DE102009006923A1 - Removing sterol glycoside containing precipitates in production of fatty acid alkyl esters comprises mixing fats or oils, alkyl and catalyst, and separating mixture into light phase, ester rich phase and heavy, glycerin rich phase - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Entfernung von Sterolglycoside enthaltenden Ausfällungen bei der Herstellung von Fettsäurealkylestern durch Umesterung von Fetten und Ölen mit Alkylalkoholen in einer Produktionsanlage mit wenigstens einer Umsetzungsstufe bestehend aus einem Mischreaktor, in welchem die Fette und Öle mit den Alkylalkoholen und einem Katalysator gemischt werden, und einem Abscheider, in welchem die erhaltene Mischung in eine leichte, esterreiche Phase und eine schwere, glycerinreiche Phase aufgetrennt wird, wobei man anschließend aus der leichten, esterreichen Phase Fettsäurealkylester separiert.The The invention relates to the removal of sterol glycosides Precipitates in the production of fatty acid alkyl esters by transesterification of fats and oils with alkyl alcohols in a production plant with at least one implementation stage consisting of a mixing reactor in which the fats and oils be mixed with the alkyl alcohols and a catalyst, and a separator in which the resulting mixture in a light, rich in esters Phase and a heavy, glycerol-rich phase is separated, wherein then from the light, ester-rich phase fatty acid alkyl esters separated.
Verfahren
zur Umwandlung von pflanzlichen Ölen oder tierischen Fetten
in Brennstoffe durch Umesterung der an Glycerin gebundenen Fettsäuren (Triglyceride)
mit kurzkettigen Alkoholen, wie bspw. Methanol, sind bekannt. So
wird in der
Die
Bei
dem in der
Ein
modernes Verfahren zur Herstellung von Fettsäure-Methylester
oder Fettsäure-Ethylester und Glycerin durch Umesterung
von Fetten oder Ölen ist in der
Es ist bekannt, dass die Verwendung bestimmter pflanzlicher Öle bei der Umwandlung zu Fettsäure-Methylester oder Fettsäure-Ethylester (Biodiesel) zu Feststoffausfällungen beim Herstellungsprozess oder bei der nachfolgenden Lagerung des Produktes bei kalten Umgebungstemperaturen führen kann. Ausgeprägt ist dieses Verhalten bspw. bei der Verwendung von Sojaöl oder Palmöl zu beobachten. Bei der Verarbeitung solcher Öle ist daher ein erhöhter Wartungsaufwand für die Produktionsanlage erforderlich. Außerdem ist die Verfügbarkeit und damit die Produktivität der Produktionsanlage eingeschränkt, da sie zur Wartung und Beseitigung der Feststoffausfällungen außer Betrieb genommen werden muss. Die Ausfällungen können durch mechanische Verfahren, wie Filtration oder Zentrifugation, abgetrennt werden.It It is known that the use of certain vegetable oils in the conversion to fatty acid methyl ester or fatty acid ethyl ester (Biodiesel) to Feststoffausfällungen in the manufacturing process or during subsequent storage of the product at cold ambient temperatures can lead. This behavior is pronounced, for example. to observe when using soybean oil or palm oil. In the processing of such oils is therefore an increased Maintenance required for the production plant. In addition, the availability and thus the productivity The production facility is restricted as it is for maintenance and Elimination of Feststoffausfällungen except Operation must be taken. The precipitates can by mechanical processes, such as filtration or centrifugation, be separated.
