeídos na ausência de catalisadores ácidos ou básicos adicionais. Após os intermediários cíclicos serem hidrolisados, a glicerina purificada foi recuperada em excelentes rendimentos.  The present invention describes a practical method of purifying blond glycerin from biodiesel production, free from distillation under reduced pressure and without the need for medium neutralization via chemicals classified as organic or inorganic bases. In the present purification process acetals and ketals are produced by cyclizing the respective triol with different ketones and aldehydes in the absence of additional acid or basic catalysts. After the cyclic intermediates were hydrolyzed, the purified glycerin was recovered in excellent yields.
Antecedentes da Invenção  Background of the Invention
A maior parte da energia consumida no mundo é oriunda do petróleo, do carvão e do gás natural. Essas fontes não são renováveis e com previsão de esgotamento no futuro. Portanto, a busca por novas fontes de energia é de suma importância. Esta busca constante resultou na descoberta do potencial demonstrado pela biomassa que aparece como uma fonte alternativa que visa solucionar o problema energético mundial.  Most of the energy consumed in the world comes from oil, coal and natural gas. These sources are not renewable and are expected to run out in the future. Therefore, the search for new sources of energy is of paramount importance. This constant search resulted in the discovery of the potential demonstrated by biomass that appears as an alternative source that aims to solve the world energy problem.
A energia gerada pela biomassa pode ser definida como aquela que é fornecida por materiais de origem vegetal ou obtida pela decomposição de dejetos. O Brasil tem buscado a utilização da biomassa como fonte renovável de energia, dentre estas fontes encontra-se: a lenha, o babaçu, os óleos vegetais, os resíduos vegetais, o sisal, o biogás, a casca de arroz, a cana-de- açúcar (bagaço da cana, palha e álcool).  Energy generated by biomass can be defined as that supplied by materials of plant origin or obtained by decomposing waste. Brazil has been seeking to use biomass as a renewable source of energy, among which are: firewood, babassu, vegetable oils, vegetable waste, sisal, biogas, rice husk, sugarcane - sugar (sugarcane bagasse, straw and alcohol).
Dentre as fontes de energia mais pesquisadas, destacam-se os óleos vegetais, sendo o seu uso testado no final do século XIX, produzindo resultados satisfatórios quando testados em motores a diesel. Esta possibilidade de emprego dos biocombustíveis de origem vegetal é bastante atrativa, tendo em vista os aspectos ambientais e económicos. Foi constatado, contudo, que a aplicação direta dos- óleos vegetais nos motores é limitada em função de suas propriedades físicas como, por xémplo," sua alta viscosidade, . baixa volatilidade, caráter poliinsaturado, acidez ' que implicam em problemas nas partes internas- dos- motores, em- virtii/de' de combustão incompleta. Desta forma, visando à redução da viscosidade'': matéria-prima, diferentes alternativas têm. sido consideradas, tais ' cÒ'mo ' à' diluição, a micro-emulsão com o uso de metanol ou etanol, craqueaménto catalítico e a transesterificação com etanol ou metanol, promovendo a obtenção de biodiesel, conforme reação abaixo: Among the most researched energy sources, vegetable oils stand out, being their use tested in the late nineteenth century, producing satisfactory results when tested in diesel engines. This possibility of using biofuels of plant origin is quite attractive in view of the environmental and economic aspects. It has been found, however, that the direct application of vegetable oils to engines is limited due to their physical properties such as ' their high viscosity, low volatility, polyunsaturated character, acidity' which imply problems in their internal parts. of- engines, in-virtii / a '. in this way the incomplete combustion in order to reduce the viscosity' gives: raw material, various alternatives have been considered, such 'cO' mo 'to the' dilution, micro. emulsion using methanol or ethanol, catalytic cracking and transesterification with ethanol or methanol, promoting the production of biodiesel, according to the reaction below:
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Ainda que a geração de biodiesel seja vantajosa, em relação aos combustíveis fósseis, é inevitável a co-produção da glicerina impura e de baixo custo, numa proporção de cerca de 10% em massa.  Although biodiesel generation is advantageous over fossil fuels, the co-production of low cost impure glycerin is inevitable in a proportion of about 10% by mass.
Há uma ampla necessidade do aumento da investigação científico/tecnológica, referindo-se a purificação da glicerina oriunda de processos de produção de biodiesel, podendo esta se tornar uma importante matéria-prima para a indústria química, ocupando parcela considerável da nafta petroquímica na produção de plásticos e outrbs derivados químicos de maior valor agregado. Na literatura científica, foram encontradas informações' de que a participação do biodiesel na matriz energética do Brasil tende a se élevár passando de 3% em 2008, o chamado B3, para 5%. em 2013 (B5),' com perspectivas de que esses índices aumentem até o B20 em 2020. There is a wide need for increased scientific / technological research, referring to the purification of glycerin from biodiesel production processes, which may become an important raw material for the chemical industry, occupying a considerable portion of petrochemical naphtha in the production of plastics and other chemical derivatives of higher added value. In the scientific literature, information was found 'that the share of biodiesel in the energy matrix of Brazil tends to rise from 3% in 2008, called B3, to 5%. in 2013 (B5), ' with prospects for these indices to increase until B20 in 2020.
A crescente preocupação com 9 aquecimento global, incentiva discussões no mundo inteiro sobre novas fontes de energia menos poluentes.' A sociedade moderna é cada vez mais dependente do petróleo, mas já se discute a viabilidade dos combustíveis renováveis, que causariam um impacto muito menor no aquecimento do planeta, pois no balanço total, diminuem as emissões de CO2, um dos principais vilões do efeito estufa. Growing concern about global warming encourages discussions worldwide about new, less polluting energy sources. ' Modern society is increasingly dependent on oil, but the viability of renewable fuels, which would have a much lesser impact on global warming, is already being discussed, as the overall balance reduces CO 2 emissions, one of the main villains of the greenhouse effect. greenhouse.
