CN102807922A

CN102807922A - 一种脂肪酸酯的制备方法

Info

Publication number: CN102807922A
Application number: CN2011101435435A
Authority: CN
Inventors: 王海京; 杜泽学; 闵恩泽; 高国强
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-05

Abstract

一种脂肪酸酯的制备方法，包括：使油脂和含碱性催化剂的C₁-C₆一元醇以液相从竖直放置的管式反应器的下部进入，向上流动，液时体积空速为0.1h^-1～0.5h^-1，从上出口得到的物料中，收集脂肪酸酯。本发明方法反应装置简单，投资少，而且反应条件温和，反应器上出口得到的物料中，油脂转化率可达100％。

Description

一种脂肪酸酯的制备方法

技术领域

本发明涉及由油脂和C₁-C₆一元醇反应制备脂肪酸单酯(即生物柴油)的工艺方法。

背景技术

生物柴油可通过油脂与一元醇进行酯交换反应制得，反应产物中有脂肪酸酯，还有单甘酯、二甘酯、甘油，以及未反应的醇和油脂(即甘油三酯)。

CN1850944公开了碱催化二步法制备生物柴油的工艺：1)动植物油中加入醇和碱催化剂，醇油摩尔比5.5～8.3∶1，碱量为油重的0.5～1.6％；反应温度25～45℃，在转速300-400r/min下反应0.5～2小时；静置或离心分层，2)分离出的上层生物柴油层，加入醇和碱催化剂，醇油摩尔比6.1～9.7∶1，碱量为油重的0.5～1.6％，反应温度25～45℃，在转速300-400r/min下反应0.5～2小时，静置或离心分层，经蒸甲醇、水洗，生物柴油的收率97％～99％。上述碱催化二步法，加工流程变长，设备投资、能耗明显上升。

CN1111591C公开了一种油脂和一元醇反应制备脂肪酸酯的方法，该方法包括将甲醇同油脂反应来获得脂肪酸酯，在270～280℃，11～12Mpa条件下，脂肪酸甲酯生成率为55～60％。该方法需要在高温高压下进行，而且脂肪酸甲酯收率不是很高。

发明内容

本发明提供一种制备脂肪酸酯的方法，该方法在较低的温度和压力下，可高收率地得到脂肪酸酯。

本发明提供的制备脂肪酸酯的方法包括：使油脂和含碱性催化剂的C₁-C₆一元醇以液相从竖直放置的管式反应器的下部进入，向上流动，液时体积空速为0.1h^-1～0.5h^-1，从上出口得到的物料中，收集脂肪酸酯。

所说的油脂是脂肪酸甘油三酯(俗称三甘酯)，可以来源于动物油或植物油，优选大豆油、菜籽油、棉籽油、椰子油、棕榈油等植物油。

所说的C₁-C₆一元醇，可以是单一的脂肪醇，也可以是一种或多种脂肪醇的混合物，优选甲醇和乙醇。

本发明油脂和一元醇的反应为液相反应，反应温度和压力应维持一元醇基本上保持液相，例如，如果一元醇为甲醇，反应温度可以为20℃～100℃，较好为40℃～90℃，最好为50℃～70℃。压力可以为0.1MPa～1.5MPa，较好为0.4MPa～1.0MPa，最好为0.4MPa～0.7MPa。

原料在管式反应器内液时体积空速为0.1h^-1～0.5h^-1，优选0.12h^-1～0.4h^-1，更优选0.14h^-1～0.3h^-1。

一元醇与油脂的摩尔比(简称醇油比)为3～12∶1，优选的醇油比为4～9∶1，最好为4～6∶1。

所述的碱性金属化合物的例子包括但不限于元素周期表中IA和IIA元素的氢氧化物、醇化物、氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐和C₁₂～C₂₄脂肪酸盐中的一种或多种，如氢氧化钠、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、甲醇钾、油酸钾等中的一种或几种。碱性化合物用量可以为油脂重量的0.1～4.0重％，优选0.4～1.5重％，更优选0.6～0.9重％。

本发明方法反应装置简单，投资少，而且反应条件温和，反应器上出口得到的物料中，油脂转化率可达100％。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明并不限于此。

实施例1

将大豆油和含氢氧化钾的甲醇从空的反应管的下部进入反应器，向上流动，液时体积空速0.19h^-1，从反应管上部出口流出，反应器温度64℃，压力0.4MPa，醇油摩尔比为9∶1，氢氧化钾的加入量为油重量的0.70％，从上出口流出反应器的物料采用HP6890气相色谱仪进行色谱分析，不计甲醇，其它物质的含量：脂肪酸甲酯99.5％、甘油0、单甘酯0.4％、二甘酯0、三甘酯0。

