[发明专利]脂肪酸烷基酯的生产方法

说明书

本发明涉及油脂制取脂肪酸烷基酯的方法，具体涉及含游离脂肪酸的天然油脂经酯交换制取脂肪酸烷基酯，特别是脂肪酸甲酯的方法。

众所周知，工业上广泛使用的脂肪醇、脂肪酸甲酯磺酸盐以及烷醇酰胺、皂等大多以脂肪酸甲酯为中间原料，所以脂肪酸甲酯在化学工业中占有相当重要的地位。

工业上常以天然油脂为原料生产脂肪酸甲酯，国内外采用的生产方法有碱炼一酯交换法，高压酯交换法，预酯化-酯交换法等，由于天然油脂几乎都含有相当量的游离脂肪酸(一般超过3％，有时高达50％)，脂肪酸的存在不利于酯交换的进行，碱炼-酯交换法只适应于脂肪酸含量低的油脂，对于脂肪酸含量较高的天然油脂原料，采用碱炼-酯交换法生产脂肪酸甲酯，损失大，得率低；高压酯交换法生产脂肪酸甲酯，对原料的酸价要求低，但甲醇的过量系数太大，而且高温(240℃)、高压(100巴)，能耗大，设备昂贵，不易普遍推广，1984年DE3,444,893公开了一种改进的常压预酯化-酯交换生产脂肪酸甲酯的方法：

(1)在酸性催化剂存在下，常压、50-120℃，C₁-C₄烷醇与脂肪酸进行预酯反应，

(2)反应混合物静止分成含催化剂和部分反应生成水的醇相以及油相，

(3)以甘油和甲醇混合物萃取油相中的水，

(4)在碱性催化剂的存在下，萃取后的油相在常压下与C₁-C₃醇进行酯交换反应。

这种方法比较好地解决酸性油脂的酯交换问题，以应条件温和，设备投资小，甲醇及能耗也小，得率也比较高，但由于预酯化后需进行醇、油相的分离及回收，以及随后的油相分离萃取才进行酯交换，工艺流程复杂，操作步骤多，因此物料损失大，得率随之降低。

本发明的目的在于针对上述改进的预酯化-酯交换法之足，提供一种工艺流程简单、操作方便、对天然油脂质量要求低、得率高的脂肪酸烷基酯的生产工艺。

为实现本发明的目的，本发明的脂肪酸烷基酯的生产工艺包括以下步骤：

(1)在酸性催化剂存在下，含游离脂肪酸的天然油脂在常压，温度为80-160℃下与连续通过反应器的C₁-C₄烷醇反应，直至反应混合物的酸价小于1，

(2)经冷却至30-60℃的上述混合物，在添加足量的C₁-C₄烷基醇及加入碳性催化剂后，升温至60-130℃，回流下酯交换30-70分钟，

(3)反应混合物的分离及产品的纯化。

本发明采用较高的反应温度连续通入烷醇，连续排出部分未反应的烷醇及反应生成水的蒸汽的方法进行预酯化反应，使反应生成水有效地被带出反应体系，不仅促进了预酯化及酯交换反应的进行，而且预酯化后的反应混合物一般无需进行分离和萃取，冷却后即可进行酯交换反应，对质量差的油酯如山苍籽核仁油，最好在预酯化后先蒸出已生成的酯再进行酯交换，不仅工艺简单、操作方便，而且对天然油脂质量要求也低，得率也比较高。

按本发明的方法，由于采用过量的C₁-C₄烷醇连续通过反应器将反应生成水带出反应体系，预酯化进行完全，所以对原油质量要求低，天然油脂的酸价(即游离脂肪酸的含量)可在很大范围内改变，既可适应酸价低的原油如椰子油、棕榈油，猪油、牛羊油，也可适应酸价较高的原油如粗棉油，香果油，即使酸价高达100的山苍籽核仁油，也是本发明的适宜原料，预酯化后，酸价仍可小于1。

本发明所使用的C₁-C₄烷醇包括用于稀释酸性预酯化催化剂的醇，预酯化过程中连续通入反应器的醇以及预酯化后补加入反应器的酯交换醇，一般选用同一种醇，最好选用甲醇。

按本发明的方法，预酯化过程中可以采取全连续的方式进行，也可以采用半连续方式进行，本发明的预酯化过程选用半连续方式进行，反应器中含有酸性催化剂的醇、油混合物为固定相，液相醇为流动相，液相醇以选定的速度经分布器进入升温至85-160℃的反应体系，未反应的醇及反应生成水汽化后从反应器口馏出，冷却回收，脱水至98.599％的回收甲醇可循环使用于预酯化，