[发明专利]一种脂肪酸甲酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及脂肪酸甲酯的合成领域，特别涉及一种脂肪酸甲酯的连续酯化 合成方法。

背景技术

脂肪酸甲酯是一种可再生能源，它来自可再生的植物油或动物脂肪，做为石 油产品的替代品，由于其具有优良的环保性能，含硫量低，含氧量高，燃烧时 排放的HC、CO等有害物质少，不仅可以减轻世界石油能源日益短缺的局面，而 且还能降低空气污染物和二氧化碳的排放量，非常有利于环境保护，因此脂肪 酸甲酯是一种新型绿色的环保能源。因此，世界各国对此产品的需求量越来越 大，目前世界各国纷纷投入到脂肪酸甲酯的生产和研究中。

目前脂肪酸甲酯的生产一般使用脂肪酸与甲醇为原料，在催化剂作用下进行 酯化反应，传统的生产方法是将脂肪酸及过量甲醇加入间歇式酯化反应釜，加 热条件下进行回流反应，酯化反应完毕，未反应的甲醇从反应釜蒸出，然后经 冷凝器冷凝，再经精馏塔提纯，提纯后经再次冷凝后回流至反应釜继续参与反 应。由于反应过程甲醇需要经过多次蒸馏冷凝，因此不仅能源消耗高，而且操 作复杂，反应时间长，生产效率低；在设备投资方面，由于每一套酯化反应釜 需要配备一套甲醇蒸馏冷凝装置，因此设备投资也高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种脂肪 酸甲酯连续酯化、甲醇气相循环使用的合成方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种脂肪酸甲酯的合成方法，包括以下步骤：

(1)初级反应：将摩尔比为1∶3～5的脂肪酸和气相甲醇，在温度为100～ 140℃，催化剂浓硫酸存在下，经初级酯化反应，得到转化率为80wt％以上的半 成品；

(2)甲醇精制：未参加初级反应的气相甲醇去精馏增浓，再经增压后得到 精制气相甲醇；

(3)终级反应：将所述精制气相甲醇与所述半成品进行终级反应，反应温 度为100～140℃，转化率99wt％，得到产品脂肪酸甲酯，未反应的气相甲醇去 参与初级反应。

其中，所述初级反应为多级初级反应，采用多个相互串联的初级反应釜进 行，并从位于串联始端的初级反应釜的底部进料，每一级初级反应完毕的物料 从初级反应釜的侧壁溢出并输送到下一级初级反应釜，进行连续多级初级反应。

优选的，所述多级初级反应为2～4级。

其中，所述催化剂浓硫酸的加入量为脂肪酸与甲醇总量的1～3wt‰，所述 浓硫酸的浓度为98wt％。

其中，所述初级反应完毕后，按反应配比补加消耗掉的甲醇，所述补加的 甲醇经精制后参与终级反应。

作为一种改进，所述终级反应采用相互并联的第一终级反应釜和第二终级 反应釜进行；所述精制气相甲醇与所述半成品首先进入第一终级反应釜，在第 一终级反应釜内终级反应完毕，将所述精制气相甲醇与所述半成品切换到第二 终级反应釜继续进行反应，第二终级反应釜终级反应完毕再切换到第一终级反 应釜，依次循环。

所述初级反应和终级反应的总酯化反应时间为6～10小时。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明采用连续酯化反应方法，初级反应为连续的2～4级反应，酯化 反应完全，转化率高，因此反应时间相对现有技术缩短。

2、由于本发明酯化反应中甲醇为气相甲醇，且气相甲醇循环使用，由于物 料不断流动，生成的脂肪酸甲酯不断溢出，使得气体甲醇与脂肪酸的接触反应 机会增多，因此提高了脂肪酸甲酯的转化率，相应缩短了反应时间，提高了生 产效率，而且气相甲醇可以在几级初级反应中连续使用，不需要多次蒸馏冷凝， 不仅能源消耗大大降低，而且也避免了现有技术中甲醇在多次蒸馏过程中的损 失。

3、本发明终级反应釜包括两个，精制甲醇与初级反应后的半成品在第一终 级反应釜内反应转化率达到99wt％以后，切换到第二终级反应釜继续进行反应， 第二终级反应釜反应完毕再切换到第一终级反应釜，在充分保证转化率的前提 下，实现了脂肪酸甲酯的连续生产。

4、本发明脂肪酸甲酯的生产采取连续酯化、甲醇气相循环使用的方法，相 对现有技术，产能提高30％以上；反应时间缩短30％；热能降低50％；电能降低 20％；设备投资减少20％；工人劳动强度降低20％。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。