Ainda existem algumas indefinições do que é o biodiesel, podendo ser considerado uma mistura de óleos vegetais e diesel, ou pode ser considerado como um mono-alquil éster de ácidos graxos derivados de fontes renováveis, como óleos vegetais e gordura animal, através de um processo no qual ocorre a quebra dos triglicérides, produzindo moléculas de menor peso molecular, classificadas como ésteres de ácidos graxos ou ainda proveniente da transesterificação de óleos vegetais utilizados em frituras, no esgoto doméstico ou industrial.  There are still some vagueness of what biodiesel is, and can be considered a mixture of vegetable oils and diesel, or can be considered as a monoalkyl ester of fatty acids derived from renewable sources, such as vegetable oils and animal fat, through a process. in which triglycerides break down, producing molecules of lower molecular weight, classified as fatty acid esters or from the transesterification of vegetable oils used in frying, domestic or industrial sewage.
Independente da definição, o biodiesel de óleos vegetais ou de origem animal gera cerca de 10% de glicerina bruta, de difícil tratamento.  Regardless of the definition, biodiesel from vegetable or animal oils generates about 10% of difficult to treat crude glycerin.
A glicerina, conhecida como 1 ,2,3-propanotriol, é uma molécula biodegradável, proquiral e altamente funcionalizada. Pode ser encontrada em óleos vegetais, na forma de triglicérides graxos, ou como intermediário no metabolismo de organismos vivos.  Glycerin, known as 1,2,3-propanotriol, is a highly functionalized, proquiral and biodegradable molecule. It can be found in vegetable oils as fatty triglycerides or as an intermediate in the metabolism of living organisms.
Usualmente, a glicerina é obtida através do processo de fabricação do sabão, fermentação por microorganismo (geração de vinhos e bebidas), produção de ácidos graxos, podendo também ser obtida através do óxido de propileno no processamento dos derivados do petróleo.  Glycerin is usually obtained through the soap manufacturing process, microorganism fermentation (wine and beverage generation), fatty acid production, and can also be obtained through propylene oxide in the processing of petroleum derivatives.
Com a introdução do biodiesel no mercado, cerca de 800 mil toneladas de glicerina foram negociadas no mundo em 2005, segundo Pagliaro em seu artigo intitulado "From Glycerol to Value-Added Products". A previsão para o Brasil indica que haverá uma produção de 120 mil toneladas por ano de glicerina com a entrada do B3 e de 200 mil toneladas por ano a partir de 2013, com o uso do B5. Este excedente de glicerina é muito maior que a produção e consumo nacional, estimada hoje em torno de 30 a 40 mil toneladas por ano.  With the introduction of biodiesel in the market, around 800,000 tons of glycerin were traded worldwide in 2005, according to Pagliaro in his article titled "From Glycerol to Value-Added Products." The forecast for Brazil indicates that there will be a production of 120 thousand tons per year of glycerine with the entry of B3 and 200 thousand tons per year from 2013, with the use of B5. This surplus of glycerin is much larger than the national production and consumption, estimated today around 30 to 40 thousand tons per year.
Para que o Programa Brasileiro de Tecnologia e Uso do Biodiesel tenha pleno sucesso, é importante investigar soluções economicamente viáveis para ^purificação da glicerina de forma a. introduzi-la novamente na çadeiá'- química' ' como uma matéria-prima de maior valor agregado, visto que o. preço deste cd-' produto na sua forma bruta está pada.vez mais baixo. · For the Brazilian Biodiesel Technology and Use Program to have If successful, it is important to investigate economically viable solutions for glycerine purification in order to. enter it again in the chemical çadeiá'- '' as a raw material with higher added value, since. The price of this product is grossly lower. ·
Para purificação da. glicerina,, dois métodos descritos na literatura são os; mais utilizados.. Esses métodos são. conhecidos como -processo .converibfona '-- e . "troca iônica" e são os mais utilizados pelas indústrias. . Entretánto, apresentam sérios problemas.  For purification of. glycerin ,, two methods described in the literature are the; most commonly used .. These methods are. known as -converibfone process' - e. "ion exchange" and are the most used by industries. . However, they present serious problems.
O processo convencional consiste na adição de HCI e FeCI3 à glicerina bruta, de forma a manter o pH entre 4 e 4,5, com o objetivo de eliminar sabões ' e outras impurezas orgânicas. Em seguida, os ácidos graxos formados são filtrados e o filtrado é neutralizado com NaOH até o pH 6,5. Após ' este tratamento, a glicerina bruta conterá água, NaCI, metanol e resíduos de outras matérias orgânicas. O filtrado é então evaporado até se obter de 80 a 90% de glicerina (em massa). The conventional process is the addition of HCl and the SFIC 3 crude glycerin in order to maintain the pH between 4 and 4.5, in order to remove soaps' and other organic impurities. Then the fatty acids formed are filtered off and the filtrate is neutralized with NaOH to pH 6.5. Once 'this treatment, the crude glycerol contains water, NaCl, methanol and other organic waste materials. The filtrate is then evaporated to 80 to 90% glycerine (by mass).
Este procedimento é uma adaptação da patente americana US N° 4655879 e é uma das operações de maior consumo energético, geralmente, ocorrendo a pressões reduzidas (46,7 mm Hg no primeiro estágio e 18,67 mm Hg no segundo estágio), o que dificulta a degradação da glicerina acima dos 200°C.  This procedure is an adaptation of US Patent No. 4655879 and is one of the most energy-consuming operations, generally occurring at reduced pressures (46.7 mm Hg in the first stage and 18.67 mm Hg in the second stage), which makes glycerin degradation above 200 ° C difficult.
