[发明专利]用于脂肪酸酯的脱酸和干燥的碱金属和碱土金属甘油酸盐

说明书

技术领域

本发明涉及包含碱金属甘油酸盐和甘油的组合物及其用于脂肪酸酯脱酸和干燥的用途。

背景技术

一元醇的脂肪酸烷基酯一段时间以来已经在生物柴油（基于可再生原材料的化石柴油代替物）方面具有重要的应用。

生物柴油的生产一般利用甘油三酯的碱催化酯交换进行  (The Biodiesel Handbook, G. Knothe, J. van Gerpen, J. Krahl, 编辑. AOCS Press (2005)；Biodiesel – The comprehensive handbook, M. Mittelbach, C. Remschmidt (2004)；Bioresource Technology 2004,92,297；Applied Energy 2010, 87,1083；Chimica Oggi/Chemistry today 2008, 26)。

对于这种酯交换，如果所使用的甘油酯，尤其是甘油三酯尽可能不含水和脂肪酸，则是有利的。脂肪酸将碱性催化剂中和，因此必须使用更大量所述碱性催化剂。水导致作为副产物的皂的增加的形成，这降低产率。这两种影响还阻碍将所释放的甘油分离出来。

生物柴油同样可以利用脂肪酸与一元醇，尤其是甲醇或乙醇的酸催化酯化制备 (The Biodiesel Handbook (第2版),G. Knothe, J. Krahl, J. van Gerpen,编辑 AOCS Press (2009)；WO 95/02661；Adv. Synth. Catal. 2006, 348, 75)；在这种反应中，获得生物柴油、未反应的脂肪酸、未反应的醇和释放的水的混合物。为了用作生物柴油，它还必须不含副产物。

为了从甘油酯，尤其是甘油三酯除去脂肪酸，可以使用标准精炼方法，例如蒸馏或中和  (A. Thomas in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry – Fats and Fatty Oils)。这样的缺点是蒸馏的高能量消耗和/或使用含水中和剂例如氢氧化钠溶液并进一步增加水含量的事实。

虽然可以利用蒸馏从甘油三酯除去水，但是水和碱金属氢氧化物的同时存在除了中和之外还导致皂化。

为了将生物柴油与脂肪酸分离，同样可以使用蒸馏。然而，这种蒸馏极其昂贵，因为脂肪酸和相应的脂肪酸烷基酯的沸点可能彼此接近并且要求高能量输入。然而，水和醇例如甲醇或乙醇可以利用蒸馏容易地与生物柴油分离。

WO 95/02661描述了如何让得自酯化方法的生物柴油、脂肪酸和其它副产物的混合物流到通过酯交换的生物柴油方法，在此期间将脂肪酸转化成它们相应的皂，溶解在甘油相中并因此与生物柴油分离开。

这种方法的缺点是实际上为酯交换而不是为酯化料流的后处理设计的反应器的容量在此变得被占据。缺点同样是在将生物柴油、脂肪酸和其它副产物的混合物导入酯交换反应器后，必须添加附加量的碱性催化剂，这取决于催化剂的类型会产生额外费用。另外，当使用碱金属氢氧化物时，除中和之外还重新发生皂化和因此发生产率损失。

本发明的目的是找到一种方法，借助该方法含脂肪酸的甘油酯或含脂肪酸的脂肪酸烷基酯例如生物柴油可以简单地并且尽可能在无水环境中除去脂肪酸。

根据本发明，这种目的如下达到：将含脂肪酸的甘油酯或含脂肪酸的脂肪酸烷基酯与包含至少一种碱金属或碱土金属甘油酸盐和甘油的组合物混合并使该混合物随后经历相分离。

因此，本发明首先提供包含至少一种碱金属或碱土金属甘油酸盐和甘油的组合物，其中水含量是最多3 重量%，尤其是0.01-1 重量%，非常尤其优选0.1-0.5 重量%，基于该组合物计。

本发明进一步提供包含至少一种碱金属或碱土金属甘油酸盐和甘油的组合物从含脂肪酸的甘油酯或脂肪酸烷基酯除去脂肪酸和/或干燥甘油酯或脂肪酸烷基酯的应用。

优选地，为了从含脂肪酸的甘油酯或脂肪酸烷基酯除去脂肪酸和/或为了干燥甘油酯或脂肪酸烷基酯，使用包含至少一种碱金属或碱土金属甘油酸盐和甘油的组合物，其中水含量基于组合物是最多3重量%，尤其是0.01-1重量%，非常尤其优选0.1-0.5重量%。