PL209174B1 - Sposób wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych - Google Patents
Sposób wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowychInfo
- Publication number
- PL209174B1 PL209174B1 PL384859A PL38485908A PL209174B1 PL 209174 B1 PL209174 B1 PL 209174B1 PL 384859 A PL384859 A PL 384859A PL 38485908 A PL38485908 A PL 38485908A PL 209174 B1 PL209174 B1 PL 209174B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- glycerin
- transesterification
- alkaline
- separated
- ester layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 62
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 title claims description 18
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 title claims description 17
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 title claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 160
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 76
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims description 60
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 47
- 239000003925 fat Substances 0.000 claims description 40
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 25
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 18
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010936 aqueous wash Methods 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 30
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 Ci to C4 Chemical class 0.000 description 7
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 7
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 6
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 6
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 6
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 3
- 239000008162 cooking oil Substances 0.000 description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 3
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000019737 Animal fat Nutrition 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania estrów alkilowycti kwasów tłuszczowych przede wszystkim Ci do C4 z olejów naturalnych oraz tłuszczów odpadowych charakteryzujących się stosunkowo niską zawartością wolnych kwasów tłuszczowych.
Estry alkilowe kwasów tłuszczowych znalazły zastosowanie, jako paliwa do silników wysokoprężnych (biodiesel), a ich jakość określona jest normą europejską PN-EN 14214. Stosowanie biopaliw w transporcie samochodowym jest wspierane odpowiednimi dyrektywami Unii Europejskiej ze względu na wyczerpywanie się zasobów ropy naftowej oraz z uwagi na potrzebę ograniczenia emisji ditlenku węgla do atmosfery. Cechują się one znacznie lepszą biodegradowalnością od paliw opartych na produktach przetwarzania ropy naftowej.
Sposoby wytwarzania takich estrów kwasów tłuszczowych są od dawna znane i stosowane w praktyce przemysłowej. Polegają one na transestryfikacji glicerydów stanowiących główny składnik tłuszczów, alkoholami alifatycznymi o 1-5 atomów węgla w cząsteczce najczęściej wobec katalizatorów zasadowych, a następnie wydzieleniu z mieszaniny reakcyjnej fazy estrów alkilowych kwasów tłuszczowych i usunięciu z nich występujących zanieczyszczeń. Jako glicerydy kwasów tłuszczowych stosowane są naturalnie występujące oleje roślinne na przykład olej rzepakowy i tłuszcze zwierzęce, a także tłuszcze odpadowe na przykład oleje posmażalnicze porafinacyjne kwasy tłuszczowe oraz tłuszcze techniczne. Jako katalizatory transestryfikacji najczęściej stosuje się katalizatory zasadowe (wodorotlenki, alkoholany, węglany, anionity). Metody transestryfikacji tłuszczów wobec alkaliów jako katalizatorów opisane są m. in. w patentach amerykańskich US 2271 619 i US 2360 844. Według tych patentów proces transestryfikacji tłuszczów i olejów wobec katalizatorów zasadowych prowadzi się w reaktorze bezciśnieniowym, a surowiec tłuszczowy nie moż e zawierać nadmiernej ilości wolnych kwasów tłuszczowych (liczba kwasowa nie większa niż 1,5 mg KOH/g) i musi być odwodniony. Wolne kwasy tłuszczowe zawarte w surowcu tłuszczowym nie ulegają w obecności zasadowego katalizatora przemianie do estrów alkilowych, a wchodząc z nim w reakcje tworzą mydła, które zakłócają przebieg operacji rozdziału produktów transestryfikacji na fazę estrową i glicerynową. Również obecność wody w surowcach tł uszczowych jest niepożądana, gdyż powoduje ona w warunkach procesu transestryfikacji częściową hydrolizę glicerydów, w wyniku, której tworzą się dodatkowe ilości wolnych kwasów tłuszczowych. Opisane zanieczyszczenia powodują, więc nie tylko zaburzenia w prowadzeniu procesu technologicznego, lecz zwiększają również znacząco wskaźniki zużycia katalizatora zasadowego oraz zmniejszają wydajność estrów metylowych.
