[发明专利]带有大量皂化产物的脂肪酸烷基酯的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过与甘油相混合从脂肪酸烷基酯相中连续萃取杂质，特别是皂化产物的方法。

背景技术

如在例如DE 10 2006 044 467A1中所描述的，根据生产生物柴油的方法，在植物或动物来源的油或脂肪的酯交换中，最初获得粗烷基酯，该粗烷基酯取决于所使用油或脂肪的种类会或多或少地带有杂质。只有通过把这些杂质从所述粗烷基酯中分离才能得到可用的生物柴油。这些杂质由源于所述油或脂肪的粘质残余物以及皂化产物组成，所述皂化产物来源于在所用的油或脂肪中所包含的游离脂肪酸(FFA)与用于所述酯交换反应的碱性催化剂的反应，所述碱性催化剂一般为NaOH。在某些油例如麻风树油的酯交换中，在该酯交换中获得的脂肪酸烷基酯也与用作催化剂的氢氧化钠溶液反应并部分皂化。

从所述脂肪酸烷基酯相中分离所述杂质的方法是已知的。

在DE 10 2006 044 467B4中，所述粗烷基酯的纯化是借助于用1至5％的盐酸洗涤来实现的。在该工艺中，所述酸中和了所述碱性催化剂并且通过将皂转化为FFA而将其分解。

这种纯化方法的缺点在于由此得到的FFA由于它们具有由其分子中的非极性烃链所导致的斥水性而仍然留在所述烷基酯相中，并且不进入到所述酸性含水洗涤相中。由于在生物柴油中FFA通常是不需要的，标准EN 14214中规定了最大值，因此这种方法仅适用于在所述粗烷基酯中皂化产物的量不是太高的时候。

本领域技术人员还知道在高含量的皂化产物的情况下同样不能进行借助于pH中性水从脂肪酸烷基酯中萃取所述皂化产物的方法。原因一方面是在这些条件下，在所述脂肪酸烷基酯和所述萃取水的必要充分混合过程中形成了非常稳定的乳状液，从该乳状液中，所述酯相只能以损失大量酯的方式被分离出来。此外，用于萃取的设备，例如洗涤塔或混合沉降器，很快被所述皂化产物污染及堵塞。

在DE 43 01 686C1中提出在所述脂肪酸烷基酯相的纯化中完全不用水相，并且代之以使用甘油来去除杂质。随后，所述酯相中的剩余碱度应通过使用吸附剂例如漂白土或硅酸处理来去除。

作为此方法的一个优点，所说明的是其不需要水相以及对其进行再加工的成本。然而，必须看到如下缺点，不含水的、碱性甘油相对极性杂质例如过量的醇或皂的吸收能力不是很强。另外，吸附剂的使用涉及到可观的成本以及产生要被处理的残余物。

因为上述用于纯化带有大量皂化产物的脂肪酸烷基酯的方法鉴于技术或经济的原因并不适用，因此希望提供用于预纯化的方法，利用这种方法可以使皂负荷被降低到可以使用一种已知的方法进行进一步纯化的程度。

发明内容

根据本发明，此目的通过这样的方式实现：为了纯化，将所述脂肪酸烷基酯相与酸性含水甘油相混合，所述酸性含水甘油相下文中被称为洗涤甘油相，其包含甘油和5至40重量％的水以及配位剂，并且其pH值为3至6，优选4至5。

本发明进一步的发展、优点以及可能的应用还可以从下面的描述中获得。所有描述的特征自身或任意组合形成了本发明主题，而不取决于它们在权利要求中所概括的内容或它们的引用关系。

包含在所述洗涤甘油相中的酸中和了所述碱性酯交换催化剂并且由此防止了所述酯的进一步皂化。配位剂，优选柠檬酸，用于结合被引入到与所述油或脂肪进行的酯交换过程中的多价碱土金属阳离子，例如Ca，Mg，Fe和Cu离子，以形成络合物并且由此防止几乎不溶于所述酯和几乎不溶于所述洗涤甘油相的碱土金属皂的形成。

归因于水含量，所述洗涤甘油相的极性增加了，且由此增加了对要从所述酯相中除去的皂以及对其它极性杂质，如过量的甲醇或乙醇的吸收能力。

使用这种方法的特别优点在于，将其集成到通过植物和动物油或脂肪的酯交换来生产生物柴油的设备中以及生产过程中回收了用于萃取的洗涤甘油相。直接地或通过贮存罐，将待纯化的脂肪酸烷基酯相通过热交换器从最后酯交换阶段的沉降罐中供应到本发明的过程中来。根据本发明使用的洗涤甘油相是通过再加工酯交换期间获得的甘油相进行工艺内回收的。借助于对皂化产物的酸水洗，其被纯化并且通过蒸馏将其从甲醇或乙醇中释放出来。在进一步的蒸馏处理中，调整本发明方法中所要使用的甘油相的水分含量。随后，将粉状的配位剂溶于所述甘油相中。为了保证连续运转，优选将并联操作的两个批处理罐或批处理系统用于该目的。从那里，所述甘油相被供应到本发明的方法中作为洗涤甘油相。