本发明专利技术涉及通过脂肪或油与醇的酯交换反应生产脂肪酸烷基酯的方法，其中所述反应被固定在管式反应器中的非均相催化剂所催化，温度在２６０℃和４２０℃之间，压力高于５巴，以及以连续流引导所述脂肪或油与所述醇的混合物通过所述管式反应器。所述催化剂优选是包含碱土金属的金属氧化物或金属碳酸盐。所述反应在与现有技术相比减少的停留时间和接触时间下发生。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过包含在脂肪和油中的甘油三酯的酯交换反应生产脂肪酸烷基酯的方法，所述甘油三酯的酯交换反应通过所述脂肪和油与醇相互反应进行。本专利技术公开了所述酯交换反应在含有固定的催化剂的管式反应器中进行，所述原料经过该固定的催化剂以相互反应。现有技术由于世界日益增长的能量需求和化石燃料的有限的可得性，许多研究集中于替代的可再生燃料的开发和改进。低分子量有机液体可以由生物质产生并且可以用作或提议用作车用燃料。使用植物油作为燃料的观念与内燃机本身一样古老。Rudolf Diesel开发了完全意图用多种燃料，包括植物油，运行的柴油机并且在1900年的巴黎世界展览会上甚至使用花生油作燃料来展现他的发动机(Demirbas， 2002年)。有几种使用纯的或废的植物油作为替代燃料的方法。据信最有前景的是酯交换反应。植物油的甲酯，称为"生物柴油，，，与常规柴油燃料非常类似，并且可以不经任何改性在任何常规柴油机中使用。植物油中的甘油三酯与简单醇，例如甲醇，的碱催化或酸催化的酯交换反应以生成甘油和脂肪酸甲酯(FAME)在很长时间内一直是优选的方法(Swab等人，1987年)。然而，当使用酸(l-45小时)或碱(1-8小时)催化剂生成所述酯时，需要相对长的反应时间(Saka和Kusdiana， 2001年)。此外，对于碱催化的酯交换反应，所述甘油三酯和醇必须基本无水，因为水引起部分反应改变为皂化反应，该皂化反应产生急。该^消耗所述催化剂并降低催化效率，以及引起粘度增加和在实现甘油的分离方面的困难(Fukuda等人，2001年)。已经知道，在常规方法中游离脂肪酸(其存在于在商购得到的粗油和脂肪中存在)还与碱催化剂反应并在生产生物柴油燃料的酯交换反应过程中生成皂化产物。这使得下游处理(即从所述甘油和脂肪酸甲酯中移除和分离所述催化剂和皂化产物)非常复杂并且使得生物柴油的生产非常昂贵。为克服与常规的酸催化或碱催化法有关的问题，不同的来源建议使用不使用催化剂的超临界醇作为替代的反应介质。如果物质高于其临界温度和临界压力，该流体是超临界的。例如，欧洲专利EP0985654B1涉及通过在无催化剂存在下在所述脂肪和油和醇中的至少一种处于超临界状态的条件下进行反应而由油和脂肪以及醇生产脂肪酸酯的方法。所制备的脂肪酸酯可用作燃料，例如柴油燃料、润滑基础油或燃料添加剂。Saka和Kusdiana (2001年)研究了油菜籽油在超临界甲醇中在不使用任何催化剂的单步法中的酯交换反应。实验在在350"C和400X:下预热的间歇型反应器中在45 65MPa压力下以及甲醇与油菜籽油的摩尔比为42: 1下进行。作者证明，在350C的预热温度下(在45MPa压力下)，240秒的超临界曱醇处理足以将所迷油菜籽油转化为甲酯(>95% )并且所制备的甲酯与通过常规的用碱催化剂的方法获得的那些基本相同。此外，与其中必须移除所有催化剂和皂化产物以获得生物柴油和甘油的常规(碱催化)方法相比，由于所述超临界甲醇法的非催化性质，发现酯交换反应之后的产物下游处理简单得多。在超临界曱醇中的酯交换反应过程中，影响脂肪酸酯的收率的最重要的变量是醇与(植物)油的摩尔比、停留时间、反应压力和反应温度。特别地，反应温度看起来是关键变量。Demirbas( 2002年，2003年)发现提高反应温度到超临界温度对于间歇体系中的脂肪酸酯转化有有利的影响，这与Kusdiana和Saka的结果(2001年)一致。因为超临界甲醇具有疏水性质和比较低的介电常数，非极性的甘油三酯可以被超临界曱醇很好地溶剂化以生成单相油/甲醇混合物。这种现象很可能促进油菜籽油的酯交换反应。动力学模型确实证明(Kusdiana和Saka， 2001年；Weyten等人，2001年，2002年)反应速率(以甲醇计)被温度激发。