[发明专利]用于生产生物柴油和相关产品的工艺

说明书

描述了一种用于从混合物中生产生物柴油和相关产品的工艺。还描述了一种用于生产用于生产生物柴油和相关产品的前体和原料材料的工艺。工艺使用酯化和酯交换、分离和纯化。还可以使用其他工艺步骤诸如酸化和蒸馏。

发明领域

本发明涉及一种用于生产生物柴油和相关产品的工艺。本发明还涉及一种用于生产用于生产生物柴油和相关产品的前体和/或原料材料的工艺。

发明背景

术语“生物柴油”用于指植物或动物脂肪、油或油脂衍生的柴油，由长链的烷基甲基(乙基或丙基)酯组成。生物柴油与石化柴油(petroleum diesel)(又称石化柴油(petrodiesel)或石油衍生的柴油)不同，其是石油燃料油的特定的分馏液。

生物柴油典型地从包括可食用和不可食用的脂肪和油的多种原料中生产。脂肪是甘油三酯(甘油和任何若干脂肪酸的三酯)，并且在室温下可以是固体或液体。油是具有高的烃含量的中性、非极性分子。油脂是半固体的润滑剂，其通常由用矿物油或植物油乳化的脂肪酸盐组成。油脂可以是天然来源的，并且可以是植物或者动物衍生的。

这些原料脂肪或油中的很多具有高纯度，并且因此可以使用已知工艺和已知的反应条件、以可预期的方式容易地转化成生物柴油。然而，通常纯原料更昂贵，原料具有其他潜在的用途。

各种质量差和较低纯度的脂肪和油(和油脂)的来源也是可用的，其可以潜在地用于生产生物柴油。然而，不纯的原料通常更有问题，导致不可预测的反应条件和较低纯度的、较不可预测的生物柴油产物。

燃料被要求具有一定的纯度以便是可用的。例如，为了在发动机或类似物中是可用的，生物柴油需要具有一定的纯度或FAME(脂肪酸甲酯)值。目前的立法(EN 14214)规定，为了适于在发动机中使用，生物柴油必须具有96.5％的最低酯含量。通常，使用的起始材料对得到的生物柴油的质量有很大的影响。

因此，由于质量差的原料的不纯和不可预测的性质，使用这样的原料作为脂肪和油(和油脂)的来源用于生产燃料诸如生物柴油未曾是可行的。

此外，用于生产生物柴油的现有工艺是冗长的，并且增加由原料生产生物柴油的总产出时间(throughput time)将是不切实际的。此外，减少现有的生物柴油生产工艺所花费的时间将是有利的。

本发明的目标是克服或缓解现有技术的问题中的至少一些。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了一种由混合物生产生物柴油的工艺，所述工艺包括以下步骤：

(i)向酯交换反应容器提供混合物；

(ii)将酯交换条件引入到酯交换反应容器中；

(iii)使混合物中的甘油三酯进行酯交换；和

(iv)提供酯交换的混合物的第一纯化；

其中酯交换的混合物的第一纯化包括将水溶液，任选地水，喷射到酯交换反应容器中的混合物的表面上，水溶液渗入混合物并且促进从其中除去杂质。

工艺可以包括将混合物加热到用于酯交换的反应温度的另外的步骤。

工艺可以包括使混合物保持在用于酯交换的反应温度的另外的步骤。

酯交换反应温度可以在约48℃和约62℃之间，任选地在约52℃和约58℃之间，任选地是约55℃。

在酯交换之前混合物中的游离脂肪酸(FFA)的量可以是按重量计约3％或更少。

游离脂肪酸通常通过首字母缩略词FFA(s)提到，并且术语“FFA”和“FFAs”在本文中分别关于“游离脂肪酸(free fatty acid)”和“游离脂肪酸(free fatty acids)”被使用。