Durante a evaporação da água é inevitável à concentração de sais inorgânicos que começam a cristalizar e, por isso, precisam ser continuamente removidos do sistema, através do fundo do evaporador para evitar incrustações no equipamento. Em seguida, a glicerina recuperada é conduzida a uma centrífuga. O sal restante dissolvido é sedimentado em tanques' cónicos durante seis horas para separação. Depois a glicerina sobrenàdànte é armazenada e pode ser vendida como glicerina de grau técnico. Para obter · uma glicerina com grau USP, efetua-se o refino da mesma por meio de- destilação. Como a glicerina polimeriza e se decompõe a temperaturas superiores a 200°ρ, a destilação deve ser realizada sempre à pressão reduzida. During water evaporation it is inevitable to concentrate inorganic salts that begin to crystallize and therefore need to be continuously removed from the system through the evaporator bottom to prevent scale in the equipment. Then the recovered glycerin is brought to a centrifuge. The remainder of dissolved salt is sedimented in tanks' for six hours to conical separation. The supernatant glycerin is then stored and can be sold as a technical grade glycerin. To obtain a USP-grade glycerin, it is refined by distillation. As glycerin polymerizes and decomposes at temperatures above 200 ° ρ, distillation should always be performed at reduced.
No processo que envolve resinas iónicas, a glicerina bruta é tratada de forma similar ao processo convencional até a obtenção do filtrado neutralizado. Em seguida, a purificação é feita através de troca iônica, que consiste na passagem do material filtrado por sucessivos leitos de resina catiônica forte, resina aniôniea fraca e de resinas mistas de cátion e ânion fortes. Vale ressaltar que, as unidades de troca iônica funcionam com eficiência para soluções diluídas contendo de 20 a 40% de glicerina. O material é passado através do leito de resinas (ver a patente americana US N° 0249338), ocorrendo a eliminação de traços de ácidos graxos livres, a cor, o odor e outras impurezas minerais presentes. Nesse estágio, a glicerina é purificada através da evaporação a vácuo, com o uso de evaporadores de múltiplo efeito, de modo a se obter no final uma glicerina com pureza de mais de 99%.  In the process involving ionic resins, crude glycerin is treated similarly to the conventional process until the neutralized filtrate is obtained. The purification is then performed by ion exchange, which consists of passing the filtered material through successive beds of strong cationic resin, weak anionic resin and strong cation and anion mixed resins. It is noteworthy that ion exchange units work efficiently for dilute solutions containing 20 to 40% glycerin. The material is passed through the resin bed (see US Patent No. 0249338), with traces of free fatty acids, color, odor and other mineral impurities present. At this stage, glycerine is purified by vacuum evaporation using multiple effect evaporators to give a glycerine of more than 99% purity in the end.
A patente francesa, FR N° 578306, descreve um processo por destilação azeotrópica heterogénea que serviu de base para o desenvolvimento de um método que permite purificar glicerina bruta e obtê-la com alto teor de pureza. Neste processo, uma solução do material bruto é bombeada para uma câmara de aquecimento para geração de vapor que sofre condensação em pratos perfurados dispostos de forma planejada em uma coluna de destilação. Embora, seja uma alternativa aparentemente prática para uso industrial, o procedimento demonstra dificuldades na reprodutibilidade dos resultados, pois todo trabalho está vinculado diretamente as variáveis de processo tais como: alimentação de glicerina (g/s), alimentação do vapor de tolueno (g/s), temperatura de alimentação da glicerina (°C), concentração inicial de glicerina (% em massa), na concentração de saída de glicerina, além de fazer uso de solventes tóxicos como, por exemplo, o tolueno e benzeno.  The French patent, FR No. 578306, describes a heterogeneous azeotropic distillation process which served as the basis for the development of a method for purifying crude glycerin and obtaining it with high purity. In this process, a solution of the crude material is pumped into a condensing steam chamber in perforated plates arranged in a planned distillation column. Although it is a seemingly practical alternative for industrial use, the procedure shows difficulties in reproducibility of the results, since all work is directly linked to process variables such as: glycerin feed (g / s), toluene vapor feed (g / s). s), glycerine feed temperature (° C), initial glycerine concentration (mass%), glycerine outlet concentration, and use of toxic solvents such as toluene and benzene.
Duas patentes americanas, US N° 0187281 e US N° 6548681 , descrevem um procedimento para purificar polióis ou múltiplos polióis a partir de uma solução aquosa em diferentes concentrações através da ciclização com aldeídos e cetonas contendo de 1 a 4 átomos de carbono. Os produtos obtidos, denominados acetais e çetais, são separados em temperaturas elevadas, lyi.esmp: apresentando, ponto de ebulição mais baixo 'que òs- próprios' ppjióis.,. a água .ainda é -. um: fátór limitatite; pára' esse pr cessó. 0::-:matè iàí · ..■ recuperado, é submetido, a um. reator onde . ocorre a réáção :d'e. hidr'o¾sê';:'! 5 ·,...pr§§§n§¾ de-jáçidqs .njinçrals .ou. resinas de troca iôniôà Outro- · 'ΐ¾¾'^'ό· ·. - semelhante ,;:ao.
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pode ser encontrado na''rpát'êhte .francesa ir.R.N083360.7, ,.
Two US patents, US Patent No. 0187281 and US Patent No. 6548681, disclose a procedure for purifying polyols or multiple polyols from an aqueous solution at different concentrations by cyclization with aldehydes and ketones containing from 1 to 4 carbon atoms. The products obtained, called acetals and ketals, are separated at elevated temperatures, lyi . esmp: presenting lower boiling point 'than own ' ppjióis.,. the water is still -. one: factor limitatitis; stop 'this pr cess. 0 :: - : matè iàí · .. ■ recovered, is submitted to one. reactor where. the reaction occurs : d ' e . hidr ' o¾sê ' ;: ' na ! 5 ·, ... pre-de-alreadys .njuals .or. ion exchange resins Other- · 'ΐ¾¾ ' ^ ' ό · ·. - similar ,; : ao.
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It can be found in 'r PAT' ehtë; t .francesa ir.RN 83360.7 0,.
