[发明专利]纯化粗甘油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纯化由原料获得的粗甘油的方法，所述原料例如是在生产生物柴油的过程中获得的甘油或者在脂肪或油的转化过程中获得的甘油。本发明尤其旨在使包含甘油的粗产品与酮和醛类型的特定有机化合物反应。

背景技术

甘油(1，2，3-丙三醇)在动物和植物油和脂肪中以结合的形式存在。它尤其以与脂肪酸如硬脂酸、油酸、棕榈酸和月桂酸结合的甘油三酸酯的形式存在。从动物和植物油和脂肪获得甘油的最普遍的工业方法包括皂化反应、高压水解反应和与醇如乙醇或甲醇的酯交换反应。

甘油还是通常通过甘油酯与短链醇如甲醇或乙醇酯交换反应获得的生物柴油的副产物。

根据所用的油和/或脂肪的特性，该酯交换反应通过酸或碱催化。在该酯交换反应之后，所产生的酯通过包括两个步骤的方法与过量反应物、催化剂和副产物分离。首先通过沉降或者离心处理分离甘油，然后通过用水洗涤以及鼓泡或者使用硅酸镁利用过滤除去皂、醇和催化剂的残余物。作为化石资源的替代物的生物柴油的大量生产伴随有作为副产物获得的高产量的甘油。

取决于生产方法，所获得的粗甘油包含要求大量且复杂处理步骤的杂质。

为此，尤其已知的是通过蒸馏纯化粗甘油，该操作以特定的条件进行，以便不会有害地影响甘油，所述甘油在170-180℃的温度下分解并且可聚合并产生杂质。这种纯化方法因而在工业上并不是有利的。

因而存在一定数量的在过去已经开发的复杂技术用于纯化甘油，同时避免分解和其它不希望的反应。

例如，专利US 4 655 879描述了一种包括大量步骤的非常费力的粗甘油纯化方法，其中粗甘油首先在用于氧化的空气的存在下被碱化，然后在减压下在高温下进行蒸馏。由于所获得的甘油具有不希望的颜色，因而还必须进行利用活性炭的额外处理。

专利US 4 990 695描述了利用操作组合来纯化粗甘油，所述操作组合例如是调节pH值在9-12的范围，在100℃下加热介质，微滤以及随后的超滤。所获得的甘油然后进行蒸馏，这任选地在利用离子交换化合物处理之后进行。

因而寻求开发一种以粗甘油为原料进行甘油纯化的简单的工业方法，其相对不贵并且在常规温度和压力条件下进行；使得能够获得具有适合于一定数量的应用的质量的经纯化的甘油，同时避免以上所述的缺陷。

发明内容

现在已经发现，通过一种实施简单、有效而且还不有害地影响甘油或其颜色的方法来纯化粗甘油是可能的。这种方法在于通过粗甘油和酮或醛的反应产生二氧戊环，通过蒸馏纯化所述二氧戊环以便随后将其恢复(reconvertir)为甘油和酮或醛。

这种方法优点众多。这是因为，这种方法使得能够优异地纯化和分离甘油，而无论在杂质和pH值方面所用粗甘油是何种类型。而且，所形成的中间二氧戊环具有比甘油低的沸点，使得能够在工业且经济的常规条件下进行蒸馏，而不会导致甘油的降解。另一个优点在于：与甘油相反，二氧戊环不含自由羟基基团，这使得能够避免甘油的聚合反应和副反应，尤其是在蒸馏的过程中。

本发明涉及纯化粗甘油的方法，包括至少以下步骤：

(a)通过粗甘油与酮或醛之间的反应形成二氧戊环；

(b)通过蒸馏分离所形成的二氧戊环；

(c)反转(réversion)二氧戊环以形成甘油和酮或醛；

(d)回收甘油。

本发明的方法可连续或者分批进行。所提及的步骤可相继地并且以或者不以一个接一个的方式进行。该方法的每个步骤可以连续进行或者分批进行。

粗甘油优选由可再生原料获得，尤其是，粗甘油在生物柴油的生产过程中获得，或者在脂肪或油的转化过程中获得，所述脂肪或油尤其是动物或植物脂肪或油。粗甘油通常通过动物或植物脂肪或油的皂化、酯交换和/或水解反应获得。

粗甘油通常包含5-95％重量的甘油，尤其是40-90％重量的甘油.粗甘油还包含无机盐、甘油酯、水和其它有机化合物。

粗甘油可任选地被处理以用于本发明的方法，例如尤其是通过pH的调节、过滤或蒸馏来进行。

因而还可过滤粗甘油以除去不溶性有机物质和/或将其通常在100-120℃的温度下在大气压力下蒸馏以除去水和挥发性化合物。

根据本发明的方法的步骤a)旨在通过粗甘油中所含的甘油与酮或醛的反应形成二氧戊环。

根据本发明的二氧戊环可以是缩醛或缩酮。缩醛通过在酸性介质中亲核加成醇到醛上然后除去水而获得。缩酮通过针对酮进行相同类型的反应而获得。