本发明专利技术是一种脂肪酸烷基酯和／或甘油的制备方法，所述方法包括在催化剂存在下使油脂与醇接触的步骤，其中，所述催化剂包含锰元素和三价金属元素。就所述催化剂而言，即使将该催化剂反复使用或长期使用，活性金属成分也不会浸出，此外，该催化剂即使在水存在时也能长期保持优异的催化剂活性并且对于油脂中所含甘油酯的酯交换和游离脂肪酸的酯化均表现出高活性。另外，所述催化剂即使在如油脂中所含的游离脂肪酸（ＦＦＡ）等杂质存在时也能展示出高催化剂活性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法。更具体而言，本专利技术涉及可用 于燃料、食品、化妆品和药物等用途的脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法。此外，本专利技术 还涉及用于所述制备方法的催化剂。
技术介绍
源自植物油的脂肪酸烷基酯被用作烹调油，此外还被用于如化妆品和药物等领 域。近年来，已经开始关注其作为如汽油等燃料的添加剂的用途。例如，将脂肪酸烷基酯以 几个百分比的量添加至汽油中作为源自植物的生物柴油燃料以用于减少CO2的排放。甘油 主要用作硝酸甘油的原料，并且此外还用作醇酸树脂的原料或者用于药物、食品、印刷油墨 和化妆品等。作为这类脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法，已知的有对作为脂肪的主要 成分的甘油三酯与醇进行酯交换反应。以商业规模实施这种制备方法时，通常使用均相碱性催化剂。然而，该方法需要复 杂的步骤以便将催化剂从反应体系中分离除去。此外，碱性催化剂会造成油脂中所含游离 脂肪酸的皂化。因此，皂类作为副产物而生成，从而需要以大量水洗涤所生成的皂类的步 骤。另外，脂肪酸烷基酯的收率因皂类的乳化作用而降低，并且在某些情况下后续的甘油纯 化过程变得复杂。韩国专利第415396号公开了一种作为使用天然油脂制备甘油和/或脂肪酸烷 基酯的现有技术的脂肪酸酯制备方法，该方法包括以下步骤在相对于植物和动物油脂占 0. 1重量％ 10重量％的氧化镁(MgO)或氧化锰(MnO)等金属氧化物催化剂的存在下，使 所述油脂与摩尔比相当于该油脂的2 40倍的醇在60°C 200°C接触0. 5小时 18小时， 由此制备脂肪酸酯与甘油的混合物；和将该混合物分离为各个组分。WO 1998/56747公开 了一种在异相固体催化剂的存在下采用一元醇或多元醇对源自植物或动物的甘油三酯进 行酯交换的方法，其中将铝、铬、镁、锌、钙、铜、锰或自其衍生的混合氧化物用作该异相固体 催化剂。然而，这些技术还存在进行设计改造的空间以便进一步改善催化剂的寿命，从而 抑制因催化剂的活性成分的浸出而导致的催化剂活性的降低或所生成产物的纯度的降低。 此外，根据这些技术，起始原料中所含的游离脂肪酸(FFA)和/或水会进一步缩减催化剂的 寿命。因此，这些技术也还存在改造空间以便抑制在上述情况下的活性降低。WO 2005/35479公开了以下的脂肪酸单酯和多元醇的制备方法，其中用选自由动 物油脂、植物油脂以及脂肪酸甲酯组成的组中的化合物与多元醇进行酯交换，由此制备脂肪酸单酯和多元醇，其中使用固体碱催化剂作为催化剂，且该固体碱催化剂选自由单价和 三价元素的金属氧化物、二价和三价元素的金属氧化物以及它们的混合物组成的组。根据 该技术，使用包含特定元素的固体碱催化剂来制备脂肪酸单酯和多元醇。然而，该技术的问 题在于，催化剂成分在反应期间浸出，这会缩短催化剂的寿命。因此，存在改进空间以便抑 制因活性成分的浸出而造成的活性降低。在解决上述问题的常规方法中，为抑制因收率降低而造成的产物纯度降低，可以 将活性降低的催化剂频繁更换新催化剂。然而，对于工业生产而言，催化剂更换次数的增加 并不是优选的。这是因为在催化剂上的成本增加，并且因为如果将生产装置停止以更换催 化剂则生产力会下降。此外，为从产生的产物中除去浸出的活性成分，需要如清洗和蒸馏等 复杂的纯化步骤。因此，需要为生产装置提供额外的步骤。在这几点上，就工业生产而言，常 规方法并非优选。于是，在上述催化剂中，活性成分需要难以浸出。此外，催化剂需要即使 在存在水和如游离脂肪酸(FFA)等杂质时仍然长期保持优异的催化剂活性。在这几点上， 催化剂还有改进空间
技术实现思路