A patente americana, US N° 5527974, relata um processo de purificação'' para .glicerina obtida a•.partir da hidrogenação èm alta pressão (100 bar é' 10· temperaturas de 100° a 250°C) .envolvendo gorduras naturais. Após hidrogenar a gordura, a.glicerina cpnténdo:'traços de ácidos graxos e outras impurezas são forçadas a passar por uma coluna contendo uma membrana que simula uma • microfiltração. O processo é pouco eficiente, pois problemas de entupimentos são frequentes. ao longo da operação. U.S. Patent US N ° 5527974, describes a purification process 'for .glicerina obtained .partir • high pressure hydrogenation (bar 100 is' 10 · temperatures of 100 ° to 250 ° C) natural fats .envolvendo . After hydrogenate the fat, a.glicerina cpnténdo 'traces of fatty acids and other impurities are forced to pass through a column containing a membrane that simulates • microfiltration. The process is inefficient as clogging problems are frequent. throughout the operation.
15 Sumário da Invenção  15 Summary of the Invention
É um objeto da presente invenção, descrever um processo de purificação da glicerina .loura, oriunda da- produção do biodiesel-, que compreenda duas etapas distintas sem a necessidade de destilação à pressão reduzida e completa recuperação dos agentes carbonilados. A reação que 20 serviu de base para os estudos desenvolvidos é a reação de acetalização e/ou cetalização da glicerina utilizando diferentes cetonas e aldeídos. Vale ressaltar que, os documentos encontrados na literatura patentária não inviabilizam' os estudos da · respectiva, invenção, servindo apenas como suporte para o desenvolvimento de um processo de fácil manipulação, reprodutível, rápido e , 25 de baixo custo. It is an object of the present invention to describe a process of purifying glycerine .loura, derived from the production of biodiesel -, which comprises two distinct steps without the need for reduced pressure distillation and complete recovery of carbonylated agents. The reaction that was the basis for the studies developed is the glycerine acetalization and / or ketalization reaction using different ketones and aldehydes. It is noteworthy that the documents found in patent literature do not preclude 'the studies of their ·, invention, serving only as support for the development of a process of easy handling, reproducible, fast and low cost 25.
Descrição das Figuras . .  Description of the Figures. .
·. A Figura 1 mostra o cromatograma referente ao acompanhamento da . reação-.;. de . hidrólise do cetal. derivado da glicerina loura com quantidade'■ ....equimolar de água destilada nos. intervalos de tempo de 5-minutos, 30 minutos ,. 30 ·. q 75 minutos. A Figura 2 mostra o cromatograma referente ao cetal derivado da ciclohexanona. ·. Figure 1 shows the chromatogram for the follow - up of. reaction-.;. in . ketal hydrolysis. glycerine derivative of blond amount '■ .... equimolar in distilled water. 5-minute time intervals, 30 minutes,. 30 ·. q 75 minutes. Figure 2 shows the chromatogram for the cyclohexanone-derived ketal.
As Figuras 3 e 4 mostram os espectros de infravermelho referentes à glicerina PA e glicerina loura, após ser tratada segundo o procedimento descrito nessa invenção.  Figures 3 and 4 show the infrared spectra for glycerin PA and blonde glycerin after being treated according to the procedure described in this invention.
Descrição Detalhada da Invenção  Detailed Description of the Invention
Esta invenção descreve as reações de cetalização e acetalização da glicerina loura na presença de propanona, ou ciclo-hexanona, ou 3-metil-2- butanona, ou formaldeído, ou acetaldeído, ou benzaldeído, entre outros reagentes de ciclização, como é mostrado a seguir:  This invention describes the ketalization and acetalization reactions of blonde glycerin in the presence of propanone, or cyclohexanone, or 3-methyl-2-butanone, or formaldehyde, or acetaldehyde, or benzaldehyde, among other cyclization reagents, as shown in follow:
G|icerjna Pura
Figure imgf000008_0001
G | icerjna Pure
Figure imgf000008_0001
Glicerina Loura  Blonde Glycerin
As amostras de glicerina obtidas após o processo de transesterificação do biodiesel vieram de diferentes oleaginosas, tais como: óleo de soja, óleo de dendê, óleo de girassol, óleo de canola, óleo de pinhão manso, óleo de algodão, sebo, girassol, babaçu, nabo forrageiro, coco, colza, dentre outros, além de glicerina gerada a partir de blendas. As diferentes amostras de glicerina investigadas apresentavam alto teor de ácidos graxos, traços de catalisadores e álcoois. The glycerin samples obtained after the biodiesel transesterification process came from different oilseeds, such as soybean oil, palm oil, sunflower oil, canola oil, jatropha oil, cottonseed oil, tallow, sunflower, babassu. , forage turnip, coconut, rapeseed, among others, and glycerin generated from blends. The different glycerin samples investigated presented high fatty acid content, traces of catalysts and alcohols.
A reação de ciclização envolvendo as diferentes cetonas e aldeídos ocorreu em temperaturas que variaram entre 25 e 100°C, sob agitação em sistema aberto sem que fosse necessário a adição de um catalisador ácido pois as amostras de glicerina já possuíam acidez suficiente (pH ~ 1.0) para que a reação ocorresse, mesmo que parcialmente, a temperatura ambiente. Esta reação não exclui o uso de glicerina purificada, glicerina grau farmacêutico, glicerina branca, bidestilada, desde que na presença de um catalisador.  The cyclization reaction involving the different ketones and aldehydes occurred at temperatures ranging from 25 to 100 ° C, under open system stirring without the need for the addition of an acid catalyst as glycerine samples already had sufficient acidity (pH ~ 1.0 ) for the reaction to occur, even partially, at room temperature. This reaction does not exclude the use of purified glycerin, pharmaceutical grade glycerin, white glycerine, bidistilled, provided that in the presence of a catalyst.
Em todos os experimentos aqui apresentados, a melhor razão molar entre 1.0 é 3.0.
Figure imgf000009_0001
molares "'rifais " -àdèqúádàs .fSfáró-i- OS', 1 ,W :e Í:i2' Ú\ 'Êm tõcíò's:Ós exemplos estudados;- o ternpb ." -.dátéáçãõ 7^5e^déU'W 'minutos.- A mélno faixa ericontra-sè entre'- 5 e '4:§ '~; · - inut s^ ' 1 · '· ' -''' " ' '
In all experiments presented here, the best molar ratio between 1.0 is 3.0.