Verantwortlich
für die Entstehung der Ausfällungen sind sogenannte
Sterolglycoside (SG), bei denen es sich um verbreitete pflanzliche
Inhaltsstoffe handelt, die aus der Verbindung eines Zuckers (Glucose)
mit einem Phytosterin resultieren. Phytosterine sind pflanzliche
Hormone und stellen Bestandteile von pflanzlichen Zellmembranen
dar. Bekannte Vertreter sind Stigmasterol oder Campesterol, deren Strukturformen
in
In
der
Es
sind präparative Methoden bekannt, um Sterolglycoside durch
Umsetzung mit Acetanhydrid in acetylierte Produkte zu überführen,
die eine gute Löslichkeit in unpolaren organischen Lösungsmitteln, wie
Chloroform und Cyclohexan, haben (
Nach
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei der Herstellung von Biodiesel auftretende Ausfällungen auf Basis von Sterolglycosiden aus der Produktionsanlage zu entfernen.task The present invention is in the production of biodiesel occurring precipitates based on sterol glycosides to remove from the production plant.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der Produktionsanlage ein Mittel zugeführt wird, welches organische Stickstoffbasen, cyclische organische Oxoverbindungen und/oder organische Säureanhydride enthält. Durch die Zugabe eines solchen Reinigungsmittels werden die in der Produktionsanlage zur Biodiesel-Herstellung aufgetretenen Ausfällungen wieder in Lösung gebracht und können aus der Anlage entfernt werden.These The object is achieved with the invention essentially by that the production plant is supplied with a means which organic nitrogen bases, cyclic organic oxo compounds and / or organic acid anhydrides. By the addition of such a cleaning agent will be in the production plant for biodiesel production occurred precipitates again brought into solution and can be removed from the plant.
Als besonders geeignete organische Stickstoffbase hat sich Pyridin erwiesen. Eine besonders geeignete cyclische Oxoverbindung ist Dioxan oder Tetrahydrofuran, während sich Acetanhydrid (Essigsäureanhydrid) als geeignetes organisches Säureanhydrid erwiesen hat. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, auch Mischungen dieser Komponenten in dem Reinigungsmittel zu verwenden.When Particularly suitable organic nitrogen base has proven pyridine. A particularly suitable cyclic oxo compound is dioxane or tetrahydrofuran, while acetic anhydride (acetic anhydride) has proved to be a suitable organic acid anhydride. Of course, it is within the scope of the present Invention, also mixtures of these components in the detergent to use.
Das Reinigungsmittel wird vorzugsweise in flüssiger Form eingebracht, um eine einfache Durchmischung mit den Zwischenprodukten bei der Herstellung der Fettsäurealkylester zu ermöglichen. Dies kann erfindungsgemäß dadurch erfolgen, dass das Mittel dem Zwischenprodukt (Rohester) zugegeben wird. Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch auch möglich, dass das Mittel über separate Zufuhrleitungen an späteren Prozessstufen direkt in die Produktionsanlage eingebracht wird.The Cleaning agent is preferably introduced in liquid form, for easy mixing with the intermediates in the To allow production of fatty acid alkyl esters. This can be done according to the invention in that the agent is added to the intermediate (crude ester). alternative or in addition, however, it is also possible that the agent via separate supply lines to later Process steps is introduced directly into the production plant.
Vorzugsweise wird das Mittel in konzentrierter oder verdünnter Form in die Produktionsanlage eingebracht, wobei die Konzentration entsprechend den Erfordernissen der Anlage eingestellt werden kann und die Zugabe kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann.Preferably the agent becomes concentrated or diluted introduced into the production plant, the concentration according to the Requirements of the plant can be adjusted and the addition can be continuous or discontinuous.
Wird, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, das Reinigungsmittel unter Druck, mit pulsierendem Strom und/oder mit erhöhter Temperatur in die Produktionsanlage eingebracht, so erfolgt die Reinigung ähnlich wie bei einem Hochdruckreiniger mit besonders hoher Effizienz.Becomes, as in a preferred embodiment of the invention provided, the cleaning agent under pressure, with pulsating current and / or introduced into the production plant at elevated temperature, so cleaning is similar to a high-pressure cleaner with particularly high efficiency.