Reakcja transestryfikacji tłuszczów wobec katalizatorów zasadowych w pierwszym etapie przebiega w układzie dwufazowym, gdyż niższe alkohole, zawierające rozpuszczony katalizator, słabo rozpuszczają się w tłuszczach. Ze wzrostem stopnia konwersji glicerydów do estrów alkilowych mieszanina reakcyjna staje się homogeniczna, bo alkohole te są dobrze rozpuszczalne w estrach alkilowych. Po osiągnięciu odpowiednio dużej konwersji glicerydów powstająca gliceryna wydziela się w postaci oddzielnej fazy dolnej. Proces transestryfikacji najczęściej prowadzi się w reaktorze mieszalnikowym zazwyczaj w temperaturze do 60°C przy zastosowaniu znacznego nadmiaru stechiometrycznego alkoholu, co sprzyja przesunięciu równowagi reakcji w prawo. Po upływie około 1 godziny, gdy uzyska się żądaną konwersję glicerydów do estrów wyłącza się mieszadło, a mieszaninę reakcyjną pozostawia w spokoju celem separacji faz. Faza glicerynowa zawiera głównie sole kwasów tłuszczowych, estry kwasów tłuszczowych, oraz nadmiarowy alkohol. Górna faza estrowa zawiera kropelki zemulgowanej gliceryny, w której znajduje się nadmiarowy alkohol, katalizator oraz sole kwasów tłuszczowych (mydła). W celu otrzymania czystych estrów alkilowych z fazy estrowej usuwa się zawarte zanieczyszczenia, najczęściej poprzez wielokrotne przemywanie wodą, a następnie otrzymywany produkt suszy się.
Znane są sposoby transestryfikacji tłuszczów wobec katalizatorów kwasowych, takich jak kwasy mineralne, kwas p-toluenosulfonowy, kationity. Transestryfikacja w warunkach kwasowych znana jest na przykład z patentu francuskiego nr 8502340. Zaletą tego procesu jest to, iż nie powstają tu ubocznie mydła, które zakłócają przebieg rozdziału faz produktów reakcji. Ze względu na istotne wady, a mianowicie konieczność stosowania wysokich temperatur i ciś nień , dł ugi czas reakcji, stosunkowo niską konwersję glicerydów do estrów alkilowych oraz wysoki koszt aparatury proces ten nie znalazł szerszego zastosowania w praktyce.
Tłuszcze stosowane do wytwarzania estrów alkilowych poprzez transestryfikację wobec katalizatorów zasadowych winny być wstępnie oczyszczone w celu ograniczenia do niezbędnego minimum
PL 209 174 B1 zawartości wolnych kwasów tłuszczowych, wody oraz związków fosforu występujących najczęściej w postaci fosfolipidów, które utrudniają separację fazy glicerynowej od estrowej. Na rynku dostępne są w duż ej iloś ci surowce tł uszczowe np. oleje posmaż alnicze lub techniczne tł uszcze zwierzę ce, które nie odpowiadają wymienionym wymaganiom, szczególnie ze względu na dużą zawartość wolnych kwasów tłuszczowych, których zawartość wynosi kilka, a nawet kilkanaście procent. Według amerykańskiego patentu nr US 2.383.601 A tłuszcze o zawartości kwasów tłuszczowych od 10 do 50% poddaje się najpierw estryfikacji metanolem wobec stężonego kwasu siarkowego, przy czym stosuje się, co najmniej 50%-owy nadmiar metanolu w stosunku do ilości stechiometrycznej, wynikającej z zawartości wolnych kwasów tłuszczowych. Według jednego z wariantów produkt reakcji przemywa się wodą i suszy, a nastę pnie poddaje transestryfikacji zasadowej. Wedł ug patentu polskiego nr 198771 produkt estryfikacji przemywa się gliceryną alkaliczną uzyskaną z rozdziału faz mieszaniny reakcyjnej uzyskanej w następnym etapie procesu, a mianowicie transestryfikacji prowadzonej w obecności katalizatora zasadowego. Jako katalizator estryfikacji stosuje się kwas siarkowy albo kwas p-toluenosulfonowy w iloś ci od 0,1 do 1,0%. Fazę glicerynow ą z procesu transestryfikacji zasadowej zakwasza się , a wydzieloną z niej fazę olejową stanowiącą mieszaninę tłuszczu i wolnych kwasów tłuszczowych, zawraca do etapu kwasowej estryfikacji. Według patentu