[发明专利]脂肪酸烷基酯和甘油的制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及通过使用酸催化剂由脂肪和油以及低级醇制造脂肪酸 烷基酯和甘油的方法。

背景技术

作为通过基于甘油三酸酯的脂肪/油和低级醇之间的酯交换来制造 脂肪酸烷基酯的方法，已知有多种方法。在这样的反应中，例如，JP-A 56-65097表明，当分离通过多步反应形成的甘油时，使用碱性催化剂 来促进反应。

为了解决这一问题，WO-A 2005/021697已经报道了使用固体酸催 化剂制造脂肪酸烷基酯的方法。

发明内容

本发明提供一种制造脂肪酸烷基酯和甘油的方法，其包括：

步骤1，使脂肪和油与C1至C5的低级醇进行反应；

步骤2，从步骤1的出口产物中除去低级醇，直至低级醇含量降低 至8wt％或更低；

步骤3，将步骤2中得到的产物分离成油相和水相；

步骤4，使步骤3中得到的油相在酸催化剂的存在下与低级醇进行 反应；和

步骤5，将步骤4的出口产物分离成油相和水相，以得到(多种) 脂肪酸烷基酯和甘油。

本发明还提供由氢和上述方法得到的脂肪酸烷基酯制造脂肪醇的 方法。

附图说明

图1是说明本发明的方法中使用的假逆流操作的示意图。

具体实施方式

JP-A 56-65097中使用了均相催化剂。因此酯交换反应之后需要催 化剂的中和/除去，并且甘油精制很复杂。

在WO-A 2005/021697中，出现了另一问题，即通过甘油与低级醇 的反应形成了作为副产物的甲氧基丙二醇。这一副产物在甘油和脂肪 酸烷基酯分离成油相和水相中时，与甘油一起分离到同一相中，从而 使甘油的质量变差。但是，尚没有抑制该副产物形成的技术。

本发明提供一种通过抑制甘油的副反应而以高收率高效地得到甘 油和脂肪酸烷基酯的方法。

本发明人发现，在使用酸催化剂以多步由脂肪和油以及低级醇制 造脂肪酸烷基酯和甘油的方法中，当反应完成后在最优条件下除去低 级醇时，反应被酸催化剂促进，从而可以解决上述问题。

根据本发明，可以高收率高效地得到脂肪酸烷基酯。而且，可以 抑制作为甘油副产物的甲氧基丙二醇的生成，从而防止甘油质量变差 并且促进在提纯步骤中的操作。

[步骤1]

在本发明中的步骤1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。

在本发明的步骤1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， 在工业上优选甲醇。

就达到优异的反应速率的观点而言，低级醇的化学计量的必需量 按照低级醇与脂肪和油(以甘油三酸酯计)的摩尔比优选为1.5或更多， 更优选为2或更多。就通过降低回收醇的量经济地实现反应的观点而 言，低级醇与脂肪和油的摩尔比优选为50或更少，更优选为30或更 少，进一步优选为15或更少。根据需要，脂肪和油可以用稀释剂稀释。 稀释剂包括但不限于，二甲苯、甲苯、己烷、四氢呋喃、丙酮、醚和 脂肪酸烷基酯。

步骤1中的反应可以在不存在催化剂的情况下进行，但优选使用 本领域已知的均相或多相催化剂。作为均相催化剂，可以优选使用碱 性催化剂，例如NaOH。多相催化剂不受特别限制，只要其为具有醇解 反应活性的催化剂即可，其例子包括如JP-A 61-254255中所述的碳酸 钠和碳酸氢钠，以及如EP0623581B1中所述的结晶性硅酸钛、结晶性 硅酸钛铝、无定形硅酸钛及其相应的锆化合物。在优选的方式中，使 用步骤4中详细说明的弱酸性的酸催化剂。

就实现充分的催化剂活性以增加反应速率以及通过控制达到所需 反应速率的反应器的必需体积来经济地实现反应的观点而言，步骤1 中的反应温度优选为50℃或更高，更优选为60℃或更高，进一步优选 为80℃或更高。就通过抑制作为甘油和低级醇之间的副产物的醚的生 成来提高甘油收率的观点而言，步骤1中的反应温度优选为230℃或更 低，更优选200℃或更低。

步骤1中的反应系统可以是间歇式或连续系统，可以是具有搅拌 器的管型反应器，或者是填有催化剂的固定床反应器，就消除分离催 化剂的需求的观点而言，优选固定床反应器。