CZ304533B6 - Způsob výroby alkylesterů z rostlinného nebo živočišného oleje a alifatického monoalkoholu - Google Patents

Způsob výroby alkylesterů z rostlinného nebo živočišného oleje a alifatického monoalkoholu Download PDF

Info

Publication number
CZ304533B6
CZ304533B6 CZ2003-949A CZ2003949A CZ304533B6 CZ 304533 B6 CZ304533 B6 CZ 304533B6 CZ 2003949 A CZ2003949 A CZ 2003949A CZ 304533 B6 CZ304533 B6 CZ 304533B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
oil
methanol
vegetable
weight
stage
Prior art date
Application number
CZ2003-949A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2003949A3 (cs
Inventor
Laurent Bournay
GĂ©rard Hillion
Pierre Boucot
Jean-Alain Chodorge
Charles Bronner
Alain Forestiere
Original Assignee
Institut Francais Du Petrole
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Francais Du Petrole filed Critical Institut Francais Du Petrole
Publication of CZ2003949A3 publication Critical patent/CZ2003949A3/cs
Publication of CZ304533B6 publication Critical patent/CZ304533B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11CFATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/003Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/03Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

Způsob výroby alkylesterů mastné kyseliny a glycerinu o vysoké čistotě využitím souboru transesterifikačních reakcí mezi rostlinným nebo živočišným olejem a methanolem za působení heterogenního katalyzátoru, kde uvedený rostlinný nebo živočišný olej prochází sušičkou za vakua pro dosažení obsahu vody nižšího než 0,07 % hmotn., zvaného „sušený olej“. Soubor transesterifikačních reakcí se provádí nejméně ve dvou etapách, přičemž v první etapě reaguje rostlinný nebo živočišný olej s methanolem v poměru od 20 do 80 % hmotn. oleje a v dalších etapách reaguje alkylester vzniklý v první etapě s methylalkoholem v poměru od 20 do 80 % hmotn. alkylesteru. Obsah vody v reakčním prostředí je kontrolou udržován na hodnotě nižší než 0,15 % hmotn. sušením uvedeného rostlinného nebo živočišného oleje a prováděním separace vody/methanolu v koloně tak, že methanol v hlavě kolony obsahuje maximálně 0,08 % hmotn. vody.