polskiego nr 181344 alkaliczną fazę glicerynową, uzyskaną z rozdziału faz mieszaniny reakcyjnej po reakcji transestryfikacji zasadowej, zakwasza się celem wydzielenia fazy tłuszczowej. Wydzieloną fazę kwasów tłuszczowych zawierającą wolne kwasy tłuszczowe poddaje się estryfikacji metanolem wobec kwasu siarkowego w temperaturze około 85°C przez okres około 2 godzin. Produkt transestryfikacji dodaje się bezpośrednio do produktu transestryfikacji zasadowej, bez usuwania kwasu siarkowego i kontynuuje się proces transestryfikacji zasadowej, a po jej zakończeniu prowadzi rozdział faz i oczyszczania produktu w sposób standardowy. Istota tego wynalazku polega na tym, że ilość H2SO4 wprowadzanego do mieszaniny reakcyjnej w procesie transestryfikacji jest znacznie mniejsza od ilości NaOH, a istniejący nadmiar wolnego NaOH jest wystarczający do dokończenia reakcji transestryfikacji zasadowej. Sposób ten pozwala na zwiększenie wydajności estrów z tłuszczów zakwaszonych. Według sposobu opisanego w patencie niemieckim 4301686 fazę estrową po procesie transestryfikacji zasadowej celem usunięcia pozostałych zanieczyszczeń myje się gliceryną lub fazą glicerynową z poprzedniego stopnia transestryfikacji. Po wydzieleniu fazy glicerynowej do fazy estrowej dodaje się 1-5% ziemi bielącej lub kwasu krzemowego, po czym usuwa się fazę stałą drogą filtracji lub odwirowania. Inny sposób oczyszczania surowej warstwy estrowej po transestryfikacji zasadowej opisany w polskim patencie nr 303394 polega na wprowadzeniu do niej żywej pary wodnej w celu usunięcia fosfatydów, alkaliów i gliceryny. Po rozdzieleniu faz usuwa się warstwę wodną, a fazę estrową neutralizuje się kwasem celem usunięcia resztkowych ilości fosfatydów. Według patentu amerykańskiego nr US 2002 156305 surowce tłuszczowe zawierające znaczne ilości wolnych kwasów tłuszczowych i substancji śluzowych oczyszcza się przez przemywanie gliceryną alkaliczną pozyskaną po procesie transestryfikacji zasadowej. Niepolarne kwasy tłuszczowe w postaci jonowych mydeł rozpuszczają się w polarnej glicerynie, co umożliwia odkwaszenie surowca tłuszczowego i stosowanie go do transestryfikacji wobec katalizatorów alkalicznych. Część gliceryny alkalicznej zawracana jest do procesu transestryfikacji stanowiąc źródło alkaliów. Według tego wynalazku fazę estrową wydzieloną po drugim stopniu transestryfikacji oczyszcza się przez przemycie wodą, którą stosuje się w ilości, co najmniej 5%, a następnie przez odparowanie nadmiarowego alkoholu na wyparce cienkowarstwowej.
Wadą dotychczasowych rozwiązań jest to, iż do uzyskania estrów metylowych kwasów tłuszczowych o wysokiej czystości surowiec tłuszczowy musi być pozbawiony zanieczyszczeń występujących w postaci wolnych kwasów tłuszczowych, wody i substancji śluzowych zawierających fosfor na drodze kilku oddzielnych kłopotliwych i kosztownych operacji technologicznych obejmujących procesy suszenia, odkwaszenia i odśluzowania. Otrzymana w wyniku dwustopniowej transestryfikacji tłuszczów niższymi alkoholami faza estrowa zawiera wiele zanieczyszczeń, które usuwa się poprzez przemywanie dużymi ilościami wody, co prowadzi do niekorzystnych procesów hydrolizy utworzonych estrów metylowych z utworzeniem niepożądanych związków w postaci mono- i diglicerydów oraz wolnych kwasów tłuszczowych. Obecność nadmiernej ilości kwasów tłuszczowych prowadzi do nadmiernego wzrostu liczby kwasowej, ponad wymagania normy. Wadą tego rozwiązania jest również tworzenie się dużej ilości ścieków wodnych, których utylizacja jest kosztowna. Inne rozwiązanie wydzielania czystych estrów metylowych z warstwy estrowej polegające na ich oddestylowaniu jest drogie inwestycyjnie i kosztowne w eksploatacji.