Bei der Herstellung von Biodiesel werden die Fettsäurealkylester nach Abtrennung in dem Abscheider vorzugsweise in einer Waschkolonne aus der leichten, esterreichen Phase separiert und anschließend getrocknet, gefiltert und gelagert. In Weiterbildung der Erfindung wird das Reinigungsmittel in der Waschkolonne, der Trocknungsstufe, der Filtereinheit, Produkttanks oder in dazwischen vorgesehenen Rohrleitungen eingebracht, da diese Anlagenteile hinsichtlich der Bildung von Ausfällungen besonders empfindlich sind. Die Sterolglycosidsedimente lagern sich bevorzugt in der Waschkolonne und die Wärmetauscher der Trockner ab, so dass dort die Zugabe des Reinigungsmittels besonders wirksam ist.at The production of biodiesel is the fatty acid alkyl esters after separation in the separator, preferably in a wash column separated from the light, ester-rich phase and then dried, filtered and stored. In development of the invention the cleaning agent in the wash column, the drying stage, the filter unit, product tanks or in between Pipes introduced because these parts of the plant in terms of Formation of precipitates are particularly sensitive. The Sterolglycosidsedimente preferably store in the wash column and the heat exchanger from the dryer, so that there Addition of the cleaning agent is particularly effective.
Werden organische Stickstoffbasen oder cyclische organische Oxoverbindungen, insbesondere Pyridin, Dioxan und/oder Tetrahydrofuran, als Reinigungsmittel verwendet, so wird dieses vorzugsweise aus dem Sterolglycosid-Biodieselgemisch abdestilliert und kann dann wiederverwendet werden.Become organic nitrogen bases or cyclic organic oxo compounds, in particular pyridine, dioxane and / or tetrahydrofuran, as a cleaning agent used, it is preferably from the sterol glycoside Biodieselgemisch distilled off and can then be reused.
Wird Acetanhydrid oder ein anderes organisches Säureanhydrid als Reinigungsmittel verwendet, so kann das in Lösung gebrachte Sterolglycosidsediment erfindungsgemäß mit Biodiesel verdünnt werden. Nach destillativer Entfernung der Leichtsieder können die modifizierten bzw. acetylierten Sterolglycoside im Endprodukt verbleiben, ohne dass die Qualität des Endprodukts beeinträchtigt wird.Becomes Acetic anhydride or other organic acid anhydride used as a cleaning agent, so that can be dissolved Sterol glycoside sediment according to the invention with biodiesel be diluted. After distillative removal of the low boilers may be the modified or acetylated sterol glycosides remain in the final product without compromising the quality of the final product is impaired.
Die Erfindung umfasst auch ein Mittel zur Entfernung von Sterolglycoside enthaltenden Ausfällungen bei der Herstellung von Fettsäurealkylestern durch Umesterung von Fetten und Ölen mit Alkylalkoholen, wobei das Mittel organische Stickstoffbasen, wie Pyridin, zyklische Oxoverbindungen, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, und/oder organische Säureanhydride, wie Acetanhydrid, enthält.The The invention also encompasses a sterol glycoside removal agent containing precipitates in the production of fatty acid alkyl esters Transesterification of fats and oils with alkyl alcohols, wherein the agent organic nitrogen bases, such as pyridine, cyclic oxo compounds, such as dioxane or tetrahydrofuran, and / or organic acid anhydrides, such as acetic anhydride.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird in Biodiesel gelöstes Acetanhydrid als Reinigungsmittel verwendet.According to one Particularly preferred embodiment of the invention is in biodiesel dissolved acetic anhydride used as a cleaning agent.
Eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Fettsäurealkylestern durch Umesterung von Fetten und Ölen mit Alkylalkoholen, die zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens geeignet ist, weist wenigstens eine Umsetzungsstufe mit einem Mischreaktor zur Mischung der Fette und Öle mit den Alkylalkoholen und einem Katalysator und einem Abscheider, in dem die Mischung in eine leichte, esterreiche Phase und eine schwere, glycerinreiche Phase aufgetrennt wird, eine Waschkolonne zur Abtrennung von Fettsäurealkylestern aus der leichten, esterreichen Phase, eine Trocknungsstufe zur Trock nung der Fettsäurealkylester, ggf. einen Filtereinheit sowie wenigstens eine Zufuhrleitung für die Zufuhr des oben beschriebenen Reinigungsmittels in die Waschkolonne, die Trocknungsstufe, die Filtereinheit, einen Produkttank und/oder dazwischen vorgesehene Rohrleitungen auf.A plant according to the invention for the manufacture Development of fatty acid alkyl esters by transesterification of fats and oils with alkyl alcohols, which is suitable for carrying out the method described above, comprises at least one reaction stage with a mixing reactor for mixing the fats and oils with the alkyl alcohols and a catalyst and a separator in which the mixture in a light, ester-rich phase and a heavy, glycerol-rich phase is separated, a wash column for the separation of fatty acid alkyl esters from the light, ester-rich phase, a drying stage for Trock tion of the fatty acid alkyl esters, optionally a filter unit and at least one supply line for the supply of the detergent described above in the wash column, the drying stage, the filter unit, a product tank and / or provided therebetween pipelines.
Um das Reinigungsmittel von dem Fettsäurealkylester zu trennen, ist erfindungsgemäß nach der Waschkolonne, der Trocknungsstufe, der Filtereinheit und/oder einem Produkttank eine entsprechende Trenneinrichtung, insbesondere eine Destillations- oder eine Rektifikationskolonne, vorgesehen.Around to separate the detergent from the fatty acid alkyl ester, is according to the invention according to the washing column, the Drying stage, the filter unit and / or a product tank a corresponding separating device, in particular a distillation or a rectification column provided.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further developments, Advantages and applications of the invention result also from the following description of exemplary embodiments and the drawing. All are described and / or illustrated illustrated features alone or in any combination the subject of the invention, regardless of its summary in the claims or their dependency.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
in
Die
erste Umsetzungsstufe
Die
Temperaturen im Mischreaktor
In
dem Abscheider
Der
zweiten Umsetzungsstufe
Die
schwere, glycerinreiche Phase, die im Abscheider
Andererseits
wird aus der Waschkolonne
Um bei der oben beschriebenen Herstellung von Fettsäurealkylestern Ausfällungen auf der Basis von Sterolglycosiden zu entfernen, wird der Produktionsanlage ein Reinigungsmittel zugeführt, das organische Stickstoffbasen, wie Pyridin, zyklische organische Oxoverbindungen, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, und/oder organische Säureanhydride, wie Acetanhydrid, enthält. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung enthält das Reinigungsmittel in Biodiesel gelöstes Acetanhydrid.Around in the production of fatty acid alkyl esters described above To remove precipitates based on sterol glycosides, the production plant is supplied with a cleaning agent, the organic nitrogen bases, such as pyridine, cyclic organic Oxo compounds, such as dioxane or tetrahydrofuran, and / or organic Acid anhydrides, such as acetic anhydride. According to one particularly preferred embodiment contains the cleaning agent acetic anhydride dissolved in biodiesel.
Das
Reinigungsmittel wird in flüssiger Form in die Produktionsanlage
eingebracht, wobei es bevorzugt über separate Zufuhrleitungen
Durch
die Zugabe des Reinigungsmittels werden in der Anlage aufgetretene
Ausfällungen wieder in Lösung gebracht und somit
aus der Anlage entfernt. Da das Reinigungsmittel die Biodieselqualität beeinträchtigen
kann, sollte die Reinigung in den abgeschalteten Prozessstufen vorgenommen
werden. Dies gilt insbesondere für die Waschkolonne
Das Reinigungsmittel kann unter Druck, mit pulsierendem Strom und/oder mit erhöhter Temperatur über entsprechende Spüldüsen in die Produktionsanlage eingebracht werden, um ähnlich einem Hochdruckreiniger eine besonders hohe Wirkung zu erzielen.The Detergent may be under pressure, with pulsating current and / or with elevated temperature via corresponding rinsing nozzles be introduced into the production plant to similar a high-pressure cleaner to achieve a particularly high impact.