Description

Předmět vynálezu se týká výroby alkylesterů odvozených z rostlinného nebo živočišného oleje, zvláště pak methylesterů z řepkového oleje.
Dosavadní stav techniky
Využití methylesterů z rostlinných olejů jako substituční pohonné látky namísto motorové nafty se bude v dalších dvou desetiletích široce rozvíjet. Existence těchto látek v monoglycerických produktech v stopovém množství (dle platné normy maximálně 0,8 %) umožňuje výhodně kompenzovat ztrátu mazivosti, která je zvláště patrná při redukci obsahu síry v motorové naftě. Obsah síry bude omezen na 0,005 % hmotn. v roce 2005 a na 0,001 % hmotn. v roce 2008. Evropská komise ostatně přijala akční plán a dva návrhy směrnice, které podporují využití substitučních pohonných látek v oblasti přepravy a začínají uplatňovat regulační a daňová opatření v zájmu podpory biopaliv. Akční plán definuje strategii, která umožňuje nahradit od r. 2020 dokonce 20 % motorové nafty a benzinu substitučními pohonnými látkami v silniční přepravě. Jedna z navržených směrnic předpokládá, že biopaliva by měla tvořit minimálně 2 % celkového množství pohonných látek od roku 2005 a minimálně 5,75 % v roce 2010. Produkce methylesterů odvozených z rostlinných olejů (obvykle zvaných „biodiesel“), zejména z řepkového oleje, přesahuje 300 000 t/rok ve Francii. Navíc existují i další možná použití těchto výrobků, např. jako ekologická rozpouštědla a základní sloučeniny pro výrobu sulfonátů mastného alkoholu, amidů, dimerů esterů atd.
Předmětem vynálezu je způsob výroby alkylesterů odvozených z rostlinného nebo živočišného oleje, zvláště pak výroby methylesterů z řepkového oleje, jehož výhoda spočívá v tom, že se dosahuje téměř 100% výtěžku v rámci výroby vysoce čistého glycerinu, který je zbaven solí a nevytváří v normálním provozu žádné odpady.
Způsoby výroby alkylesterů (např. methylesterů) již byly vyvinuty. Využívají klasické metody homogenní katalýzy s rozpustnými katalyzátory jako je louh sodný nebo methanolát sodný reakcí neutrálního oleje s alkoholem jako je methanol. Jako příklad tohoto způsobu výroby lze uvést způsob popsaný v patentové přihlášce DE-A-4 123 928 (= EP-A-0 523 767), který kontinuálně využívá homogenní zásaditý katalyzátor.
Uvedený způsob výroby má však mnoho nevýhod. Po skončení reakce je třeba neutralizovat přebytek katalyzátoru, který se vyskytuje zejména ve fázi glycerinu ve formě alkoholátů a mýdel, poté vyloučit vodu a monoalkohol (methanol) odpařením. Odpařený monoalkohol (methanol) je nutné destilovat. Pokud jde o esterovou frakci, stopy alkalických sloučenin se odstraní promytím vodou a vysušením.
Ve způsobech, které obecně využívají techniku homogenní katalýzy za účelem dosažení požadovaných specifikací u glycerinu a esteru je třeba využít komplexní a pracný řetěz úprav, který neumožňuje připravit glycerin zcela zbavený stop alkalických solí, což značně snižuje cenu opětného použití tohoto koproduktu o vysoké přidané hodnotě.
Další způsoby výroby využívají heterogenní katalyzátory jako např. způsob popsaný v patentové přihlášce EP-A-0 924 185. Jde o postup o třech etapách s využitím heterogenní katalýzy.
- první etapa (a) spočívá v reakci rostlinného oleje s přebytkem monoalkoholu za přítomnosti heterogenního katalyzátoru, po které následuje eliminace přebytku monoalkoholu a separaci glycerinu. V této etapě se připraví surový ester, který obsahuje zbytkové monoglyceridy;
- 1 CZ 304533 B6
- ve druhé etapě (b) se takto připravený surový ester podrobí reakci reesterifikace zbytkových monoglyceridů na diglyceridy a triglyceridy za přítomnosti heterogenního katalyzátoru a
- ve třetí etapě (c) se provede odpaření esteru při sníženém tlaku s recyklací zbytku odpaření na původní olej etapy (a).
Hlavní nevýhoda tohoto způsobu však spočívá zejména v tom, že ekonomické náklady na destilaci za vakua při celé produkci jsou vysoké. Navíc k vysoké ceně přispívá rovněž recyklace. Zkušenosti prokázaly, že i za velice sníženého tlaku je teplota dna kolony při odpařování esteru vysoká, což vede k vážnému riziku degradace zbytků. Zbytek pak není možno celkově recyklovat, musí být periodicky čištěn, takže se nutně snižuje výkon daného postupu.
Patent FR-B-2 752 242 (= patent US-A-5 908 946) popisuje způsob výroby nejméně jednoho alkylesteru mastné kyseliny a glycerinu o vysoké čistotě z rostlinného oleje a alifatického monoalkoholu např. za přítomností katalyzátoru s obsahem hlinitanu zinečnatého, ale neupřesňuje podrobně návaznost jednotlivých etap. Popisuje systém zahrnující tyto etapy:
- diskontinuální nebo kontinuální transesterifikace oleje na pevném loži nebo v autoklávu s nejméně 80 až 85% konverzí, lépe nejméně s 90 až 95 % konverzí;
- první odpaření přebytku monoalkoholu;
- dekantace glycerinu a esteru, uvedený ester se recykluje v druhé etapě a podrobí se transesterifikaci s částí monoalkoholu získaného prvním odpařením;
- dekantace za studená a separace glycerinu a alkylesteru.
