[发明专利]烷基脂肪酸酯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由脂肪/油和低级醇制造烷基脂肪酸酯的方法。

背景技术

脂肪和油(此后有时称为脂肪/油)含有被称为甘油三酯的酯作为主要原料，通过与醇进行酯交换，由脂肪和油制备烷基脂肪酸酯。特别地，从全球变暖的对策方面考虑，由植物油制备的烷基脂肪酸酯被认为是不增加二氧化碳的重要的生物柴油燃料油。对作为生物柴油燃料油的烷基脂肪酸酯建立了高质量标准，在欧洲，烷基脂肪酸酯的酸值被确立为不高于0.5mg KOH/g。也就是说，需要制造高质量的烷基脂肪酸酯。在从烷基脂肪酸酯制备脂肪醇时，进一步需要使用低酸值的烷基脂肪酸酯。

作为从脂肪/油和醇制备烷基脂肪酸酯的方法，已知有多种方法。在此反应中，例如，JP-A 2004-27170描述了在通过吸水滤器从原油去除水之后，原料在碱催化剂的存在下反应。关于酸催化剂，JP-A2003-246997使用硫酸、盐酸等。

一方面，JP-A 56-65097描述了一种多步法，其中在反应前，将甘油分离，然后将粗酯提供至下一阶段。在JP-A 61-254255中，首先将醇从反应混合物中蒸出，然后将未反应的物质回流，同时将甘油通过相分离除去。

发明内容

本发明提供从脂肪/油和C1至C5低级醇通过多级反应法(multistage reaction process)制造烷基脂肪酸酯的方法，其包括将脂肪和油馈送给上游阶段(upper stage)的反应器，然后送至下游侧的阶段，并将低级醇馈送给下游阶段(lower stage)的反应器，同时将从反应器出口回收的低级醇回送到上游侧的阶段，由此重复反应。

本发明提供从氢和通过上述方法获得的烷基脂肪酸酯制造脂肪醇的方法。

附图说明

图1是显示本发明的优选制造方法的概要图。

具体实施方式

在JP-A 2004-27170和JP-A 2003-246997中，催化剂是均相催化剂，因此需要在酯交换反应之后中和/去除催化剂的步骤。

JP-A 56-65097不涉及回收未反应的醇。JP-A 61-254255不使用多级反应，而是使用粉末催化剂的循环方法，因此推测在烷基脂肪酸酯的质量方面有问题。

本发明提供通过多级反应法以更高的产率从脂肪/油和低级醇制造低酸值的烷基脂肪酸酯的方法。

根据本发明，残留的甘油酯可以被减少到极低的浓度，并且能够以更高的产率在经济上有利地制造低酸值的烷基脂肪酸酯。当低级醇如脂肪和油那样连续馈送给上部阶段时，与本发明的方法相反，低级醇中的水浓度变高，因此使反应速率降低，烷基脂肪酸酯的酸值增加。

在本发明中，低级醇得以有效地回收，同时烷基脂肪酸酯的质量有保证。

在本发明中使用的脂肪和油包括天然植物脂肪和油以及动物脂肪和油。植物脂肪和油包括椰子油、棕榈油、棕榈仁油等，动物脂肪和油包括牛脂、猪油、鱼油等。

在本发明中使用的C1至C5的低级醇的具体例子包括甲醇、乙醇、丙醇等，在这些当中，就低成本和易于回收的观点而言，优选甲醇。

优选使用填有固体催化剂的固定床反应器作为本发明中的反应器。固体催化剂优选为固体酸催化剂，更优选为强酸点不高于0.2mmol/g-催化剂并且弱酸点不低于0.3mmol/g-催化剂的催化剂，各个酸点定义如下：

弱酸点：在TPD(程序升温脱附：氨吸附-脱附法)中在100至250℃的范围内发生NH₃的脱附的点

强酸点：在TPD中在高于250℃的范围内发生NH₃的脱附的点

进一步优选地，弱酸固体催化剂是具有如下结构(A)、结构(B)和金属原子(C)的固体催化剂的成型产品：

结构(A)：无机磷酸中氢原子从至少一个其OH基团上除去的结构，

结构(B)：式(1)或(2)表示的有机磷酸的结构，其中氢原子从至少一个其OH基团上除去：

其中-R¹和-R²各自代表选自-R、-OR、-OH和-H的基团，并且-R¹和-R²中的至少一个是-R或-OR，其条件是R是C1至C22的有机基团。

金属原子(C)：选自铝、镓和铁的一种或多种金属原子。