本专利技术要解决的问题鉴于上述现状完成了本专利技术。本专利技术的一个目标是提供脂肪酸烷基酯和/或甘油 的以下制备方法。此外，本专利技术的另一个目标是提供用于所述制备方法中的以下催化剂。换 言之，根据所述制备方法，油脂与醇反应从而高效地产生适用于食品或燃料应用等的脂肪 酸烷基酯和/或甘油，并且可以简化或省略如回收催化剂的步骤等复杂步骤。另外，即使在 所述催化剂被反复使用或长期使用时催化剂的活性金属成分也不会浸出，此外，这种催化 剂在即使存在水时仍可长期保持优异的催化剂活性，并且对于油脂中所含的甘油三酯的酯 交换和游离脂肪酸的酯化均表现出高活性。另外，所述催化剂在即使如油脂中所含的游离 脂肪酸(FFA)等杂质存在时也能表现出较高催化剂活性。问题解决方案本专利技术人对于脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法进行了各种研究。本专利技术人注 意到，通过在固体催化剂的存在下将油脂与醇接触来制备脂肪酸烷基酯和/或甘油的方法 在工业上是有用的。然后本专利技术人对于用于这种方法的催化剂进行了各种研究。然后，本 专利技术人发现了如下情况。对于包含锰元素和三价金属元素的催化剂，活性金属成分的浸出 受到更充分的抑制，而催化剂的寿命也足够长。此外，该催化剂在即使油脂中所含游离脂肪 酸(FFA)、矿物酸、金属成分和水存在时也能保持高活性。此外，该催化剂不会使起始原料醇 分解。结果，上述问题得到极好的解决。另外，本专利技术人还发现如下情况。如果所述三价金属元素是氧化物，则不论起始原 料中存在水与否，都能更显著地展现出长期维持高活性的效果。此外，如果所述催化剂包含 铝氧化物作为所述三价金属元素的氧化物，则该效果得到更显著的展现。该催化剂同时高 水平地表现出上述效果，这是本领域技术人员长期所未能解决的问题。只有本专利技术成功地 解决了该问题。换言之，本专利技术涉及脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法，所述方法包括在催化 剂存在下将油脂与醇进行接触的步骤，其中所述催化剂包含锰元素和三价金属元素。本专利技术还涉及用于所述脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法的脂肪酸烷基酯和/ 或甘油制备用催化剂。以下对本专利技术进行更详细的说明。 根据本专利技术的脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法，在包含锰元素和三价金属元 素的催化剂存在下使油脂与醇接触。根据本专利技术的制备方法，由于使用包含锰元素和三价 金属元素的催化剂，因而酯化反应和酯交换反应可以同时进行，并且还展示出高催化剂活 性。因此，可以以高收率和高选择性制备脂肪酸烷基酯和/或甘油。另外，可以充分抑制催 化剂的活性成分的浸出并改善催化剂寿命。因此，可以显著简化或省略回收催化剂的步骤， 并且可以将催化剂反复用于反应。于是，进一步改善的催化剂的再循环效率，并且显著减少 了设施成本和设备成本。此外，例如，可以减少催化剂相关成本，并且可实现稳定和长期的 生产。特别是在包含于油脂中的游离脂肪酸(FFA)、矿物酸、金属成分或水存在时，催化剂不 产生作为副产物的皂类并且在不受这些杂质的影响的情况下展示出高催化剂活性。所述三价金属元素优选为三价金属元素的氧化物。如果该三价金属元素为氧化 物，则可以更显著地展现出本专利技术的效果。如果所述三价金属元素是氧化物，则本专利技术的催 化剂包含锰元素和作为氧化物的三价金属元素。在这种情况下，所述锰元素和三价金属元 素可以是相同的或不同的化合物。此外，在本专利技术中，“包含锰化合物和三价金属元素的氧 化物的催化剂”可以包含作为相同化合物或不同化合物的锰元素和三价金属元素。可以使用一种或多种物种作为本专利技术的催化剂。除非会牺牲本专利技术的效果，否则 催化剂可以含有杂质和在催化剂制备步骤中产生的其他成分。可以将其他催化剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脂肪酸烷基酯和／或甘油的制备方法，所述方法包括在催化剂存在下使油脂与醇接触的步骤，其中，所述催化剂包含锰元素和三价金属元素。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-22 2007-303747一种脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法，所述方法包括在催化剂存在下使油脂与醇接触的步骤，其中，所述催化剂包含锰元素和三价金属元素。2.如权利要求1所述的脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法， 其中，所述三价金属元素是三价金属元素的氧化物。3.如权利要求2所述的脂肪酸烷基酯和/或甘油的制备方法， 其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：赤塚威夫，野野口真则，奥智治，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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