Uvedený patent uvádí, že přítomnost vody je škodlivá, jelikož příznivě ovlivňuje tvorbu mastných kyselin, tedy látek, které mohou reagovat vytvořením mýdel. Patent neuvádí jak omezit tento obsah vody, který je opravdu daleko závažnějším problémem, než se uvádí. Ve skutečnosti je voda inhibitorem katalyzátoru a její obsah v reakčním prostředí není žádoucí, pokud je větší než 0,15 % hmotn., výhodné množství je pod 0,1 % hmotn.
Podstata vynálezu
Předmět vynálezu umožňuje vyřešit tento problém využitím různých prostředí při provádění způsobu, separací vody/methanolu, což umožňuje kontrolovat maximální obsah vody v reakčních zónách, ale také připravit glycerin o vysoké čistotě. Tato posledně zmiňovaná okolnost má velice závažný dopad na celou ekonomii způsobu, jelikož cena glycerinu závisí hlavně na úrovni jeho čistoty. U rafinovaného glycerinu (čistota 96 % až 99,7 %) se průměrné ceny v období mezi 1998 a 1990 pohybovaly okolo 1,44 USD/kg (1,64 EUR/kg) v Evropě a 1,8 USD/kg (2,05 EUR/kg) v USA.
Obecně sestává způsob dle vynálezu ve využití reakce transesterifikace rostlinného oleje (nejčastěji řepkového oleje) nebo oleje živočišného původu jako je lůj pomocí alifatického alkoholu (obvykle methanolu) použitého v přebytku včetně separace a recyklace přebytku alifatického monoalkoholu za účelem přípravy glycerinu a alkylesteru za přítomnosti heterogenního katalyzátoru obsahujícího např. hlinitan zinečnatý v prostředí, ve kterém se kontroluje obsah vody a současně úroveň obsahu vody reaktantů a úroveň obsahu vody, která se hromadí v recyklační smyčce alifatického monoalkoholu.
Podrobně lze popsat způsob, který je předmětem vynálezu tak, že sestává ze tří vyvážených reakcí, které probíhají paralelně a které budou v následujícím popisu označeny globálním termínem „reakce“:
-2CZ 304533 B6
Reakce I:
Olej (triglycerid) reaguje s molekulou monoalkoholu (methanol) za účelem vytvořit molekulu alkylesterů a diglycerid.
Reakce II:
Diglycerid reaguje s molekulou monoalkoholu (methanol) za účelem vytvořit molekulu alkylesteru (methylesteru) a monoglycerid.
Reakce III:
Monoglycerid reaguje s molekulou monoalkoholu (methanolu) za účelem vytvořit molekulu alkylesteru (methylesteru) a molekulu glycerinu.
V případě, že je třeba vyrobit „biodiesel“, je hlavním cílem výzkum propracované konverze oleje za účelem vytvoření alkylesterů (methylesteru) (minimálně 96,5 %) tak, aby se připravil maximální obsah monoglyceridu o 0,8 % hmotn. To vede k četným omezením ve schématu způsobu, zejména k velkému přebytku monoalkoholu (methanolu) ve vztahu ke stechiometrii a je třeba nejméně dvou reakčních etap k tomu, aby se eliminoval vzniklý glycerin a vyvážila se výroba alkylesterů (methylesteru).
Předmět vynálezu spočívá tedy ve způsobu přípravy alkylesterů mastných kyselin a glycerinu o vysoké čistotě, ve kterém se využije soubor reakcí transesterifikace mezi rostlinným nebo živočišným olejem a alifatickým monoalkoholem (methanolem) za použití heterogenního katalyzátoru s obsahem např. hlinitanu zinečnatého, který se vyznačuje tím, že obsah vody v reakčním prostředí je kontrolou udržován na hodnotě nižší, než je daná mezní hodnota. Mezní obsah vody v reakčním prostředí se udržuje na hodnotě nižší než 0,15 % hmotn., s výhodou nižší než 0,1 % hmotn. Soubor reakcí transesterifikace je obvykle prováděn nejméně ve dvou etapách, přičemž v první etapě reaguje olej a monoalkohol v poměru od 20 do 80 % hmotn. oleje, s výhodou v poměru od 45 do 55 % hmotn. oleje a v dalších etapách reaguje alkylester vytvořený během první etapy s monoalkoholem (methylalkoholem) v poměru od 20 do 80 % hmotn., s výhodou od 45 do 55 % hmotn. alkylesterů.
Reakce se provádí obvykle za přítomnosti tuhého katalyzátoru, např. s obsahem hlinitanu zinečnatého (jak je např. popsáno v patentu FR-B-2 752 242). Výhoda heterogenního katalyzátoru oproti klasickým homogenním zásaditým katalyzátorům jako je louh sodný spočívá v tom, že umožňuje vyloučit četné etapy čištění vytvořených produktů, které katalyzátor obsahuje. Odstraní se tak odpady, takže není nutná jejich úprava. Např. glycerin je zbaven solí a je čistý nejméně z 95 %, s výhodou z 98 %. V tomto heterogenním postupu se nevyskytují žádné znečištěné odpady.
Reakce se obvykle provádí v jednom nebo několika reaktorech na pevném loži ve vzestupném průtoku a kapalné fázi, přičemž každý z reaktorů je napájen směsí oleje (např. řepkového oleje) a monoalkoholu (např. methanolu) (první reaktor) nebo převážně alkylesterem (methylesterem) a monoalkoholem (methanolem) (druhý reaktor a eventuálně další reaktory). Podíl oleje (např. řepkového oleje) nebo alkylesterů (methylesteru) je 20 až 80 %, s výhodou od 45 do 55 % hmotn. na vstupu do každého reaktoru. Optimální provozní podmínky jsou stanoveny v rozpětí: tlak od 30.105 až 80.105 Pa, s výhodou od 40.105 do 71.105. Pa, teplota od 453 do 493 °K, s výhodou od 463 do 4833°K. Obsah vody v reakčním prostředí každého reaktoru je kontrolován tak, aby byl nižší např. než 0,15 % hmotn. s výhodou nižší než 0,1 % hmotn. Na výstupu z reaktoru nebo reaktorů se získá alkylester (např. methylester) a jako koprodukt reakce glycerin, jakož i alifatický monoalkohol (např. methanol) v přebytku. Výhoda způsobu spočívá v tom, že po odpaření monoalkoholu (methanolu) a separaci alkylesterů (methylesteru) a glycerinu dekantací se připraví velice čisté a snadno zhodnotitelné produkty.