Figure imgf000009_0001
molar "'rifais" -Suitable .fSfáró-i OS' 1, W and I: i2 \' in tõcíò's: The samples studied, - the ternpb. " -.da tation 7 ^ 5 and ^ déU'W ' minutes.- The best range is between ' - 5 and ' 4 : § ' ~ ; · - inut s ^ '1 ·' · '- ''''''
.'··· '- Apôs;';':'.;:Cpnstà{áção ido'"" tèrmíhõ^- '' reação -'- por ' '(3C S (Gâ's; '' 'chromátõ,grkphy-mass' spéetr'omè'try)',' 'oè Internièdiários cíclicos foram' diluídos-" com uma peq eha quantidade tie acetona e filtrados para completa remoção das impurezas precipitadas ao longo' dà reação, concentrados e postos para hidrolisar com" quantidades equírriolares de áglia destilada, numa proporção que variou de:1 ,Ó a 3,0. A faixa de temperatura' utilizada encontra-se entre 50 e 90°C. O intervalo de tempo para completa clivagem dos intermediários cíclicos, não ultrapassou .120 minutos. A solução límpida de glicerina recuperada foi posta pára agitar na presença dè carvão ativado e/ou terra diatomácea por um período de O minutos e filtrada em seguida. Após a filtração,' o material for posto num rota evaporador, sendo possível recuperar a cetona ou aldeído, quando estes apresentavam baixo ponto de ebulição. A glicerina foi recuperada em rendimentos que variaram entre 85 e 99,9% com grau de pureza acima de 90% e o pH variando de 6,5 a 7,2. . ' ··· ' - Betting; ';': ' . ; : Cpnstà {action gone ' "" tèrmíhõ ^ - '' reaction - ' - por '' (3C S (Gâ's ; '' 'chromátõ, grkphy-mass ' spéetr ' omè ' try) ' , '' oè Cyclic interniédiers were ' diluídos- "with a quantity p and q and h tie acetone and filtered to complete removal of precipitated impurities along 'the reaction, concentrated and put to hydrolyze to" equírriolares amounts of distilled AGLIA in a ratio ranging from 1, O to 3.0 . The temperature range 'used is between 50 and 90 ° C. The time period for complete cleavage of cyclic intermediates did not exceed .120 minutes. The recovered clear solution of glycerin was set to stir in the presence of activated charcoal and / or diatomaceous earth for a period of the minutes and then filtered. After filtration, the 'material is placed in an evaporator route, being possible to recover the ketone or aldehyde when they had a low boiling point. glycerin was recovered in st feeds ranging from 85 to 99.9% with purity above 90% and pH ranging from 6.5 to 7.2.
Os exemplos a seguir ilustram, sem limitar, o escopo da presente invenção, de forma a detalhar a metodologia Utilizada.  The following examples illustrate, without limitation, the scope of the present invention in order to detail the methodology used.
Exemplo 1  Example 1
Em um balão de duas bocas com capacidade para 50 ml_, foi acoplado Um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada numa faixa' de 40 - 60°C. Em seguida, o sistemá foi carregado corri 2,00Ó,'g (21 ,74 mmòl) de glicerina loura (pH' = Ί .0) e 10- mL de acetona - PA, : permanecendo sob agitação por um período dè tempo que variou dê 5 a' 20 minutbs. O acómpánhâmento da reação por cromatografia em fase gásosa revelou um únicò- produto derivado da ciciização. ' Após " a ' · constatação do consumo total 'do material dé partidá, a acidez fõi monitóràdâ' e ' o pH ~ 5,0. Logo nos primeiros minutos de reação, foi possível observar a precipitação das impurezas contidas na glicerina loura, sendo facilmente removidas através de uma simples filtração. A solução de característica límpida foi concentrada, dando origem a um óleo com rendimento quantitativo. In a 50 ml two-necked flask, a reflux condenser was attached. The system was put in a silicon oil bath with the temperature adjusted in a range '40-60 ° C. Then, the system was charged ran 2,00Ó, g (21 74 mmol) of blond glycerin (pH '= Ί .0) and 10 ml acetone - PA: remaining under agitation for a period of time ranged from 5 to '20 minutbs. Acceleration of the reaction by gas chromatography revealed a single product derived from the cyclization. ' After ' the ' realization of the total consumption ' of the starting material, the acidity has been monitored ' and ' pH ~ 5.0. In the first few minutes of reaction, it was possible to observe the precipitation of the impurities contained in the blonde glycerin, being easily removed by a simple filtration. The clear solution was concentrated to give an oil in quantitative yield.
O material recuperado foi transferido para um balão de duas bocas com capacidade para 50 mL, acoplado a um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada para 75°C e o meio tratado com 1 ,10 a 1 ,50 equivalente de água destilada, permanecendo sob agitação constante por um período de 50 a 80 minutos. Após a constatação do consumo total do material de partida, a solução foi tratada com carvão ativado, permanecendo sob agitação por um tempo adicional de 10 minutos. Em seguida, a solução foi filtrada e concentrada, dando origem a glicerina com grau de pureza de 99,9% e rendimento químico quantitativo. A figura 1 mostra os cromatogramas referentes ao cetal e a glicerina após ser concluída a hidrólise. Já na figura 3, é possível observar o espectro de infravermelho da glicerina PA sendo confrontado com o espectro de infravermelho da glicerina purificada.  The recovered material was transferred to a 50 mL two-necked flask coupled to a reflux condenser. The system was placed in a silicone oil bath with the temperature set at 75 ° C and the medium treated with 1.10 to 1.50 equivalent of distilled water, remaining under constant agitation for a period of 50 to 80 minutes. After finding the total consumption of the starting material, the solution was treated with activated charcoal and stirred for an additional 10 minutes. The solution was then filtered and concentrated to give 99.9% purity glycerine with quantitative chemical yield. Figure 1 shows the chromatograms for ketal and glycerin after hydrolysis is completed. In Figure 3, it is possible to observe the infrared spectrum of glycerin PA being compared to the infrared spectrum of purified glycerin.