PL 209 174 B1
Celem wynalazku było opracowanie efektywnego sposobu wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych przede wszystkim Ci do C4 z olejów naturalnych oraz tłuszczów odpadowych charakteryzujących się stosunkowo niską zawartością wolnych kwasów tłuszczowych.
Nieoczekiwanie okazało się, że za pomocą gliceryny możliwe jest skuteczne przeprowadzenie równoczesnej operacji osuszania, odkwaszania i odśluzowania surowców tłuszczowych charakteryzujących się liczbą kwasową poniżej 10 mg KOH/g, zawartością wody poniżej 0,5% cg/g oraz zawartością fosforu poniżej 500 ppm. Okazało się, że gliceryna alkaliczna lub kwaśna zastosowana do przemywania warstwy estrowej uzyskanej w procesie transestryfikacji surowca tłuszczowego powoduje lepsze wydzielenie rozpuszczonych w fazie estrowej kropel gliceryny, która jest głównym źródłem zawartych w tej fazie zanieczyszczeń, występujących w postaci mydeł, katalizatora oraz niepełnych produktów transestryfikacji. Dzięki temu przemywaniu w warstwie estrowej zmniejsza się zawartość metali pochodzących od katalizatora transestryfikacji, a także wolnych kwasów tłuszczowych i mydeł.
Istota wynalazku polega na tym, że surowiec tłuszczowy i glicerynę i alkoholowy roztwór alkalii poddaje się intensywnemu mieszaniu w temperaturze 20-70°C, przy czym ilość gliceryny z zakresu od 3 do 30% w stosunku do masy tłuszczów dobiera się w zależności od zawartości zanieczyszczeń w surowcu tłuszczowym, a zawartość alkaliów dobiera się tak, aby uzyskać ich co najmniej 1,5 krotny nadmiar stechiometryczny w odniesieniu do zawartości wolnych kwasów tłuszczowych w surowcu tłuszczowym, następnie roztwór rozdziela się na warstwę tłuszczową i warstwę glicerynową fazę tłuszczową kieruje się do procesu dwustopniowej transestryfikacji alkalicznej, wobec katalizatorów alkalicznych, warstwę estrową wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji przemywa się gliceryną alkaliczną w ilości 2-30%, lub gliceryną kwaśną stosowaną w ilości 1-20%, w odniesieniu do masy warstwy estrowej, po czym warstwę estrową wydziela się poprzez odstawanie lub wirowanie, z oczyszczonej warstwy estrowej oddestylowuje się nieprzereagowany alkohol, po czym warstwę estrową poddaje się dwustopniowemu myciu wodnemu niewielką ilością wody w temperaturze 30-70°C, a następnie odwadnia się.
Korzystnie jest, jeżeli stosuje się od 5 do 20% gliceryny w stosunku do masy tłuszczów.
Korzystnie jest, jeżeli fazę glicerynową kieruje się do zbiornika pośredniego.
Korzystnie jest, jeżeli proces dwustopniowej transestryfikacji alkalicznej, wobec katalizatorów alkalicznych prowadzi się w temperaturze 30-70°C wobec sumarycznej dawki KOH od 0,5-1,5% w odniesieniu do masy tł uszczu przez okoł o 1 godzinę w każ dym reaktorze.
Korzystnie jest, jeżeli warstwę estrową wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji przemywa się gliceryna alkaliczną z poprzednich szarżach produkcyjnych w ilości 5-20% w odniesieniu do masy warstwy estrowej.
Korzystnie jest, jeżeli warstwę estrową wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji przemywa się gliceryną kwaśną stosowaną w ilości 2-10%.
Korzystnie jest, jeżeli fazę wodno-glicerynową wydzieloną z drugiego stopnia mycia wodnego kieruje się na pierwszy stopień mycia wodnego.
Korzystnie jest, jeżeli warstwę estrową odwadnia się na kolumnie odpędowej.
Korzystnie jest, jeżeli fazę wodno-glicerynową z mycia wodnego kieruje się do zbiornika pośredniego zawierającego glicerynę po przemywaniu surowca tłuszczowego.
Korzystnie jest, jeżeli do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę alkaliczną otrzymaną przez rozpuszczenie w glicerynie technicznej alkoholowego roztworu alkaliów.