-3CZ 304533 B6
Přehled obrázku na výkrese
Předmět vynálezu bude lépe pochopen z přiloženého výkresu 1. V popsaném příkladu je zejména využívaným monoalkoholem methanol.
Příklady provedení vynálezu
Dle výhodného způsobu provedení vynálezu pochází olej, který se má upravit nebo olej náplně, z jednotky, která rozmělňuje semena řepky; lze však použít i jiný rostlinný olej jako je palmový olej, slunečnicový olej, sójový olej, kokosový olej, bavlníkový olej nebo ricinový olej. Je však možné využít i oleje živočišného původu jako je např. lůj. Surový olej, (A) prochází vakuovou sušičkou (1), aby se dosáhlo obsahu vody nižšího než 0,07 % hmotn. V dalším popisu se surový olej, který prošel uvedenou úpravou, nazývá „sušený olej“.
Sušený olej se smíchá s recyklovaným methanolem (B). Získaná směs obsahující od 20 do 80 % hmotn., s výhodou od 45 do 55 % hmotn. oleje se stlačí při tlaku např. 62.105 Pa a ohřeje se na teplotu např. 473 °K (483 °K na konci životnosti katalyzátoru), prochází zdola nahoru v trubkovém reaktoru 2 a pevným ložem katalyzátoru s obsahem hlinitanu zinečnatého v extrudované formě. WH, tedy poměr mezi hodinovým objemovým průtokem oleje, kteiý se má zpracovat a objemem katalyzátoru je 1,2 h-l až 0,1 h- 1, s výhodou od 0,6 do 0,4 h-l.
Konverze oleje provedená za těchto podmínek je nejméně 90 % hmotn., obvykle nejméně 92 % hmotn. Na výstupu z reaktoru 2 obsahuje směs (C) methylester, glycerin, methanol, výchozí glyceridy a částečně přeměněné glyceridy (olej, di- a monoglyceridy). Uvedená směs prochází fází expanze, poté se odpařuje přebytek methanolu v odpařovači 3 za tlaku blízkém 2,5.105 Pa. Methanolová pára kondenzuje v kondenzátoru 4 a recykluje do sběrné baňky 5. Uvedena etapa odpařování se provádí tak, aby se obsah zbytkového methanolu ve směsi pohyboval od 5 do 25 % hmotn., s výhodou od 10 do 20 % hmotn.
Přítomnost určitého obsahu methanolu ve směsi je důležitá, jelikož působí jako další rozpouštědlo methylesteru a glycerinu, které jsou jinak nerozpustné. Kapalina (D) se ochladí až na 323 K a dekantuje se do dekantační baňky 6 za účelem separace vyšší fáze (E), která je bohatá na methylester zásobující druhý reakční oddíl a poté za účelem separace nižší fáze (F), která je bohatá na glycerin, jenž se specificky upravuje.
Do fáze methylesteru z dekantační baňky 6 se přidá methanol ze sběrné baňky 5, aby se připravila nová směs s hmotnostním obsahem methylesteru od 20 do 80 %, s výhodou od 45 do 55 %. Získaná směs prochází zdola nahoru do druhého reaktoru 7, který je identický s prvním a který pracuje za podmínek v podstatě podobných podmínkám reaktoru 2.Ve většině případů jsou operační podmínky reaktorů 2 a 7 prakticky identické a katalyzátor použitý v každém reaktoru může být stejné povahy. Konverze dosažená na výstupu z reaktoru 7 umožňuje docílit uspokojivé specifikace, pokud jde o monoglyceridy v methylesteru (H), což je maximálně 0,8 % hmotn.
Methanol obsažený ve směsi efluentů z reaktoru 7 se odpařuje ve dvou etapách v souboru 8 odpařovačů.
První etapa odpařování probíhá obvykle za stejných podmínek jako etapa prováděná v odpařovači 3 a druhá etapa odpařování se uskutečňuje pod vakuem tak, že v kapalině (I) zůstává maximálně 0,05 % hmotn. methanolu, s výhodou 0,02 % hmotn., což umožňuje vysušení methylesteru na maximálně 0,02 % hmotn. vody. Po ochlazení a dekantaci efluentu ze souboru 8 odpařovačů do dekantační nádoby 10 se získá fáze velice čistého glycerinu (J), který splňuje dovolené odchylky a dále fáze methylesteru (K), která bude podrobena úpravě popsané v následujícím textu. Methanolová pára ze souboru 8 odpařovačů kondenzuje v kondenzátoru 9, poté se recykluje do sběrné baňky 5.
-4CZ 304533 B6
Surový methylester (K) z dekantační nádoby 10 lze upravit tak, aby odpovídal specifikaci celkového obsahu glycerinu (volného a potenciálního), což je maximálně 0,25 % hmotn.
Uvedená úprava surového methylesteru může probíhat různými způsoby:
Např. je možné, aby methylester prošel emulgátorem 11, který eliminuje poslední stopy volného glycerinu, poté eventuálně adsorpčními látkami, obvykle iontoměničovými pryskyřicemi, které zachycují rozpuštěný glycerin vadsorpční nádobě, jež není znázorněna na obr. 1. Velice čistý glycerin (L), separovaný z methylesteru odpovídá dovoleným odchylkám. Konečný methylester (M) splňuje dovolené odchylky.
Úprava methylesteru se může v jiných případech provádět v jedné nebo několika etapách promytích esteru vodou.
