使甘油三酸酯中的游离脂肪酸酯化的方法技术

一种使游离脂肪酸与甲醇酯化的方法。该方法具有以下步骤：（ａ）在适合酯化的条件下，使多相酯化催化剂在反应器中与包含以下组分的反应混合物接触，产生产物流：（ｉ）甲醇，和（ｉｉ）包含７０－９９．８重量％甘油三酸酯和０．２－３０重量％游离脂肪酸的甘油三酸酯混合物；（ｂ）从该产物流分离水和甲醇，产生干燥的产物流；（ｃ）使该干燥的产品流与甲醇接触，产生甲醇富集相和甘油三酸酯富集相；和（ｄ）分离甲醇富集相并将其再循环至所述反应器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使甘油三酸酯中的游离脂肪酸与甲醇酯化的方法，所述方法包括以下 步骤(a)在适合酯化的条件下使反应器中的多相酯化催化剂与包含以下组分的反应混合 物接触，产生产物流(i)甲醇，和(ii)包含70-99. 8重量％甘油三酸酯和0. 2-30重量％ 游离脂肪酸的甘油三酸酯混合物；(b)从该产物流中分离水和甲醇，以产生干燥的产物流； (C)使该干燥的产物流与甲醇接触，制备甲醇富集相和甘油三酸酯富集相；和(d)分离甲醇 富集相并再循环至所述反应器。 本专利技术还涉及；所述方法包括以下步 骤(a)在适合酯化的条件下，使多相酯化催化剂在第一反应器中与含有以下组分的反应 混合物接触，产生第一产物流(i)甲醇，和(ii)包含70-99. 8重量％甘油三酸酯和0. 2_30 重量％游离脂肪酸的甘油三酸酯混合物；(b)从第一产物流分离水和甲醇，以产生干燥的 第一产物流；(c)使干燥的第一产物流与来自步骤(f)的包含甲醇的再循环相接触，产生第 一甲醇富集相和第一甘油三酸酯富集相；(d)分离第一甲醇富集相并将其再循环至第一反 应器；(e)在适合酯化的条件下，使第一甘油三酸酯富集相与多相酯化催化剂在第二反应 器中接触，产生第二产物流；和(f)分离第二产物流为包含甲醇相和第二甘油三酸酯富集 相，并使包含甲醇相再循环至步骤(c)。在本专利技术的一些实施方式中，该方法还包括以下步 骤(g)使第二甘油三酸酯富集相与甲醇接触，产生第二甲醇富集相和最终的甘油三酸酯 相；和(h)分离第二甲醇富集相并将其再循环至第二反应器。具体实施例方式 除非另外指出，所有的百分数都是重量百分数(重量％ )，所有的温度都是以t:表3示。离子交换树脂的重量百分数以干树脂为基准。"烷基"是具有l-20个碳原子以直链、 支化或环状排列的饱和烃基。在一个优选的实施方式中，烷基是无环的。本专利技术中使用的 "甘油三酸酯"是包含脂肪酸甘油三酯的脂肪或油。较优地，甘油三酸酯是植物油形式，但是 动物脂肪也能用作起始材料。脂肪酸是含有8-22个碳原子的无环的脂族羧酸；通常，它们 含有12-22个碳原子。关于碳-碳键，所述脂肪酸可以是饱和的、单不饱和的或多不饱和的 (通常是2或3个碳-碳双键)。天然脂肪还可以含有少量其它酯化的或游离的脂肪酸，以 及少量(1-4% )磷脂例如卵磷脂和极少量(< 1% )其它化合物例如生育酚。 使甲醇与干燥的产物流接触，从干燥的产物流中提取残留的游离脂肪酸，以此降 低带入下一酯化或酯交换步骤的游离脂肪酸的量。所述方法还将游离脂肪酸再循环，增加 脂肪酸甲酯的生产。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(a)的反应混合物中存在甲醇，以游 离脂肪酸为基准，甲醇的存在量为至少1. 1当量，或者至少2当量，或者至少5当量，或者至 少10当量，或者至少15当量。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(a)中存在的甲醇的量不 超过25当量、或者不超过22当量。在本专利技术的一些实施方式中，步骤(a)的反应混合物中 存在的甲醇基本上全部都通过步骤(c)中产物流的提取，而在步骤(d)再循环，S卩，用作反 应物的甲醇首先用于从产物流中提取残留的游离脂肪酸。在本专利技术的一些实施方式中，步 骤(a)中存在的甲醇的至少70%，或者至少80%，或者至少85%，或者至少90%，或者至 少95%从步骤(d)进行再循环。所述甲醇富集相是上层相而甘油三酸酯富集相是下层相。 较好地，用作步骤(c)中的提取剂的含甲醇液体包含至少90%，或者至少95%，或者至少 98 % ，或者至少99 %甲醇。较好地，所述含甲醇液体包含不超过0.2%，或者不超过0.1%， 或者不超过0.05%，或者不超过0.03%，或者不超过0. 