实施例2

将菜籽油和含甲醇钾的甲醇充分混合后从空的管式反应器的下部进入反应器，向上流动，液时体积空速0.23h^-1，反应器温度60℃，压力0.11MPa，醇油摩尔比为4.4∶1，甲醇钾的加入量为油重量的1.1％，从上出口流出反应器的物料采用HP6890气相色谱仪进行色谱分析，不计甲醇，其它物质的含量：脂肪酸甲酯99.3％、甘油0、单甘酯0.6％、二甘酯0、三甘酯0。

实施例3

将棉籽油和含油酸钾的甲醇从空的管式反应器的下部进入反应器，向上流动，液时体积空速0.32h^-1，反应器温度69℃，压力0.9MPa，醇油摩尔比为4.6∶1，油酸钾的加入量为油重量的3.8％，从上出口流出反应器的物料采用HP6890气相色谱仪进行色谱分析，不计甲醇，其它物质的含量：甘油0.03％、脂肪酸甲酯95.2％、单甘酯3.5％、二甘酯0.9％、三甘酯0。

实施例4

将棉籽油和含氢氧化钠的甲醇充分混合后，从空的管式反应器的下部进入反应器，向上流动，液时体积空速0.36h^-1，从反应管上部出口流出，反应器大小同实施例1，反应器温度60℃，压力0.20MPa，醇油摩尔比为5.2∶1，氢氧化钠的加入量为油重量的1.2％，从上出口流出反应器的物料采用HP6890气相色谱仪进行色谱分析，不计甲醇，其它物质的含量：甘油0.04％、脂肪酸甲酯93.7％、单甘酯4.9％、二甘酯1.1％、三甘酯0。

实施例5

将棉籽油和含氢氧化钠的甲醇充分混合后，从空的管式反应器的下部进入反应器，向上流动，液时体积空速0.46h^-1，从反应管上部出口流出，反应器大小同实施例1，反应器温度60℃，压力0.20MPa，醇油摩尔比为5.2∶1，氢氧化钠的加入量为油重量的1.2％，从上出口流出反应器的物料采用HP6890气相色谱仪进行色谱分析，不计甲醇，其它物质的含量：甘油0.09％、脂肪酸甲酯89.3％、单甘酯7.6％、二甘酯2.5％、三甘酯0。

对比例1

与实施例2进行比较。

将菜籽油和含甲醇钾的甲醇充分混合后从空的管式反应器的下部进入反应器，向上流动，液时体积空速0.55h^-1，反应器温度60℃，压力0.11MPa，醇油摩尔比为4.4∶1，甲醇钾的加入量为油重量的1.1％，从上出口流出反应器的物料采用HP6890气相色谱仪进行色谱分析，不计甲醇，其它物质的含量：脂肪酸甲酯73.7％、甘油0.2％、单甘酯5.1％、二甘酯7.0％、三甘酯13.3％。

Claims

1.一种脂肪酸酯的制备方法，包括：使油脂和含碱性催化剂的C₁-C₆一元醇以液相从竖直放置的管式反应器的下部进入，向上流动，液时体积空速为0.1h^-1～0.5h^-1，从上出口得到的物料中，收集脂肪酸酯。

2.按照权利要求1所述的制备方法，所说的油脂是脂肪酸甘油三酯。

3.按照权利要求1所述的制备方法，所说的C₁-C₆一元醇是甲醇。

4.按照权利要求1或3所述的制备方法，其中反应温度为20℃～100℃，压力为0.1MPa～1.5MPa。

5.按照权利要求5所述的制备方法，其中反应温度为40℃～90℃，压力为0.4MPa～1.0MPa。

6.按照权利要求1所述的制备方法，原料在管式反应器内液时体积空速为0.12h^-1～0.4h^-1。

7.按照权利要求1所述的制备方法，原料在管式反应器内液时体积空速为0.14h^-1～0.3h^-1。

8.按照权利要求1所述的制备方法，一元醇与油脂的摩尔比为3～12∶1。

9.按照权利要求1所述的制备方法，一元醇与油脂的摩尔比为4～9∶1。

10.按照权利要求1所述的制备方法，碱性催化剂选自IA、IIA族金属元素的氢氧化物、醇化物、氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐和C₁₂～C₂₄脂肪酸盐中的一种或多种。

11.按照权利要求1所述的制备方法，碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、甲醇钾、油酸钾中的一种或几种。

12.按照权利要求1所述的制备方法，碱性化合物用量为油脂重量的0.1～4.0重％。

13.按照权利要求1所述的制备方法，碱性化合物用量为油脂重量的0.4～1.5重％。