CS277264B6

CS277264B6 - Způsob výroby alkylesterů

Info

Publication number: CS277264B6
Application number: CS905223A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Smidrkal; Vaclav Krob; Hana Zajicova; Pavel Ing Csc Hrdina; Jiri Ing Csc Soucek; Pavel Ing Kovar; Jiri Prof Ing Drsc Zajic; Milan Prof Ing Drsc Bares; Walter Ing Csc Schwarz; Bohdan Ing Novak; Vaclav Ing Klecan; Ivo Ing Hodny
Original assignee: Vtx Vyzkum
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1992-12-16
Also published as: CS522390A3

Abstract

Způsob výroby alkylesterů reakcí triacylglycerolů s jednosytným alkoholem za přítomnosti alkalického katalyzátoru jehož podstatou je, že se do reakčni směsi přidají jako emulgátor sodné, draselné, vápenaté, hořečnaté nebo hlinité soli nebo/a dihydroxypropylesteru nebo/a hydroxypropyldiesteru alifatické karboxylové kyseliny o počtu uhlíkových atomů 8 až 22. Výhodou tohoto postupu je, že emulgátor homogenizuje reakčni směs, takže se pro dosažení žádané konverze triacylglycerolů stačí méně výkonné míchadlo a kratší doba.

Description

vynález se týká způsobu výroby alkylesterů reakcí triacylglycerolů s jednosytným alkoholem za přítomnosti alkalického katalyzátoru.

Alkylestery, zejména pak methylestery alifatických kyselin se v současné době staly klíčovou surovinou oboru oleochemie. Methylestery se používají zejména k výrobě mastných alkoholů, které se dále chemicky modifikují bud oxyethylenací na neionogenní tenzidy, nebo oxyethylenací a následnou sulfatací na anionaktivní tenzidy. Methylestery nasycených mastných kyselin (např. kys. stearové) je možno sulfonovat a výsledný produkt tj. alfasulfoestery alifatických karboxylových kyselin je možno aplikovat do práškových pracích prostředků jako anionaktivní tenzid. Alfasulfoestery je tedy možno použít jako náhradu alkylbenzensulfonanu, přičemž alfasulfoestery jsou na rozdíl od alkylbenzensulfonanu dobře biologicky odbourátelné. Kromě toho se v poslední době začínají methylestery používat jako ekologicky nezávadné palivo do Dieselových motorů.

Alkylestery alifatických karboxylových kyselin tj. estery mastných kyselin je možno vyrábět bud esterifikací kyselin alkoholem za kyselé katalýzy, nebo transesterifikací. V současné době se jednoznačně dává přednost transesterifikaci triacylglycerolů neboť tímto postupem lze v jednom stupni získat přímo ester, kdežto při esterifikací je nutno triacylglycerol nejprve rozštěpit na mastné kyseliny a ty destilovat a pak esterifikovat.

Transesterifikace triacylglycerolů jednosytným alkoholem např. methanolem se obvykle provádí takto. Směs triacylglycerolů a methanolu s malým množstvím alkalického katalyzátoru obvykle methoxidu sodného, hydroxidu sodného, uhličitanu draselného, případně oxidu hořečnatého či vápenatého se zahřívá pod zpětným chladičem 1 až 6 h. Reakční směs je zpočátku tvořena dvěma fázemi, horní methanolickou a dolní triacylglycerolovou (olejovou). Po určité době za míchání započne reakce a po dosažení žádané konverze triacylglycerolů na methylester se vypne míchadlo, reakční směs se rozdělí na dvě fáze, spodní glycerolovou a horní esterovou. Nevýhodou tohoto jednoduchého postupu je, že zvláště z počátku reakce je nutné intenzivní míchání, aby plocha mezifázového rozhraní byla co největší a reakce měla přiměřenou rychlost.

Výše uvedené nevýhody řeší způsob výroby alkylesterů reakcí triacylglycerolů s jednosytným alkoholem za přítomnosti alkalického katalyzátoru, jehož podstatou je, že se do reakční směsi přidá 0,01 až 4 % hmotnosti sodné, draselné, vápenaté, hořečnaté nebo hlinité soli nebo/a dihydroxypropylesteru nebo/a hydroxypropyldiesteru alifatické karboxylové kyseliny o počtu uhlíkových atomů 8 až 22.