Proud glycerinu (F) z dekantační nádoby 6, který je částí prvního reakčního stupně, musí být upraven tak, aby dosáhl maximálního obsahu methanolu 0,5 % hmotn. a maximálního obsahu MONG („organické ne-glycerinové látky“) 1 % hmotn., což odpovídá obvykle přijatelné komerční úrovni.
Odpaření methanolu, který je obsažen v proudu glycerinu (F), se provádí standardně ve dvou etapách. První etapa se uskutečňuje na dnu destilační kolony 12. Uvedená kolona zajišťuje dvě operace:
- odpaření methanolu z glycerinu na dně až na obsah 5% hmotn. methanolu a
- separace vody/methanolu na desce v hlavě kolony. Methanol odebíraný na hlavě kolony obsahuje maximálně 0,08 % hmotn. vody, s výhodou 0,05 % hmotn.
Uvedená kolona je rovněž zásobována proudem (N) methanolové páry z odpařovače 3, který je umístěn po proudu prvního reaktoru 2. Methanol (O) vystupující z hlavy kolony obsahuje maximálně 0,08 % hmotn. vody, s výhodou 0,05 % hmotn. Proud methanolu (O) kondenzuje v kondenzátoru 13 a poté směřuje do sběrné baňky 5. Tato operace je nutná pro snížení koncentrace vody, která se dostává do jednotky s olejovou náplní (A); její vysušení je omezeno na 0,05 % hmotn., jelikož při pokračování této etapy by bylo zapotřebí zvýšit úroveň vakua, což je nákladné nebo zvýšit teplotu a tím riskovat, že se na část oleje rozloží. Další vstup vody pochází ze vzniklého methanolu (T). Když se používá sušší komerční methanol, tedy methanol stupně A, je zajištěn obsah vody nižší než 0,1 % hmotn. Voda vstupující do systému těmito dvěma cestami se akumuluje ve smyčce methanolu. Jak bylo zmíněno v úvodu, voda je inhibitorem katalyzátoru a pokud obsah vody překročí 0,1 % hmotn. v reakční směsi, konverze oleje značně klesá.
Glycerin (P) extrahovaný ze dna kolony 12 obsahující cca 5 % methanolu se dostává do odpařovače 14 pod vakuem. Methanolová pára kondenzuje v kondenzátoru 15 a recykluje do kolony 12. Proud glycerinu (Q) extrahovaný z odpařovače 14 obsahující cca 0,3 % hmotn. methanolu se přemísťuje do dekantační baňky 16. Fáze methylesteru (R) z hlavy dekantační baňky 16 se vrací na vstup do souboru 8 odpařovačů, která je částí druhého reakčního oddílu a vyčištěný glycerin (S) splňuje dovolené odchylky.
Jelikož reakce transesterifikace spotřebovává část methanolu, je zapotřebí zavést do systému nový methanol.
Část tohoto nového methanolu se převede do sběrné baňky 5, další část může regenerovat iontoměničové pryskyřice, které nejsou zobrazeny na obr. 1 při úpravě methylesteru. Za účelem regenerace pryskyřic nasycených glycerinem se obvykle používá proud čistého methanolu. Uvedený methanol znečištěný glycerinem a malou částí methylesteru se recykluje v postupu proti proudu úpravy glycerinu. Poté proud čistého methylesteru, který prochází z konečného uskladněného produktu, projde regenerovanými iontoměničovými piyskyřicemi. Methylester znečištěný zbyt-5 CZ 304533 B6 kem methanolu adsorbovaným na pryskyřicích se recykluje při odpařování v druhém reakčním oddílu.
Příklad
Použitým olejem je řepkový olej a methanol je komerční methanol stupně A.
V prvním reaktoru je konverze definována jako množství zreagovaného oleje, tedy oleje, jenž zcela konvertoval na methylester (celkové množství oleje bez množství monoglyceridů, diglyceridů a trigiyceridů) v poměru k celkovému množství oleje, tedy: [50-(1,8+1,0+0,6]/50=93,2 %. Obsah vody v prvním reaktoru je 0,1 % hmotn.
V druhém reaktoru pokračuje konverze množství oleje, které vstoupilo do prvního reaktoru včetně monoglyceridů a diglyceridů, které reagují v druhém reaktoru. Konverze je [50-(0,3+0,1+0)/50=99,2 %. Obsah vody v druhém reaktoru je 0,12 % hmotn.
U obou reakčních etap jsou operační podmínky stejné. Hmotnostní poměr methanolu k oleji je 50/50 v prvním reaktoru a hmotnostní poměr methanolu k methylesteru je 48/49,6 v druhém reaktoru.
Teplota je 473°K. Tlak je 62.105Pa. WH, tedy poměr mezi hodinovým objemovým průtokem oleje, který se má zpracovat, a objemem katalyzátoru je 0,5 h_1.
Dále uváděná tabulka 1 znázorňuje materiální bilanci první a druhé reakční zóny.
Tabulka 1: materiálová bilance v reakční zóně
Průtok Kg/h Vstup do reaktoru 1 Výstup z reaktoru 1 Vstup do reaktoru 2 Výstup z reaktoru 2
Metanol 50,0 44,8 50,0 48,0
Glycerin 00,0 4,5 0,5 1,0
Methylester 00,0 47,3 46,2 49,0
Monoglyceridy 00,0 1,8 1,8 0,8
Diglyceridy 00,0 1,0 1,0 0,2
Olej 50,0 0,6 0,5 0,0
Celkem 100,0 100,0 100,0 100,0
Jakje důležité pracovat v prostředí s obsahem kontrolované vody je zřejmé z dále uváděné tabulky 2, která znázorňuje výstupy z druhé reakční etapy, tedy výše definovanou konverzi v závislosti na obsahu vody v % v reakčním prostředí. Zcela jasně lze konstatovat, že obsah vody v reakčním prostředí přímo a velice podstatně ovlivňuje konverzi. V případě obsahu vody nižším než 0,15 % hmotn., s výhodou nižším než 0,1 % hmotn. v reakčním prostředí, probíhá konverze na vysoké úrovni, vyšší než 99,2 %.
Tabulka 2: Vliv obsahu vody v náplni při konverzi na methylester (druhá etapa katalýzy) obsah vody v náplni (% hmotn.) konverze na ester (% hmotn.)
0,04 99,4
0,1 99,25
0,25 98,9
0,5 98,6
0,8 98,5