Após todos os parâmetros reacionais terem sido determinados, novos experimentos foram realizados com o intuito de aumentar a quantidade de glicerina loura. As massas investigadas variaram de 10 a 1000g e a razão molar de acetona usada foi otimizada de 6,25 para 1 ,10.  After all reaction parameters were determined, further experiments were performed to increase the amount of blond glycerin. The investigated masses ranged from 10 to 1000g and the molar ratio of acetone used was optimized from 6.25 to 1, 10.
Exemplo 2 Example 2
Em um balão de duas bocas com capacidade para 50 mL, foi acoplado um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada numa faixa de 80 - 100°C. Em seguida, o sistema foi carregado com 2,000 g (21 ,74 mmol) de glicerina loura (pH = ,0) e 2,240 g (22,82 mmol) ou 2,36 mL de ciclohexanona, permanecendo sob agitação por um período de tempo que variou de 10 a 30 minutos. O acompanhamento da reação por cromatografia em fase gasosa revelou dois produtos isoméricos derivados da ciclização. Após a constatação do consumo total do material de. partida; a acidez foi . monitorada e o pH ~ 4,5. Logo nos •.primeiro? : minut'os. 'de'v'íreação-, ;. oi..' possjyel ' observar á' Vprecipitáçád'- 'dás' 1(JH3^^s':POnti^^i3s<.gllQ¾ ín¾. lp.Mri¾. S0nd& faejlrRéhte' removidas' aWà ;é¾";r'' .omá;'-swples .filj3¾¾âa5.-A-50lwção .d.çt. Oar^cterístlçâ' límpida" 'foi concèKtfá¾ã : -çjâadp, origem á. um Óleo-com rendimento quantitativo. "■ ' In a 50 mL two-necked flask, a reflux condenser was attached. The system was placed in a silicone oil bath with the temperature set within a range of 80 - 100 ° C. The system was then charged with 2,000 g (21.74 mmol) of blonde glycerine (pH = .0) and 2.240 g (22.82 mmol) or 2.36 mL of cyclohexanone, while stirring for a period of time. which ranged from 10 to 30 minutes. Monitoring of the reaction by gas chromatography revealed two isomeric products derived from cyclization. After the finding of consumption total material of. match; the acidity was. monitored and pH ~ 4.5. Logo us •. first? : minut ' os. ' from ' v'reation-,;. hi .. 'possjyel' observe 'Vprecipitáçád' - 'das' 1 (JH3 s ^^ ': Ponti i3s ^^ <.gllQ¾ ín¾ lp.Mri¾ S0nd &faejlrRéhte..' removed 'AWA; é¾ ";r' .má ; ' -swples .filj3¾¾âa5.-A-50lvção .d.çt. ' Clear ' characterist ' ' was concecated: -çjâadp, originated from .a Oil-with quantitative yield. "■'
· :0 màteniak red¾perado:foí transferido, para. ú.m. balão de duas bocas 'corri '"' •capacidade- par -50,'· mliV'aÇQpladp> a um . condensador pára refluxo. Ó''sisíe'má':;' foi posto : em um banho de óleo- de silicone .com a temperatura ajustada pára' W°G e o meio .tratado com .-.l jOO a 1 ,30 equivalente de água destilada, permanecendo sob- agitação constante por um> período de 95 a 20 minutos. Após a constatação do consumo total do material de partida, a solução* foi tratada -com carvão -ativado, permanecendo sob agitação por um tempo : adiciona) de 30 minutos/ Em seguida, a solução foi filtrada e concentrada, dando origem a glicerina com- grau de pureza de 95% e rendimento químico · quantitativo; ·: 0 màteniak red¾perado: was transferred to. one. ' corrected ' ' ' two-necked flask • capacity-par -50, ' · mliV ' aÇQpladp> to a condenser for reflux. O '' sisi'ma ':; ' was put: in a silicone oil-bath .com the set temperature 'W ° C and the medium with .tratado .-. l Joo 1, 30 equivalent of distilled water, remaining constant agitation by an under-> period 95-20 minutes. After the observation of the consumption total starting material, the solution was * treated -with coal -enabled, remaining under agitation for a time: add) 30 minutes / Thereafter, the solution was filtered and concentrated to give the com- purity glycerin 95% and quantitative chemical yield;
Exemplo 3  Example 3
. Em um balão de duas bocas com capacidade para 50 mL, foi acoplado um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada numa faixa de 90 - 100°C. Em seguida, o sistema foi carregado .com 2,000 g (2 ,74 mmo!) de glicerina loura (pH = ,0) e 1 ,872 g (2-1 ,74 mmol). ou 2,32 mL de 3-metil-2-butanona, permanecendo sob agitação por um período de tempo que variou de 25 a 40 minutos. O acompanhamento da reação por cromatografia em fase gasosa- revelou dois produtos isoméricos derivados da ciclização. Após a constatação do consumo total. do material de partida, a acidez foi monitorada e o pH ~-5,0. Logo:rios' primeiros minutos . de ; reàção, . foi possível - observar' a precipitação ·. 'das • impur.ezas..contidas- roa glicerina loura,, sendo facilmente removidas através' de' uma .simples , filtração;- .A solução , de característica límpida foi concentrada, '' d ndo origem.:a'úm-óJeó com rendimento-quantitativo.. In a 50 mL two-necked flask, a reflux condenser was attached. The system was placed in a silicone oil bath with the temperature set within a range of 90 - 100 ° C. Then, the system was loaded with 2.000 g (2.74 mmol) of blonde glycerin (pH = 0.0) and 1.872 g (2-1.74 mmol). or 2.32 mL of 3-methyl-2-butanone, remaining under stirring for a period of time ranging from 25 to 40 minutes. Monitoring the reaction by gas chromatography revealed two isomeric products derived from cyclization. After finding the total consumption. From the starting material, the acidity was monitored and the pH ~ -5.0. Soon : rivers ' first minutes. in ; reaction,. Could - watch precipitation. '• impur.ezas..contidas- of roa blond ,, glycerin is easily removed by means of ' a '.simples, filtration, - .The solution was concentrated feature of clear,' d ing origin. : a'um-óJeó with quantitative yield.