Korzystnie jest, jeżeli do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę alkaliczną wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po procesach transestryfikacji z poprzednich szarż produkcyjnych.
Korzystnie jest, jeżeli do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę alkaliczną otrzymaną przez rozpuszczenie w glicerynie technicznej alkoholowego roztworu alkaliów i glicerynę alkaliczn ą wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po procesach transestryfikacji z poprzednich szarż produkcyjnych.
Korzystnie jest, jeżeli do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę kwaśną otrzymaną przez zakwaszenie kwasem mineralnym do pH=4-6, gliceryny i/lub gliceryny alkalicznej i/lub gliceryny z oczyszczania surowca tłuszczowego.
Korzystnie jest, jeżeli stosuje się glicerynę kwaśną otrzymaną przez zakwaszenie kwasem mineralnym do pH=5.
PL 209 174 B1
Korzystnie jest, jeżeli stosuje się glicerynę kwaśną otrzymaną przez zakwaszenie kwasem kwasem ortofosforowym.
Otrzymane w ten sposób estry kwasów tłuszczowych spełniają wymagania normy PN-EN/14214 pod względem zawartości gliceryny wolnej i związanej, wody, zawartości metali, liczby kwasowej i fosforu.
P r z y k ł a d 1.
Do reaktora zbiornikowego wyposażonego w mieszadło, system grzewczy i chłodnicę zwrotna wprowadza się 900g oleju posmażalniczego o liczbie kwasowej 6,2 mg KOH/g zawierającego 0,4% wody oraz 300 ppm fosforu. W osobnym mieszalniku przygotowuje się glicerynę alkaliczną sporządzoną przez wymieszanie 120 g gliceryny technicznej z roztworem otrzymanym przez rozpuszczenie 9 g KOH w 50 g bezwodnego metanolu. Mieszaninę tą ogrzewa się do temperatury 50°C i miesza przez 15 minut. Po wyłączeniu mieszadła zawartość pozostawia się na 6 godzin, a następnie oddziela się fazy. Fazę glicerynową kieruje się do zbiornika pośredniego, a fazę estrową poddaje się transestryfikacji w temperaturze 50°C mieszając przez 1 godzinę z metanolem w ilości 15% cg/g oraz KOH w ilości 0,8% cg/g w odniesieniu do masy tłuszczu. Po wyłączeniu mieszadła mieszaninę zostawia się na 3 godziny, a następnie oddziela się fazę glicerynową, którą kieruje się do osobnego pojemnika. Fazę estrowo - tłuszczową poddaje się ponownej transestryfikacji wprowadzając do niej 3% bezwodnego metanolu i 0,3% KOH. Pozostałe warunki transestryfikacji są takie same, jak w pierwszym stopniu transestryfikacji. Następnie do reaktora zawierającego mieszaninę reakcyjną wprowadza się 150 g gliceryny alkalicznej, wydzielonej uprzednio po pierwszym stopniu transestryfikacji i zawartość miesza się przez 15 minut w temperaturze 50°C, po czym mieszadło wyłącza się i po upływie 3 godzin wydziela się warstwę glicerynową. Tak oczyszczoną wstępnie warstwę estrową przemywa się najpierw całą ilością fazy wodno - glicerynowej wydzielonej z poprzedniej próby przemywania. W tym celu zawartość reaktora miesza się w temperaturze 50°C przez 15 minut, a po wyłączeniu mieszadła i 3-godzinnym rozdziale faz wydziela się warstwę wodno glicerynową bogatą w glicerynę. Warstwę estrową poddaje się przemywaniu w tych samych warunkach, ale przy użyciu 1% wody świeżej, w odniesieniu do masy estrowej. Po odpędzeniu wody otrzymuje się estry metylowe, o jakości zgodnej z wymaganiami przedmiotowej normy na biopaliwa dla silników wysokoprężnych.
P r z y k ł a d 2.
Proces wytwarzania biodiesla prowadzi się stosując ten sam surowiec tłuszczowy oraz w podobnych do opisanych w przykładzie 1 warunkach, przy uwzględnieniu następujących różnic;
• do oczyszczania oleju posmażalniczego stosuje się w tej samej ilości glicerynę alkaliczną wydzieloną w poprzedniej szarży transestryfikacji.