Claims (11)

1. Způsob výroby alkylesterů mastné kyseliny a glycerinu o vysoké čistotě využitím souboru transesterifikačních reakcí mezi rostlinným nebo živočišným olejem a methanolem za působení heterogenního katalyzátoru, vyznačený tím, že uvedený rostlinný nebo živočišný olej prochází sušičkou za vakua pro dosažení obsahu vody nižšího než 0,07 % hmotn., zvaného „sušený olej“ a dále tím, že soubor transesterifikačních reakcí se provádí nejméně ve dvou etapách, přičemž v první etapě reaguje rostlinný nebo živočišný olej s methanolem v poměru od 20 do 80 % hmotn. oleje a v dalších etapách reaguje alkylester vzniklý v první etapě s methylalkoholem v poměru od 20 do 80 % hmotn. alkylesterů a dále tím, že obsah vody v reakčním prostředí je kontrolou udržován na hodnotě nižší než 0,15 % hmotn. sušením uvedeného rostlinného nebo živočišného oleje a prováděním separace vody/methanolu v koloně tak, že methanol v hlavě kolony obsahuje maximálně 0,08 % hmotn. vody.
2. Způsob podle patentového nároku 1, vyznačený tím, že katalyzátorem je hlinitan zinečnatý.
3. Způsob podle patentového nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že obsah vody v reakčním prostředí je nižší než 0,1 % hmotn.
4. Způsob podle patentového nároku laž3, vyznačený tím, že se soubor transesterifikačních reakcí provádí nejméně ve dvou etapách, přičemž v první etapě reaguje rostlinný nebo živočišný olej s methanolem v poměru od 45 do 55 % hmotn. u oleje a v dalších etapách reaguje alkylester vytvořený v první etapě s methanolem v poměru od 45 do 55 % hmotn. alkylesterů.
5. Způsob podle jednoho z patentových nároků laž4, vyznačený tím, že každá z reakčních etap probíhá za tlaku 30.105 Pa až 80.105 Pa a při teplotě od 453 až 493 K a při objemové hodinové rychlosti od 1,2 do 0,1 h“1.
6. Způsob podle jednoho z patentových nároků laž4, vyznačený tím, že každá z reakčních etap probíhá za tlaku od 40.105 do 70.105 Pa a při teplotě od 463 do 483 K a při objemové hodinové rychlosti od 0,6 do 0,4 h“1.
7. Způsob podle jednoho z patentových nároků laž6, vyznačený tím, že je získaný glycerin zbaven solí a vykazuje čistotu nejméně 95 %, s výhodou nejméně 98 %.
8. Způsob podle jednoho z patentových nároků laž7, vyznačený tím, že olej náplně je rostlinný olej pocházející z rozmělňovací jednotky semen řepkového, palmového, slunečnicového, sójového, kokosového, bavlníkového nebo ricinového oleje nebo lůj.
9. Způsob podle jednoho z patentových nároků laž8, vyznačený tím, že alkylester vzniklý v poslední reakční etapě se separuje na obnovitelných absorpčních látkách jako jsou iontoměničové pryskyřice a vyčistí se tak od obsahu glycerinu.
10. Způsob podle patentového nároku 9, vyznačený tím, že se separace provádí na iontoměničových pryskyřicích.
11. Způsob podle jednoho z patentových nároků laž8, vyznačený tím, že alkylester získaný v poslední reakční etapě se podrobí několika etapám promytí vodou a vyčistí se tak od obsaženého glycerinu.
CZ2003-949A 2002-04-11 2003-04-03 Způsob výroby alkylesterů z rostlinného nebo živočišného oleje a alifatického monoalkoholu CZ304533B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0204565A FR2838433B1 (fr) 2002-04-11 2002-04-11 Procede de production d'esters alkyliques a partir d'une huile vegetale ou animale et d'un monoalcool aliphatique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2003949A3 CZ2003949A3 (cs) 2003-12-17
CZ304533B6 true CZ304533B6 (cs) 2014-06-18