02%水。在使用两个反应器的实施 方式，且其中第二产物流分离为含甲醇相和第二甘油三酸酯富集相，所述甲醇相再循环并 作为提取剂与第一反应器的干燥的产物流接触，用作提取剂的液体还含有游离脂肪酸和痕 量的其它物质例如脂肪酸甲酯、水和甘油三酸酯。在其它实施方式中，新鲜的甲醇作为提取 剂与干燥的产物流接触。 在本专利技术的一些实施方式中，所述方法还包括以下附加步骤(e)从第二产物流 分离水和甲醇，产生干燥的第二产物流；(f)使干燥的第二产物流与甲醇接触，产生第二甲 醇富集相和第二甘油三酸酯富集相；和(g)分离第二甲醇富集相并将其再循环至第二反应 器。 在本专利技术的一些实施方式中，在步骤(c)中，作为反应器的产物流的提取剂加入 的甲醇的重量是干燥的产物流和甲醇的总重量的3_50%，或者至少5%，或者至少10%，或 者不超过40% ，或者不超过30% ，或者不超过25% 。根据甘油三酸酯中游离脂肪酸的量和 所需的甲醇与游离脂肪酸的化学计量比，甲醇量可以较大幅度变化，并且从这些参数可以 容易地算出。 较好地，在本专利技术的方法中使用连续反应器，但是也可以使用间歇式反应器。合适 的连续反应器包括，例如填充床反应器、连续搅拌釜反应器、柱式反应器等。优选反应器结 构为并流反应器，即，脂肪酸和甲醇沿相同的方向通过反应器。在本专利技术的一些实施方式 中，存在一个以上的反应器、或者两个以上的反应器，在一些情况下多达五个反应器，在反 应器之间存分离水与产物流的装置。本专利技术的方法可用于一些反应器或所有反应器。通 常，来自最后一个反应器的产物流被送至酯交换工艺，在那里与酯交换催化剂和醇接触，优选在分离水之后进行。优选的用于酯交换的醇是Q-c;醇，更优选甲醇和乙醇，最优选甲醇。 可使用任何已知的技术实现从产物流分离水。例子包括，例如在大气压或减压下 进行蒸发和机械分离水富集相。在本专利技术的一些实施方式中，产物流的水含量减少至少50 % ，或者至少60 % ，或者至少70 % ，或者至少80 % ，或者至少90 % ，或者至少95 % ，或者至 少98%，或者至少99%。在某些实施方式中，步骤(a)的甘油三酸酯混合物含有甘油三酸酯 和4-15重量％脂肪酸，产物流的水含量减少至不超过0. 3重量％，或者不超过0. 2重量％， 或者不超过0. 1重量％ ，或者不超过0. 05重量％ ，或者不超过0. 02重量％ 。在本专利技术的一 些实施方式中，其中产物流在用甲醇提取后进行酯交换，在产物流中可以加入额外的甲醇， 提供足够过量的甲醇以有利于酯交换。 在本专利技术的一些实施方式中，反应混合物与催化剂接触时，在40-16(TC的温度范 围加热至少15分钟。或者，所述温度是至少5(TC，或者至少55t:，或者至少6(rC，或者至 少7(TC。或者，所述温度不大于12(TC，或者不大于11(TC，或者不大于9(TC，或者不大于 85°C ，或者不大于80°C ，或者不大于75°C 。通常，所述反应在流动反应器中进行，优选的接 触时间是至少30分钟，或者至少45分钟。较好地，接触时间不超过6小时，或者不超过4小 时，或者不超过2小时。在本专利技术的一些实施方式中，所述醇是甲醇，反应在70-1 l(TC ，或者 75-10(TC下加压进行。接触时间在本文中定义为反应器的长度除以反应器中的线性流速。 在本专利技术的一些实施方式中，步骤(a)的甘油三酸酯混合物含有75% -99.5% 甘油三酸酯和0.5% -25%游离脂肪酸。在本专利技术的一些实施方式中，该混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使甘油三酸酯中的游离脂肪酸与甲醇酯化的方法，所述方法包含以下步骤：　　（ａ）在适合酯化的条件下，使多相酯化催化剂在反应器中与包含以下组分的反应混合物接触，产生产物流：（ｉ）甲醇，和（ｉｉ）包含７０－９９．８重量％甘油三酸酯和０．２－３０重量％游离脂肪酸的甘油三酸酯混合物；　　（ｂ）从该产物流分离水和甲醇，产生干燥的产物流；　　（ｃ）使干燥的产物流与甲醇接触，产生甲醇富集相和甘油三酸酯富集相；和　　（ｄ）分离甲醇富集相并再循环至反应器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RM本瓦利，RT汉隆，AK舒尔茨，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]