• glicerynę wydzieloną po przemyciu oleju posmażalniczego, nadmiar gliceryny alkalicznej z poprzedniej szarży transestryfikacji oraz fazę wodno-glicerynowa bogatą w glicerynę, wydzieloną po pierwszym stopniu mycia wodnego fazy estrowej łączy się w jednym mieszalniku. Następnie do mieszalnika wprowadza się stężony kwas ortofosforowy w ilości zapewniającej uzyskanie mieszaniny o pH=5. Po ogrzaniu jej do temperatury 50°C i mieszaniu przez 15 minut, z mieszaniny reakcyjnej odfiltrowuje się wydzielone sole fosforowe, a następnie oddziela się przez odstawanie wydzieloną fazę ttuszczowo-estrową zawierającą wolne kwasy tłuszczowe. Część tak otrzymanej gliceryny kwaśnej w ilości 50g stosuje się do przemywania produktu uzyskanego po drugim stopniu transestryfikacji, z którego najpierw oddestylowuje się nadmiar nieprzereagowanego alkoholu. Alkohol ten, po wykropleniu stosuje się, jako substrat do pierwszego stopnia transestryfikacji zastępując część alkoholu świeżego. Pozostała część gliceryny kwaśnej może być przedmiotem dalszego oczyszczania lub spalona.
Wydzielone sole fosforowe mogą znaleźć zastosowanie, jako nawóz sztuczny, a faza tłuszczowo-estrowa znajduje zastosowanie do wytwarzania biodiesla w technologiach ukierunkowanych na tłuszcze silnie zakwaszone.
Claims (15)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych, znamienny tym, że surowiec tłuszczowy i glicerynę i alkoholowy roztwór alkalii poddaje się intensywnemu mieszaniu w temperaturze 20-70°C, przy czym ilość gliceryny z zakresu od 3 do 30% w stosunku do masy tłuszczów dobiera się w zależności od zawartości zanieczyszczeń w surowcu tłuszczowym, a zawartość alkaliów dobiera się tak, aby uzyskać ich co najmniej 1,5 krotny nadmiar stechiometryczny w odniesieniu do zawartościPL 209 174 B1 wolnych kwasów tłuszczowych w surowcu tłuszczowym, następnie roztwór rozdziela się na warstwę tłuszczową i warstwę glicerynową, fazę tłuszczową kieruje się do procesu dwustopniowej transestryfikacji alkalicznej, wobec katalizatorów alkalicznych, warstwę estrową wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji przemywa się gliceryną alkaliczną w ilości 2-30%, lub gliceryną kwaśną stosowaną w ilości 1-20%, w odniesieniu do masy warstwy estrowej, po czym warstwę estrową wydziela się poprzez odstawanie lub wirowanie, z oczyszczonej warstwy estrowej oddestylowuje się nieprzereagowany alkohol, po czym warstwę estrową poddaje się dwustopniowemu myciu wodnemu niewielką ilością wody w temperaturze 30-70°C a następnie odwadnia się.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e stosuje się od 5 do 20% gliceryny w stosunku do masy tłuszczów.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fazę glicerynową kieruje się do zbiornika pośredniego.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e proces dwustopniowej transestryfikacji alkalicznej, wobec katalizatorów alkalicznych prowadzi się w temperaturze 30-70°C wobec sumarycznej dawki KOH od 0,5-1,5% w odniesieniu do masy tłuszczu przez około 1 godzinę w każdym reaktorze.
- 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e warstwę estrową wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji przemywa się gliceryna alkaliczną z poprzednich szarżach produkcyjnych w ilości 5-20% w odniesieniu do masy warstwy estrowej.
- 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę estrową wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji przemywa się gliceryną kwaśną stosowaną w ilości 2-10%.
- 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fazę wodno-glicerynową wydzieloną z drugiego stopnia mycia wodnego kieruje się na pierwszy stopień mycia wodnego.
- 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę estrową odwadnia się na kolumnie odpędowej.
- 9. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e fazę wodno-glicerynową z mycia wodnego kieruje się do zbiornika pośredniego zawierającego glicerynę po przemywaniu surowca tłuszczowego.
- 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę alkaliczną otrzymaną przez rozpuszczenie w glicerynie technicznej alkoholowego roztworu alkaliów.