Family

ID=28052269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2003-949A CZ304533B6 (cs) 2002-04-11 2003-04-03 Způsob výroby alkylesterů z rostlinného nebo živočišného oleje a alifatického monoalkoholu

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6878837B2 (cs)
EP (1) EP1352893A1 (cs)
BR (1) BR0300931B1 (cs)
CZ (1) CZ304533B6 (cs)
FR (1) FR2838433B1 (cs)
PL (1) PL217002B1 (cs)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI114280B (fi) 2001-01-11 2004-09-30 Eriksson Capital Ab Polyamidiin ja polyamidilohkoja ja polyeetterilohkoja sisältäviin polymeereihin perustuva makkarankuori, joka on savustettavissa
FR2852602B1 (fr) * 2003-03-17 2007-08-10 Inst Francais Du Petrole Procede d'alcoolyse d'huiles acides d'origine vegetale ou animale
US20040254387A1 (en) * 2003-05-15 2004-12-16 Stepan Company Method of making alkyl esters
BRPI0414031A (pt) 2003-08-29 2006-10-24 Nippon Catalytic Chem Ind método de produção de ésteres alquìlicos de ácidos graxos e/ou glicerina e composição contendo éster alquìlico de ácido graxo
WO2005093015A1 (fr) * 2004-02-24 2005-10-06 Institut Francais Du Petrole Procédé de fabrication de biocarburants ; transformation de triglycérides en au moins deux familles de biocarburants monoesters d'acides gras et éthers et/ou acétals solubles du glycérol
FR2872812B1 (fr) * 2004-07-12 2006-09-08 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'esters alkyliques d'acides gras et de glycerine de haute purete
US7528272B2 (en) * 2004-09-24 2009-05-05 Artisan Industries, Inc. Biodiesel process
DE102005002700A1 (de) * 2005-01-19 2006-07-27 Cognis Deutschland Gmbh & Co. Kg Zusammensetzungen verwendbar als Biotreibstoff
CA2611347A1 (en) 2005-06-09 2006-12-14 Biosphere Environmental Energy Llc Systems and methods for esterification and transesterification of fats and oils
US20090131711A1 (en) * 2005-07-29 2009-05-21 Pos Pilot Plant Corp. Single-stage esterification of oils and fats
KR100644246B1 (ko) 2005-08-26 2006-11-10 한국화학연구원 동·식물유로부터 지방산 알킬 에스테르를 제조하는 방법
WO2007027669A1 (en) * 2005-08-29 2007-03-08 Cps Biofuels, Inc. Improved biodiesel fuel, additives, and lubbricants
JP5154015B2 (ja) * 2005-12-20 2013-02-27 花王株式会社 脂肪酸アルキルエステル及びグリセリンの製造法
JP5047499B2 (ja) * 2005-12-28 2012-10-10 花王株式会社 脂肪酸アルキルエステルの製造方法
US7622600B1 (en) 2006-01-06 2009-11-24 Redland Industries, Inc. System and method for the continuous production of bio-diesel
MX2008011595A (es) * 2006-04-28 2008-09-22 Sk Chemicals Co Ltd Metodo y aparato para preparar un ester de alquilo de acido graso, utilizando acido graso.
US7795460B2 (en) * 2006-05-05 2010-09-14 Tda Research, Inc. Method of making alkyl esters
US20070260078A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Bhat Ramanath N Integrated process for the manufacture of biodiesel
US20080004458A1 (en) * 2006-06-20 2008-01-03 Wiedemann Rudolf A Transesterification catalyst mixing system
EP1878716A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-16 Rohm and Haas Company Method for transesterification of triglycerides
US7897798B2 (en) * 2006-08-04 2011-03-01 Mcneff Research Consultants, Inc. Methods and apparatus for producing alkyl esters from lipid feed stocks and systems including same
US8445709B2 (en) * 2006-08-04 2013-05-21 Mcneff Research Consultants, Inc. Systems and methods for refining alkyl ester compositions
US8017796B2 (en) * 2007-02-13 2011-09-13 Mcneff Research Consultants, Inc. Systems for selective removal of contaminants from a composition and methods of regenerating the same
US8585976B2 (en) * 2007-02-13 2013-11-19 Mcneff Research Consultants, Inc. Devices for selective removal of contaminants from a composition
US8378132B2 (en) * 2007-02-16 2013-02-19 Daniel W. Lemke Process for producing methyl esters
US7767837B2 (en) * 2007-05-04 2010-08-03 Tda Research, Inc. Methods of making alkyl esters
JP5334462B2 (ja) * 2007-06-11 2013-11-06 花王株式会社 脂肪酸エステルの製造法
FR2918059B1 (fr) * 2007-06-29 2010-10-29 Inst Francais Du Petrole Amelioration de la decantation dans un procede de production d'esters alkyliques a partir d'huile vegetale ou animale et d'un monoalcool aliphatique.
FR2918060B1 (fr) 2007-06-29 2009-09-18 Inst Francais Du Petrole Amelioration de la separation dans un procede de production d'esters alkyliques a partir d'huile vegetale ou animale et d'un monoalcool aliphatique
EP2268373B1 (en) * 2007-07-06 2012-12-26 Dow Global Technologies LLC Purification of hydroformylated and hydrogenated fatty alkyl ester compositions
US7754905B2 (en) * 2007-08-08 2010-07-13 Arisdyne Systems, Inc. Apparatus and method for producing biodiesel from fatty acid feedstock
US7935157B2 (en) * 2007-08-08 2011-05-03 Arisdyne Systems, Inc. Method for reducing free fatty acid content of biodiesel feedstock
US7943791B2 (en) * 2007-09-28 2011-05-17 Mcneff Research Consultants, Inc. Methods and compositions for refining lipid feed stocks
US8039651B2 (en) * 2007-10-31 2011-10-18 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for producing fatty acid alkyl ester and/or glycerin
US20090119979A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Imperial Petroleum, Inc. Catalysts for production of biodiesel fuel and glycerol
JP2011506709A (ja) * 2007-12-21 2011-03-03 グレース・ゲーエムベーハー・ウント・コムパニー・カーゲー バイオ燃料の処理
US8097049B2 (en) * 2008-02-07 2012-01-17 The Dallas Group Of America, Inc. Biodiesel purification by a continuous regenerable adsorbent process
US8110698B2 (en) * 2008-02-11 2012-02-07 Shell Oil Company Process for producing diphenyl carbonate
US7851645B2 (en) * 2008-02-11 2010-12-14 Catalytic Distillation Technologies Process for continuous production of organic carbonates or organic carbamates and solid catalysts therefore
CA2729116C (en) * 2008-06-25 2017-01-24 Benefuel Inc. Process of manufacturing of fatty acid alkyl esters
EP2303827B1 (en) 2008-06-25 2019-10-16 Benefuel Inc. Process of manufacturing of fatty acid alkyl esters
FR2934263B1 (fr) * 2008-07-22 2012-10-19 Inst Francais Du Petrole Methode de suivi du percage de lit d'adsorbant dans un procede de production d'esters alkyliques a partir d'huile vegetale ou animale et d'un monoalcool aliphatique
EP2154226A1 (en) 2008-07-22 2010-02-17 Yellow Diesel B.V. Process for manufacturing acid esters through reactive distillation
WO2010011123A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-28 Sze Wai Low Method for production of alkyl ester
EP2153893A1 (en) 2008-07-22 2010-02-17 Yellow Diesel B.V. Sulfated zirconia catalyst; its production by melting the precursors and its use for esterification of fatty acids with alcohols.
US8361174B2 (en) * 2008-10-07 2013-01-29 Sartec Corporation Catalysts, systems, and methods for producing fuels and fuel additives from polyols
US9102877B2 (en) * 2008-11-12 2015-08-11 Sartec Corporation Systems and methods for producing fuels from biomass
FR2940279B1 (fr) 2008-12-23 2010-12-24 Inst Francais Du Petrole Procede de preparation d'esters alcooliques a partir de triglycerides et d'alcools au moyen de catalyseurs heterogenes associant au moins une solution de type znxai203+xetdu zno
DE102009006777A1 (de) 2009-01-30 2010-08-05 Wolfgang F. Prof. Dr. Hölderich Verfahren zur Herstellung von Fettsäureestern und Glycerin durch Umesterung von pflanzlichen und tierischen Fetten und Ölen
WO2011019465A2 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Catalytic Distillation Technologies Integrated biodiesel production process
FR2962728A1 (fr) * 2009-09-11 2012-01-20 Inst Francais Du Petrole Procede de preparation d'esters alcooliques et de glycerine a partir de triglycerides et d'alcools au moyen d'un catalyseur heterogene en presence d'eau en teneur controlee
FR2962727B1 (fr) * 2009-09-11 2012-08-10 IFP Energies Nouvelles Procede de preparation d'esters alcooliques et de glycerine a partir de triglycerides et d'alcools au moyen d'un catalyseur heterogene en presence d'eau en teneur controlee
US20110092725A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Lurgi Psi, Inc. Catalysis Of Fats And Oils To Alkyl Esters Using Hydrolysis As Pretreatment
FR2953831B1 (fr) 2009-12-16 2012-03-09 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'esters alkyliques a partir d'huile vegetale ou animale et d'un monoalcool aliphatique avec purification a chaud en lit fixe.
US8802878B2 (en) * 2010-09-14 2014-08-12 Kyent Chin Process for the production of fatty acid methyl esters from variable feedstock using heterogeneous catalysts
FR2966457B1 (fr) * 2010-10-21 2012-10-19 IFP Energies Nouvelles Procede de production d'esters alkyliques a partir d'huile vegetale ou animale et d'un monoalcool aliphatique avec integration thermique.
MY163273A (en) 2011-03-09 2017-08-30 Benefuel Inc Systems and methods for making bioproducts
US8785709B2 (en) 2011-03-30 2014-07-22 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Catalytic isomerisation of linear olefinic hydrocarbons
US8580119B1 (en) 2012-11-27 2013-11-12 Menlo Energy Management, LLC Transesterification of biodiesel feedstock with solid heterogeneous catalyst
US8629291B1 (en) * 2012-11-27 2014-01-14 Menlo Energy Management, LLC Esterification of biodiesel feedstock with solid heterogeneous catalyst
US9328054B1 (en) 2013-09-27 2016-05-03 Travis Danner Method of alcoholisis of fatty acids and fatty acid gyicerides
FR3053335B1 (fr) 2016-07-01 2019-07-05 Easyl Procede de production d'esters d'acides gras et de glycerol a basse temperature
US10239812B2 (en) 2017-04-27 2019-03-26 Sartec Corporation Systems and methods for synthesis of phenolics and ketones
US10696923B2 (en) 2018-02-07 2020-06-30 Sartec Corporation Methods and apparatus for producing alkyl esters from lipid feed stocks, alcohol feedstocks, and acids
US10544381B2 (en) 2018-02-07 2020-01-28 Sartec Corporation Methods and apparatus for producing alkyl esters from a reaction mixture containing acidified soap stock, alcohol feedstock, and acid
WO2024062008A1 (en) * 2022-09-23 2024-03-28 Firmenich Sa Transesterification process