- · · .. :<3 material recuperado foi ..transferido paia 'um balão de duas bócás cdm · capacidade para 50 mL, acoplado a um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada para 80°C e o meio tratado com 1 ,10 a 1 ,40 equivalente de água destilada, permanecendo sob agitação constante por um período de 30- a 80 minutos. Após a constatação do consumo total do material de partida, a solução foi tratada com carvão ativado, permanecendo sob agitação por um tempo adicional de 15 minutos. Em seguida, a solução foi filtrada e concentrada, dando origem a glicerina com grau de pureza de 90% e rendimento químico quantitativo. - · · ..: <3 recovered material was ..transferred to 'a two-necked cdm balloon · 50 ml capacity coupled to a reflux condenser. The system was placed in a silicone oil bath with the temperature set at 80 ° C and the medium treated with 1.10 to 1.40 equivalent of distilled water, remaining under constant agitation for a period of 30-80 minutes. After finding the total consumption of the starting material, the solution was treated with activated charcoal and stirred for an additional 15 minutes. Then the solution was filtered and concentrated to give 90% purity glycerin with quantitative chemical yield.
Exemplo 4 Example 4
Em um balão de duas bocas com capacidade para 50 mL, foi acoplado um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada numa faixa de 80 - 100°C. Em seguida, o sistema foi carregado com 2,000 g (21 ,74 mmol) de glicerina loura (pH = 1 ,0) e 2,31 g (21 ,74 mmol) ou 2,20 mL de benzaldeído, permanecendo sob agitação por um período de tempo que variou de 30 a 40 minutos. O acompanhamento da reação por cromatografia em fase gasosa revelou dois produtos isoméricos derivados da ciclização. Após a constatação do consumo total do material de partida, a acidez foi monitorada e o pH ~ 4,0. Logo nos primeiros minutos de reação, foi possível observar a precipitação das impurezas contidas na glicerina loura, sendo facilmente removidas através de uma simples filtração. A solução de característica límpida foi concentrada, dando origem a um óleo com rendimento quantitativo.  In a 50 mL two-necked flask, a reflux condenser was attached. The system was placed in a silicone oil bath with the temperature set within a range of 80 - 100 ° C. The system was then charged with 2.000 g (21.74 mmol) of blonde glycerine (pH = 1.0) and 2.31 g (21.74 mmol) or 2.20 mL of benzaldehyde while stirring for a time period ranging from 30 to 40 minutes. Monitoring of the reaction by gas chromatography revealed two isomeric products derived from cyclization. After finding the total consumption of the starting material, the acidity was monitored and the pH ~ 4.0. In the first few minutes of the reaction, it was possible to observe the precipitation of the impurities contained in the blond glycerin, being easily removed by a simple filtration. The clear solution was concentrated to give an oil in quantitative yield.
O material recuperado foi transferido para um balão de duas bocas com capacidade para 50 mL, acoplado a um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada para 90°C e o meio tratado com 1 ,10 a 1 ,30 equivalente de água destilada, permanecendo sob agitação constante por um período de 50 a 70 minutos. Após a constatação do consumo total do material de partida, a solução foi tratada com carvão ativado, permanecendo sob agitação por um tempo adicional de 30 minutos. Em seguida, a solução foi filtrada e concentrada, dando origem 'á' glicerina com grau de pureza de 93% e rendimentò^químicó'" 'q¾ántit'atív"óv"'i; - Em um 'balão de duas bocas com capacidade para 50 mL, foi acopiadó' dmóondensadòr ara refluxo. O sistema foi posto ém um banho à& oléo' :'dè ãííitórtô,-cò f>'!á"iêrft >e átufà ajustada 'numa'' faixa de 30 - 45°C. Em sè'gu'ida, ò sisièmá foi carregado com' 2,000 g (21 ,74 mmol) de glicerina loura (pH'= Ί ,0) e' 1 ,43 g (32,61 : mmol) ou 1 ,83 mL dé acetaldeído, permanecendo sob agitação . p r um èríòdo de tempo que variou de 50 a 70 minutos. O acompanhamento da reação" por cromatografia em fase gasosa revelou dois produtos isoméricos derivados da ciclização. Após a constatação do consumo total do màtèriál de partida, a acidez foi monitorada e o H ~ 5,0. Logo nos primeiros minutos' de reação, foi possível observar a precipitação das impurezas contidas na glicerina loura, sendo facilmente removidas através de uma simples filtração. A solução de característica límpida foi concentrada, dando origem a um óleo com · rendimento quantitativo. The recovered material was transferred to a 50 mL two-necked flask coupled to a reflux condenser. The system was placed in a silicone oil bath with the temperature set at 90 ° C and the medium treated with 1.10 to 1.30 equivalent of distilled water, remaining under constant agitation for a period of 50 to 70 minutes. After finding the total consumption of the starting material, the solution was treated with activated charcoal and stirred for a while. additional 30 minutes. Then, the solution was filtered and concentrated to give 'a' glycerine with a purity of 93% and yield chimeric ^ '' 'q¾ántit'atív "Ov"' i; - In a 'balloon burners capable of 50 mL was acopiadó 'dm: e óondensadòr ara reflux The system was put in a bath at &oil.':'ãííitórtô of - cO f>' will "iêrft> and adjusted átufà 'a' range 30-45 ° C. In sè'gu 'round, O sisièmá was charged with' 2.000 g (21 74 mmol) of blond glycerin (pH '= Ί, 0) and "1, 43 g (32.61: mmol) or 1, 83 mL of acetaldehyde while remaining under agitation. for a period of time ranging from 50 to 70 minutes. The monitoring of the reaction "by gas chromatography revealed two isomeric products from the cyclization derivatives. After finding the total consumption of the starting material, the acidity was monitored and H ~ 5.0. In the first few minutes' reaction was It is possible to observe the precipitation of the impurities contained in the blonde glycerin, which are easily removed by simple filtration The clear solution was concentrated to give an oil of quantitative yield.
