[发明专利]一种从植物沥青中提取脂肪酸甲酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工品加工技术领域，具体是涉及一种从植物沥青中提取脂肪酸甲酯的方法。

背景技术

植物沥青又称为黑脚，是脂肪酸、油酸或脂肪酸甲酯生产过程中残留的下脚料。主要应用于铸造粘合剂和防水沥青等领域，或直接作为重油填充料燃烧掉。经初步分析表明，其中还含有60%～70%的混合脂肪酸(甲酯)，5%～10%的植物甾醇及5%左右的天然维生素E等。脂肪酸甲酯也叫生物柴油，是一种可代替石化柴油的再生性柴油燃料，目前在世界上大量生产，这样就产生了大量的植物沥青。

例如公开号为CN 102776067A的专利文献公开了一种分子蒸馏提纯粗脂肪酸甲酯工艺，将粗脂肪酸甲酯在高真空的分子蒸馏系统中进行三级的分子蒸馏，分别提取低、中、高碳脂肪酸甲酯，最后剩余植物沥青。该工艺中，在得到主产物的同时，能够得到大量的植物沥青，该文献中没有对植物沥青的回收利用作进一步报道。

针对植物沥青重新利用研究较多，例如公开号为CN101525367A的专利文献公开了一种从植物沥青中提取植物甾醇的方法，它是利用植物油脚精馏脂肪酸后蒸馏残渣为原料，经高压酯化、减压蒸馏蒸除反应液中脂肪酸酯，再用溶剂提取甾醇，经脱色、重结晶等工艺生产出成品。这种方法酯化时不加任何催化剂，避免了由此而引入的污染物及其后处理过程。此方法简便可靠、原料消耗低、成品得率高，适于工业化生产。

利用植物沥青制备脂肪酸甲酯的报道不多，在公开号为CN202509040U公开了一种植物沥青再精馏装置，包括薄膜蒸发器，所述薄膜蒸发器底部的精馏后植物沥青出口连通有沥青储罐，所述沥青储罐连通有真空泵，所述薄膜蒸发器侧壁外部设有夹套。该装置应用于酸化植物油脚生产脂肪酸甲酯过程，植物沥青在植物沥青再精馏装置中流动性较好，不容易堵塞加热器，并且能够提高主要产品收率。

但是，目前通过酸化法将酸化油酯化得到粗脂肪酸甲酯蒸馏得到精脂肪酸甲酯的得率为80%～90%左右，也即约有10～20%左右的高沸点脂肪酸甲酯残留在植物沥青中，造成大量的资源浪费。且由于植物沥青本身就是经过高温蒸馏工艺得到，粘度大、色泽深，所以再采用精馏工艺进行进一步处理时，一方面：植物沥青中提取的脂肪酸甲酯大部分是蒸馏时留下的沸点较高的物质，需要更高的精馏温度，这部分甲酯如若采用蒸馏，将对温度、设备等提出更高的要求；另外一方面过高的温度容易导致脂肪酸甲酯分解，降低了脂肪酸甲酯的产率。

发明内容

本发明提供了一种从植物沥青中提取脂肪酸甲酯的方法，该方法制备条件温和，不需要高压高温操作，对设备要求较低；且制备得到的脂肪酸甲酯酸值较低，后处理简单。

一种从植物沥青中提取脂肪酸甲酯的方法，包括：

（1）向植物沥青中加入第一份甲醇，60℃～100℃在酸催化剂作用下将植物沥青中的脂肪酸酯化；

（2）酯化反应完成后，向体系液中再加入第二份甲醇稀释，进行离心分离，收集轻组分，蒸除溶剂，得到脂肪酸甲酯粗品，将脂肪酸甲酯粗品的酸值调节至1mg KOH/g以下，得到脂肪酸甲酯产品。

步骤（1）中，为便于酯化反应的顺利进行，作为优选，加入第一份甲醇的重量为植物沥青重量的5%～30%；进一步优选为10～30%。所述的酯化温度进一步优选为65℃～85℃；酯化时间优选为20分钟～2小时。此时脂肪酸水解的同时，将植物沥青中含有的部分甘油酯水解后甲酯化，提高了原料的利用率。

步骤（1）中，所述的酸催化剂为常见的路易斯酸催化剂，针对本发明的原料特性，作为优选，所述的酸催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、硫酸钠、氯化铁等中的一种或几种的混合物。酸催化剂的加入量为植物沥青重量的0.5%～3%。

步骤（2）中，加入第二份甲醇的重量为植物沥青重量的10%～40%。该步骤中，加入甲醇的目的是酯化完后的混合物因粘度较大，形成包合物，若直接离心分离不能得到好的效果，需要稀释后进行；作为进一步优选，加入第二份甲醇的重量为植物沥青重量的10%～30%。

步骤（2）中，采用离心分离，利用比重的差异将比重大的物质如蒸馏时形成的甲酯聚合物、部分碳化物、杂质等和比重较轻的甲醇和脂肪酸甲酯分离。离心后的下部物质经过处理后可以当沥青使用，将上部液体蒸发，得到甲醇，这部分甲醇回收再利用。