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2174697A (en) * 1985-04-29 1986-11-12 Henkel Kgaa A process for the catalytic transesterification of fatty acid glycerides with lower alkanols
WO1992000268A1 (de) * 1990-06-29 1992-01-09 Vogel & Noot Industrieanlagenbau Gesellschaft M.B.H. Verfahren zur herstellung von fettsäureestern niederer alkohole
FR2752242A1 (fr) * 1996-08-08 1998-02-13 Inst Francais Du Petrole Procede de fabrication d'esters a partir d'huiles vegetales ou animales et d'alcools
US6013817A (en) * 1996-05-07 2000-01-11 Institut Francais Du Petrole Process for the production of ethyl esters
US6147196A (en) * 1997-12-18 2000-11-14 Institut Francais Du Petrole Process for producing esters of fatty substances and the high purity esters produced

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6262285B1 (en) * 1999-06-24 2001-07-17 Crown Iron Works Company Process for dry synthesis and continuous separation of a fatty acid methyl ester reaction product

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2174697A (en) * 1985-04-29 1986-11-12 Henkel Kgaa A process for the catalytic transesterification of fatty acid glycerides with lower alkanols
WO1992000268A1 (de) * 1990-06-29 1992-01-09 Vogel & Noot Industrieanlagenbau Gesellschaft M.B.H. Verfahren zur herstellung von fettsäureestern niederer alkohole
US6013817A (en) * 1996-05-07 2000-01-11 Institut Francais Du Petrole Process for the production of ethyl esters
FR2752242A1 (fr) * 1996-08-08 1998-02-13 Inst Francais Du Petrole Procede de fabrication d'esters a partir d'huiles vegetales ou animales et d'alcools
US6147196A (en) * 1997-12-18 2000-11-14 Institut Francais Du Petrole Process for producing esters of fatty substances and the high purity esters produced

Also Published As

Publication number Publication date
FR2838433B1 (fr) 2005-08-19
US6878837B2 (en) 2005-04-12
EP1352893A1 (fr) 2003-10-15
PL217002B1 (pl) 2014-06-30
FR2838433A1 (fr) 2003-10-17
PL359637A1 (en) 2003-10-20
BR0300931A (pt) 2004-09-08
CZ2003949A3 (cs) 2003-12-17
US20040034244A1 (en) 2004-02-19
BR0300931B1 (pt) 2013-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ304533B6 (cs) Způsob výroby alkylesterů z rostlinného nebo živočišného oleje a alifatického monoalkoholu
US10526564B2 (en) System and methods for making bioproducts
US7531688B2 (en) Method for recovering unreacted alcohol from biodiesel product streams by flash purification
CN100467438C (zh) 生物柴油的制造方法及制造装置
EP1889899B1 (en) Production of biodiesel and glycerin from high free fatty acid feedstocks
US7872149B2 (en) Biodiesel processes in the presence of free fatty acids and biodiesel producer compositions
EP1963471B1 (en) Process for producing fatty acid alkyl esters and glycerin
CN101148600B (zh) 废动植物油脂制备生物柴油方法
CN101018758A (zh) 生产有机酸酯的改进方法
US20100242346A1 (en) Processes for the esterification of free fatty acids and the production of biodiesel
US20150080615A1 (en) High temperature ester hydrolysis operating at high ester to water ratios
US20080110082A1 (en) Biodiesel production with enhanced alkanol recovery
US9145347B2 (en) Process for preparing deodorized 1,2-propanediol
US20100126060A1 (en) Biodiesel production with reduced water emissions
US8466304B2 (en) Method of producing alkyl esters from vegetable or animal oil and an aliphatic monoalcohol using membrane separation
WO2015050655A1 (en) Methods for the separation or purification of vitamin e, tocopherols and tocotrienols from lipid mixtures
US8288574B2 (en) Method for producing fatty acid methyl esters or fatty acid ethyl esters
US11851403B1 (en) Processes and systems for improved alkyl ester production from feedstocks containing organic acids using low pressure alkylation
US20240076575A1 (en) Methods and apparatus for producing biodiesel and products obtained therefrom
US20120288906A1 (en) Process For Obtaining Fatty Acid Lower Alkyl Esters From Unrefined Fats And Oils
EP2522712A1 (en) Process for obtaining fatty acid lower alkyl esters from unrefined fats and oils
CZ300133B6 (cs) Zpusob výroby methylesteru mastných kyselin transesterifikací triglyceridu, zejména z repkového oleje, a zarízení k provádení tohoto zpusobu
CZ16365U1 (cs) Úprava zařízení pro výrobu methylesterů mastných kyselin transesterifikací triglyceridů, zejména z řepkového oleje

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140403