[发明专利]C6-24脂肪酸半连续甲酯化方法

说明书

本发明属于脂肪酸甲酯化操作方式的改进及操作条件的优化。

C_6-24饱和与不饱和脂肪酸的甲脂化反应，一般是在催化剂的作用下进行的，其反应式为：

在工业生产中实现这一反应过程，传统的方法是采用间歇的操作方式，即将脂肪酸与甲醇、催化剂按一定比例一次性投入反应釜内，在一定温度和压力下，在4-5个小时左右的反应时间，反应完毕。这种间歇操作法由于甲醇是一次性地投入，而酯化反应过程是在较长时间内完成的，甲醇占据了反应釜的有效体积，其消耗量较高。同时能耗也高，为此，寻求一种新的脂肪酸甲酯化的反应操作方式则成为人们瞩目的研究课题之一。

本发明的目的在于提供一种新的脂肪酸甲酯化方法，该方法可降低酯化过程中甲醇和能量的消耗。

本发明的技术要点在于：一是连续化加入甲醇;二是以硫酸氢甲酯（CH₃OSO₃H）为催化剂;三是确定了不同的反应阶段甲醇的最优进料速率。

附图是本发明采用的工艺流程示意图。其中1为甲醇计量筒，2为泵，3为反应釜，4为搅拌器，5为冷凝器，6为冷凝液贮罐。

本发明具体实施过程，先将脂肪酸一次性投入反应釜3中，转动搅拌器4并加热升温，在反应釜内酸的温度达115℃-140℃时，用泵2开始将甲醇连续地打入反应釜内，并加入硫酸氢甲酯催化剂，反应即开始，然后使反应釜保持工作状况为：温度在115℃-140℃，压力在0-0.2MPa，并且通过冷凝器将未反应的甲醇和反应生成的水移出反应釜，当酸的转化率达规定值时，停止加入甲醇，整个反应过程需进行1.5-2.0个小时，最后酸的转化率可达99%以上，为了更进一步有效地降低反应过程中甲醇的消耗，在不同的反应阶段里，采用不同的甲醇进料速率，这是极为重要的，对此，本发明强调指出，当脂肪酸（油酸）的投料为1Kmol时，在反应开始至30分钟阶段里，甲醇的进料速率保持醇酸摩尔比为2.0-2.5，在反应进行30分钟以后阶段里，甲醇进料速率保持醇酸摩尔比在1.2-1.8。

本发明同间歇法相比，大大缩短了反应时间，节省能量可达10-12倍，降低了甲醇的消耗，当酸的转化率达到98%时，醇酸摩尔比可达1.50∶1-1.70∶1。同时可提高生产能力达9倍。

表1见文后

实施例1：

原料：棉油脚脂肪酸，其摩尔组成。

棕榈酸：35.6%;油酸：22.9%;亚油酸：41.5%;在120℃-140℃范围反应，采用恒定连续甲醇进料操作方式，数据如下：

反应时间（min）    转化率    醇酸比

60    0.9185    1.73

75    0.9820    2.16

90    0.9865    2.60

105    0.9923    3.02

120    0.9952    3.46

实施例2：

原料：棉油酸：酸价：195.1，碘价：51.7，水份：2.1%;甲醇浓度：98%。

采用不同连续甲醇进料速率操作方式，数据如下：

反应时间（min）    转化率    摩尔比    酸价

45    0.980    1.14    3.84

60    0.990    1.50    1.90

75    0.994    1.94    1.24

90    0.997    2.11    0.599

表1本发明同间歇法数据对比表

脂肪酸    甲醇投    反应    醇酸    脂肪酸

操作方式    酸价

投量Kg    料量Kg    时间h    摩尔比    转化率%

间歇操作    630    540    5.0    2.19    7.07    78.87

半连续

800    195.1    1.25    1.24    2.05    99.36

优化操作