O material recuperado foi transferido para um balão de duas bocas com capacidade para 50 mL, acoplado a um condensador para refluxo. O sistema foi posto em um banho de óleo de silicone com a temperatura ajustada para ' 75°C e o meio' tratado com 1 ,05 a 1,20 equivalente de água destilada, permanecendo sob agitação constante por um período de 60 a 80 minutos. Após a constatação do consumo total do material de partida, a solução foi tratada com carvão ativado, permanecendo sob agitação por um' tempoadicional de 20 minutos. Em seguida, a solução foi filtrada e concentrada, dando origem a glicerina com grau de pureza de 97% e rendimento químico quantitativo. The recovered material was transferred to a 50 mL two-necked flask coupled to a reflux condenser. The system was put in a silicon oil bath with the temperature set to '75 ° C and the medium' treated with 1 equivalent of from 05 to 1.20 distilled water remaining under constant agitation for a period of 60 to 80 minutes . After finding the total consumption of starting material the solution was treated with activated carbon, remaining under agitation by a 'tempoadicional 20 minutes. The solution was then filtered and concentrated to give 97% purity glycerine with quantitative chemical yield.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1) Processo de purificação da glicerina loura, oriunda da transesterificação do biodiesel, caracterizado por compreender as seguintes etapas:  1) Purification process of blond glycerin, derived from biodiesel transesterification, characterized by the following steps:
a) reagir glicerina loura com um reagente de ciclização sob agitação constante, em temperatura de 25 a 100°C, em um sistema aberto sem adição de um catalisador;  a) reacting blonde glycerin with a cyclization reagent under constant agitation at 25 to 100 ° C in an open system without the addition of a catalyst;
b) após o término da etapa a), diluir os intermediários cíclicos com acetona;  b) after completion of step a) dilute the cyclic intermediates with acetone;
c) filtrar os intermediários cíclicos para remoção das impurezas precipitadas ao longo da etapa de reação;  c) filtering the cyclic intermediates to remove precipitated impurities throughout the reaction step;
d) hidrolisar o material que foi filtrado na etapa c) obtendo-se assim uma solução límpida;  d) hydrolyzing the material which was filtered in step c) thus obtaining a clear solution;
e) agitar a solução obtida em d) na presença de carvão ativo e/ou terra diatomácea por um período de tempo entre 10 e 30 minutos; e  e) stirring the solution obtained in d) in the presence of active charcoal and / or diatomaceous earth for a period of time between 10 and 30 minutes; and
f) filtrar e concentrar a solução da etapa e) obtendo-se assim uma glicerina com alto grau de pureza.  f) filtering and concentrating the solution from step e) thus obtaining a high purity glycerin.
2) Processo, de acordo com a reivindicação , caracterizado pelo fato da glicerina loura vir do óleo de soja, óleo de dendê, óleo de girassol, óleo de canola, óleo de pinhão manso, óleo de algodão, sebo, girassol, babaçu, nabo forrageiro, coco, colza, entre outras oleaginosas, ou ainda proveniente da transesterificação de óleos vegetais utilizados em frituras, de gordura animal, esgoto doméstico ou industrial.  Process according to claim, characterized in that the blonde glycerin comes from soybean oil, palm oil, sunflower oil, canola oil, jatropha oil, cottonseed oil, tallow, sunflower, babassu, turnip fodder, coconut, rapeseed, among other oilseeds, or from transesterification of vegetable oils used in frying, animal fat, domestic or industrial sewage.
3) Processo, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato dos reagentes de ciclização serem propanona (acetona), ciclo-hexanona, 3- metil-2-butanona, formaldeído, acetaldeído, benzaldeído.  Process according to Claim 1, characterized in that the cyclization reagents are propanone (acetone), cyclohexanone, 3-methyl-2-butanone, formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde.
4) Processo, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato da razão molar entre o reagente de ciclização e a glicerina estar entre 1 e 3.  Process according to Claim 1, characterized in that the molar ratio between the cyclization reagent and glycerin is between 1 and 3.
5) Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato da razão molar entre o reagente de ciclização e a glicerina ser preferencialmente.1,05, 1,10 e 1,20. Process according to Claim 4, characterized in that the molar ratio between the cyclization reagent and glycerin is preferably 1.05, 1.10 and 1.20.
6) .. Prpcéssòv.de .acordo com, a reivindicação.1,, caracterizado pelo fãtd"< do/tempo da etapa a) não exceder 60 minutos;; 6) .. Prpcéssòv.de .acordo with the reivindicação.1 ,, characterized in fãtd " to </ step time) does not exceed 60 minutes;;
7) Processo; dè acordo com á reivindicação 1. caracterizado pelo fato- da -razão :rnplar entre o material filtrado na. etapa. c.)..e água estiar na faixa de, .1,0.7) Process; according to claim 1, characterized in that the reason is : between the filtered material in the. stage. c.) .. and water stretching in the range of .1,0.
- .a ¾Q. - .a ¾Q.
·.$) -.processo,:, de. acordo com a reivindicação 1,: caracterizado pelo fato' • da temperatura durante, a etapa d) se manter na faixa de 50 a 90°C e do intervalo de tempo para a completa hidrólise não ultrapassar 120 minutos. ·. $) -.Process:, of. according to claim 1: characterized in that '• the temperature during step d) remain in the range 50 to 90 ° C and the time interval for complete hydrolysis does not exceed 120 minutes.
9) Processo,: de acordo com quaiquer uma das reivindicações 1 , 2, 3, 4, A process according to any one of claims 1, 2, 3, 4,
5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato do processo de recuperação da glicerina possuir um rendimento entre 85 e.99,9%. 5, 6, 7 or 8, characterized in that the glycerine recovery process has a yield between 85 and.99.9%.
10) Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9. caracterizado pelo fato da glicerina obtida apresentar um grau de pureza acima de 90%.  Process according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, characterized in that the glycerin obtained has a degree of purity above 90%.
PCT/BR2009/000436 2009-01-05 2009-12-28 Process for purifying light-coloured glycerol from biodiesel transesterification WO2010075616A1 (en)

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