Wird
Dioxan, Tetrahydrofuran oder Pyridin als Reinungsmittel verwendet,
so kann es durch Destillation in einer Trenneinrichtung
Wird
Acetanhydrid oder ein anderes organisches Säureanhydrid
verwendet, so werden die Sterolglycoside chemisch in ein lösliches
Produkt überführt. Nach destillativem Abtrennen
der Leichtsieder in der Trenneinrichtung
Wenn das Reinigungsmittel vorab mit Rohbiodiesel gemischt wird, sollte die Konzentration des Reinigungsmittels in der Mischung mindestens 1% betragen. Das Reinigungsmittel kann auch in konzentrierter Form eingesetzt werden.If the cleaning agent should be mixed with raw biodiesel in advance should the concentration of the detergent in the mixture at least 1%. The cleaning agent can also be concentrated be used.
Nach der erfolgten Reinigung und Ablassen des Reinigungsmittels sollte die entsprechende Teilanlage zur Entfernung von Restmengen an Reinigungsmittel mit Wasser und Biodiesel gespült werden. Das abgelassene Reinigungsmittel kann gegebenenfalls nach Abfiltration von konzentrationsbedingten Ausfällungen mehrfach verwendet werden. Die Einsatztemperatur sollte so gewählt werden, dass sie unterhalb des Siedepunktes des Reinigungsmittels liegt. Die Einwirkdauer beträgt zwischen 15 und 180 Minuten und ist abhängig vom Verschmutzungsgrad der Teilanlage, der angewandten Konzentration und Temperatur des Reinigungsmittels.After cleaning and draining the cleaning agent, the corresponding unit should be rinsed with water and biodiesel to remove residual amounts of cleaning agent. The drained cleaning agent may optionally be used several times after filtration of precipitations caused by concentration. The operating temperature should be chosen so that it is below the boiling point of the Reini is located. The exposure time is between 15 and 180 minutes and depends on the degree of contamination of the unit, the concentration used and the temperature of the cleaning agent.
- 11
- erste Umsetzungsstufefirst conversion stage
- 22
- Mischreaktormixing reactor
- 33
- Abscheiderseparators
- 44
- zweite Umsetzungsstufesecond conversion stage
- 55
- Mischreaktormixing reactor
- 66
- Abscheiderseparators
- 77
- Leitungmanagement
- 88th
- Leitungmanagement
- 99
- Leitungmanagement
- 1010
- Leitungmanagement
- 1111
- Rühreinrichtungagitator
- 1212
- Leitungmanagement
- 1313
- Leitungmanagement
- 1414
- Kolonnecolumn
- 1515
- Leitungmanagement
- 1616
- Leitungmanagement
- 1717
- VerdampferEvaporator
- 1818
- Leitungmanagement
- 1919
- Leitungmanagement
- 2020
- Leitungmanagement
- 2121
- Waschkolonnewashing column
- 2222
- Leitungmanagement
- 2323
- Leitungmanagement
- 2424
- Leitungmanagement
- 2525
- Trocknungsstufedrying stage
- 2626
- Filtereinheitfilter unit
- 27–3027-30
- Zufuhrleitungensupply lines
- 3131
- Salzsäureleitunghydrochloric acid line
- 3232
- Mischeinrichtungmixing device
- 3333
- Trenneinrichtungseparator
- 3434
- Leitungmanagement
- 3535
- ProdukttankReservoir
- 3636
- Zufuhrleitungsupply line
- 3737
- Trenneinrichtungseparator
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Publications (1)
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Representative=s name: KEIL & SCHAAFHAUSEN PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: KEIL & SCHAAFHAUSEN PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE Effective date: 20140505 |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
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