- 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę alkaliczną wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po procesach transestryfikacji z poprzednich szarż produkcyjnych.
- 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę alkaliczną otrzymaną przez rozpuszczenie w glicerynie technicznej alkoholowego roztworu alkaliów i glicerynę alkaliczną wydzieloną z mieszaniny reakcyjnej po procesach transestryfikacji z poprzednich szarż produkcyjnych.
- 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do przemywania warstwy estrowej wydzielonej z mieszaniny reakcyjnej po drugim stopniu transestryfikacji stosuje się glicerynę kwaśną otrzymaną przez zakwaszenie kwasem mineralnym do pH=4-6, gliceryny i/lub gliceryny alkalicznej i/lub gliceryny z oczyszczania surowca tłuszczowego.
- 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że stosuje się glicerynę kwaśną otrzymaną przez zakwaszenie kwasem mineralnym do pH=5.
- 15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że stosuje się glicerynę kwaśną otrzymaną przez zakwaszenie kwasem kwasem ortofosforowym.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384859A PL209174B1 (pl) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Sposób wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384859A PL209174B1 (pl) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Sposób wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL209174B1 true PL209174B1 (pl) | 2011-07-29 |
Family
ID=44357398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL384859A PL209174B1 (pl) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Sposób wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL209174B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL424259A1 (pl) * | 2018-01-12 | 2019-07-15 | Przedsiębiorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Ekomotor Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Sposób i układ wytwarzania estrów metylowych |
-
2008
- 2008-04-07 PL PL384859A patent/PL209174B1/pl not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL424259A1 (pl) * | 2018-01-12 | 2019-07-15 | Przedsiębiorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Ekomotor Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Sposób i układ wytwarzania estrów metylowych |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2634819C (en) | Process for the preparation of biodiesel | |
| US20080051599A1 (en) | Production of esters of fatty acids and lower alcohols | |
| US20100063309A1 (en) | Biodiesel processes in the presence of free fatty acids and biodiesel producer compositions | |
| PL205257B1 (pl) | Sposób wytwarzania estrów kwasów tłuszczowych z jednowodorotlenowymi alkoholami alkilowymi oraz sposób wytwarzania paliwa do silników wysokoprężnych | |
| EP2215195A1 (en) | An improved process for the preparation of biodiesel from vegetable oils containing high ffa | |
| US20100175312A1 (en) | Method for producing biodiesel material | |
| US20100242346A1 (en) | Processes for the esterification of free fatty acids and the production of biodiesel | |
| KR102793963B1 (ko) | 바이오디젤 제조 방법 | |
| EP1580255A1 (en) | A biofuel for compression-ignition engines and a method for preparing the biofuel | |
| US8440847B2 (en) | Method of converting free fatty acid (FFA) from oil to methyl ester | |
| CN105612244A (zh) | 从含有游离脂肪酸的原料生产产物 | |
| US7540889B2 (en) | Production of a refinery feedstock from soaps produced during a chemical pulping process | |
| CN102471216A (zh) | 从粗甘油获得低级羧酸单酯、二酯和三酯的混合物的方法 | |
| PL209174B1 (pl) | Sposób wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych | |
| KR101234969B1 (ko) | 지방산 저급 알킬에스테르의 제조 방법 및 지방산 저급알킬에스테르 및 경유 대체연료 | |
| US20110054201A1 (en) | Process for Producing Fatty Acid Esters and Fuels Comprising Fatty Acid Esters | |
| EP2099888A1 (en) | Reconstitution of triglycerides for use as fuel in diesel engines | |
| GB2466493A (en) | Process for the production and treatment of biodiesel with improved cold soak test results | |
| RU2381262C2 (ru) | Способ переработки животного жира в жидкое топливо | |
| CN115335355A (zh) | 由天然或工业废油节能生产生物柴油 | |
| RU2440405C1 (ru) | Способ получения биотоплива | |
| WO2009039151A1 (en) | Method for making biodiesel of lowered cloud point | |
| Luxem et al. | Biodiesel from acidulated soapstock (Acid Oil) | |
| WO2024123205A1 (ru) | Способ получения сложных эфиров карбоновых кислот | |
| JP2025527681A (ja) | バイオディーゼルを生産するための方法および装置、ならびに当該方法および装置から得られる生成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20110407 |