假设总反应作为甘油三酯浓度和反应温度的函数按一级反应进行。在低于甲醇的超临界温度(TC- 239. 4'C)的温度下， 所述反应被所述醇在甘油三酯中的低溶解性所限制。在更高的温度下， 这些传质限制由于所述超临界流体的提高了的溶解性和扩散性而被克 服。反应速率常数提高大约两个数量级。在高于约300匸的温度下， 纯反应动力学再次接管并且可以假设所述体系对于所使用的甲醇/油 比为单相。这表明为了在短反应时间内达到可接受的转化率，在所述 酯交换反应过程中向所述油/醇反应混合物有效地传热以使得该反应 混合物达到均相(超临界)状态是最重要的。EP 1126011描述了在温度超过260X:和其中至少所述油或脂肪或 所述醇在超临界状态下的条件下在脂肪酸酯的生产中使用固体碱催化 剂的方法。实践中，当制备生物柴油时，使用的醇是甲醇。甲醇的临 界温度为约2401C，而临界压力为约80. 9巴。油或脂肪具有更高的临 界点，并且因此该申请中公开的最小压力为80. 9巴。US 5908946公开了在Zn-基催化剂存在下从植物或动物油和单醇 生产酸酯的方法。所述反应在170和250X:之间的温度和小于100巴 的压力下进行。参考文献.Cao, W. ， Han， H.和Zhang， J. Fuel， 84 (2005年)347。 Demirbas， A. Energy Convers. Manage., 43 (2002年)2349。 .Demirbas, A. Energy Convers. Manage., 44 (2003年)2093。 EP 0985654B1. Method for preparing fatty acid esters. Sumitomo Chemical Company, (2004年)。 EP 1298192B1. Method and apparatus for preparing fatty acid esters. Sumitomo Chemical Company (2005年)。 EP 1061120A1. Process for preparing alkyl esters of fatty acids from fats and oils. Lonford Development Limited(2000年)。 Fukuda， H. ， Kondo， A.和Noda， H. J\ Biosci. Bioeng.， 92 (2001年)405。.Kusdiana， D.和Saka， S. Fuel, 80 (2001年)693。'Saka， S.和Kusdiana， D. Fuel, 80 (2001年)225。 .Swab, A.W. ， Bagby， M. D.和Freedman， B. Fuel, 66 (1987 年)1372。.Weyten， H. ， WUlems， L. ， Adriansens， W. ， Van Ginneken， L和Devoldere， K. Proc. ESF "Workshop Supercritical Fluids as Active Media: Fundamentals and Applications", Valladolid, 2001 年9月20-22日，177。 Weyten， H. ， W本文档来自技高网...
【技术保护点】
通过脂肪或油与醇的酯交换反应生产脂肪酸烷基酯的方法，其中： ．所述反应被固定在管式反应器中的非均相催化剂所催化， ．温度在２６０℃和４２０℃之间， ．压力高于５巴，以及 ．以连续流引导所述脂肪或油与所述醇的混合物通过 所述管式反应器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K艾尔斯特，W艾德瑞安森斯，L维利斯，L范津尼肯，
申请(专利权)人：佛兰芒技术研究所，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]
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