Výhodou výše uvedeného postupu je, že výše uvedené přidané látky působí jako emulgátor, takže reakční směs je od počátku emulgována, takže není jednak nutné tak výkonné míchadlo a kromě toho pro dosažení žádané konverze triacylglycerolů stačí kratší doba. V tabulce 1 je porovnána časová závislost konverze triacylglycerolu na ester bez emulgátoru a v přítomnosti emulgátoru podle vynálezu. Je zřejmé, že pro dosažení rovnovážného složení

reakční směsi (tj. 97 %) esteru je třeba za podmínek podle příkladu 1 bez emulgátoru 6 h v přítomnosti emulgátoru pouze 4 h, podle příkladu 2 jsou to 4 h oproti 2 h. v příkladu 3, který popisuje kontinuální zařízení je porovnána konverze na ester za stejných podmínek bez a s emulgátorem je to 95 oproti 97 %. Kromě toho, že je možno tímto způsobem-zvýšit výkon výrobní jednotky podle množství přidaného emulgátoru o (80 až 100 %) má tímto způsobem připravený ester, zvláště nenasycených kyselin lepší parametry, neboť reakce trvá kratší dobu a nemohou se tedy uplatnit nežádoucí vedlejší degradační, zejména polymerizační reakce. Protože glycerolová fáze obsahuje sůl mastné kyseliny vzniklou z katalyzátoru a monoacyl- a diacylglycerol tj. dihydroxypropylester a hydroxydipropylester mastné kyseliny je možno použít k emulgaci i glycerolovou fázi z předchozí reakce.

Veškeré procentové údaje uvedené v textu jsou % hmotnosti. Způsob výroby podle vynálezu je objasněn v následujících příkladech provedení, které však rozsah vynálezu nijak neomezují.

Tabulka 1

Časová závislost konverze triacylglycerolu na methylester

čas (h)	Příklad 1 obsah emulgátoru	Příklad 2 obsah emulgátoru
0	0,02 %	0	0,1 %
0	0	0 .	0	0
1	88	90	91	94
2	91	93	94	97
3	93	95	96	97
4	95	97	97	97
5	96	97	97	97
6	97	97	97	97

Příklad 1

Do 25 1 reaktoru opatřeného zpětným chladičem, mechanickým míchadlem, násypkou, regulací teploty a topným pláštěm bylo nalito 9,52 kg (14 mol) kokosového oleje (č.k. 0,4 mg KOH.g^-1)

2,69 kg (84 mol) methanolu a zapnuto míchání a topení a poté bylo přidáno 95 g uhličitanu draselného a 2,4 g dihydroxypropylesteru kyseliny stearové. Po 4 h bylo vypnuto míchání a topení, a směs byla nechána stát 1 h. Byla oddělena glycerová fáze. Po odpaření methanolu bylo získáno 9,38 kg (98 % teoretického výtěžku esteru obsahuj íčího: 98,99 % methylesteru

0,91 % monoacylglycerolu

0,06 % glycerolu

0,04 % mýdla (sodné soli karbox.kys.).

Příklad 2

Do reaktoru popsaného v příkladu 1 bylo nalito 12,47 kg (14 mol) řepkového oleje (č.k. 0,6 mg KOH.g^-1), 2,69 kg (84 mol) methanolu, zapnuto míchání, topení a poté bylo přidáno 62 g hydroxidu sodného a 62 g glycerolové fáze z předchozí reakce obsahující 25 % oleátu sodného, 5 % dihydroxypropylesteru kys. olejové, 1 % hydroxypropyldiesteru kyseliny olejové a 69 % glycerolu. Po 2 h bylo vypnuto míchání a topení a směs byla nechána stát 1 h. Byla oddělena glycerolová fáze (o výše uvedeném složení). Od esterové fáze byl odpařen methanol a bylo získáno 12,2 kg (97 %) methylesteru obsahujícího:

98,91 % methylesteru

0,95 % monoacylglycerolu

0,09 % glycerolu

0,05 % mýdla (sodné soli karboxylové kys.)

Příklad 3

Do kaskady 3 míchaných reaktorů (každý objem 10 1), bylo dávkováno hodinu 12,47 kg (14 mol) parciálně hydrogenovaného řepkového oleje (předehřátého na 75 °C), 2 kg methanolu (předehřátého na 55 °C), roztok 62 g methoxidu sodného v 0,7 kg methanolu (předehřátého na 55 °C) a 0,5 kg glycerolové fáze (předehřátého na 75 °C - složení viz příklad 2) při teplotě 75 °C. Za reaktorem je zařazen výměník, reakční směs se ochlazuje, vede se do separátoru, odděluje se glycerolová fáze od esteru, který má složení následuj ící:

98,72 % methylesteru

1,08 % monoacylglycerolu

0,14 % glycerolu

0,06 % mýdla (sodné soli karboxyl. kyseliny)

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Způsob výroby alkylesterů reakcí triacylglycerolů s jednosytným alkoholem za přítomnosti alkalického katalyzátoru, vyznačený tím, že se do reakční směsi přidá 0,01 až 4 % hmotnosti sodné, draselné, vápenaté, hořečnaté nebo/a hlinité soli nebo/a dihydroxypropylesteru nebo/a hydroxypropyldiesteru alifatické karboxylové kyseliny o počtu uhlíkových atomů 8 až 22.