Método para reducir la formación de espuma durante la esterificación de ácidos grasos libres en triglicéridos.

Un método para reducir la espuma mediante esterificación de ácidos grasos libres en triglicéridos con alcoholes odioles alifáticos C1-C8;

comprendiendo dicho método las etapas siguientes (a) proporcionar un catalizador quecomprende una resina de intercambio iónico de ácido sulfónico de tipo gel que tiene 0,25% a 2,75% de reticulador; y(b) poner en contacto dicho catalizador con una mezcla de reacción que comprende: (i) un triglicérido que tiene almenos 1% de ácidos grasos libres; y (ii) un alcohol o diol alifático C1-C8, en condiciones adecuadas paraesterificación.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07254389.

Solicitante: ROHM AND HAAS COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 INDEPENDENCE MALL WEST PHILADELPHIA, PA 19106-2399 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BANAVALI,RAJIV MANOHAR, PIERCE,GREGORY C.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J31/10 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 31/00 Catalizadores que contienen hidruros, complejos de coordinación o compuestos orgánicos (composiciones catalíticas utilizadas únicamente para reacciones de polimerización C08). › sulfonadas.
  • C10L1/08 QUIMICA; METALURGIA.C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10L COMBUSTIBLES NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES; GAS NATURAL; GAS NATURAL DE SINTESIS OBTENIDO POR PROCEDIMIENTOS NO PREVISTOS EN LAS SUBCLASES C10G O C10K; GAS DE PETROLEO LICUADO; USO DE ADITIVOS PARA COMBUSTIBLES O FUEGOS; GENERADORES DE FUEGO.C10L 1/00 Combustibles carbonosos líquidos. › para encendido por compresión.
  • C11C3/00 C […] › C11 ACEITES, GRASAS, MATERIAS GRASAS O CERAS ANIMALES O VEGETALES; SUS ACIDOS GRASOS; DETERGENTES; VELAS.C11C ACIDOS GRASOS OBTENIDOS A PARTIR DE GRASAS, ACEITES O CERAS; VELAS; GRASAS, ACEITES O ACIDOS GRASOS OBTENIDOS POR MODIFICACION QUIMICA DE GRASAS, ACEITES O ACIDOS GRASOS.Grasas, aceites o ácidos grasos obtenidos por modificación química de grasas, aceites o ácidos grasos, p. ej. por ozonólisis (grasas o aceites sulfonados C07C 309/62; grasas epoxidadas C07D 303/42; aceites vulcanizados, p.ej. pseudocaucho C08H 3/00).

PDF original: ES-2451530_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Método para reducir la formación de espuma durante la esterificación de ácidos grasos libres en triglicéridos

Antecedentes La presente invención se refiere generalmente a un método de reducción de espuma por esterificación de ácidos 5 grasos libres en triglicéridos con alcoholes para producir ésteres alquílicos de ácidos grasos, y está definida por las reivindicaciones.

Los elevados precios del combustible y las preocupaciones medioambientales están dirigiendo el desarrollo de combustibles alternativos, especialmente los provenientes de recursos renovables. Uno de dichos combustibles, vulgarmente conocido como combustible "biodiesel", contiene ésteres metílicos de ácidos grasos, y se quema en 10 motores diesel. El combustible biodiesel se produce por transesterificación de triglicéridos, tales como aceites vegetales con alcoholes, por lo general con metanol. Sin embargo, pequeñas cantidades de ácidos grasos libres presentes en triglicéridos dan lugar a problemas en el proceso de transesterificación, principalmente formación de espuma en la mezcla de reacción. La técnica anterior describe métodos para la esterificación de estos ácidos grasos libres, p. ej., en el documento WO 2006/064643. Sin embargo, la técnica anterior da a conocer que las resinas con un alto nivel reticulador son necesarias para catalizar la esterificación de ácidos grasos libres en triglicéridos.

El documento EP-A-1878716, un documento anterior rectificado no aplicable para la evaluación de la etapa de la invención, describe métodos para la transesterificación de triglicéridos utilizando un catalizador procedente de una resina ácida de intercambio iónico, en donde el catalizador se pone en contacto con una mezcla de reacción que contiene un triglicérido y metanol.

Rios, L. A. et al. "Resin catalysed alcoholysis of epoxidised fatty esters: Effect of the alcohol and the resin structures" Applied Catalysis A: General 284 (2005) 155-161 describe varias adiciones de alcoholes catalizadas por resinas ácidas a oleato de metilo epoxidado.

El problema estudiado por esta invención es hallar un método mejorado para la esterificación de ácidos grasos libres en triglicéridos.

Compendio de la invención La presente invención, en sus diversos aspectos, es como se define en las reivindicaciones adjuntas.

La presente invención se refiere a un método para reducir la espuma mediante esterificación de ácidos grasos libres en triglicéridos con alcoholes o dioles alifáticos C1-C8; comprendiendo dicho método las etapas siguientes: (a) proporcionar un catalizador que comprende una resina de intercambio iónico de ácido sulfónico tipo gel con 0, 25% a 2, 75% de reticulador; y (b) poner en contacto dicho catalizador con una mezcla de reacción que comprende: (i) un triglicérido que tiene al menos 1% de ácidos grasos libres; y

(ii) un alcohol o diol alifático C1-C8, en condiciones adecuadas para esterificación.

Descripción detallada Todos los porcentajes son porcentajes en peso, y todas las temperaturas están en grados C, a menos que se indique de otra manera. Los porcentajes en peso de resina de intercambio iónico están referidos a la resina anhidra. Un grupo alquilo" es un grupo hidrocarbilo saturado que tiene de uno a veinte átomos de carbono en una configuración lineal, ramificada o cíclica. En una realización preferida, los grupos alquilo son acíclicos. Los "triglicéridos" utilizados en esta invención son grasas o aceites que comprenden triésteres de glicerina de ácidos grasos. Preferiblemente, los triglicéridos están en forma de aceites vegetales, pero también pueden utilizarse grasas animales como material de partida. Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos alifáticos acíclicos que contienen de 8 a 20 átomos de carbono; por lo general, contienen de 12 a 18 átomos de carbono. Con respecto a los enlaces carbono-carbono, los ácidos grasos pueden ser saturados, monoinsaturados o poliinsaturados (por lo general 2 o 3 dobles enlaces carbono-carbono) . Las grasas naturales pueden además contener pequeñas cantidades de otros ácidos grasos esterificados o libres, así como pequeñas cantidades (1-4%) de fosfolípidos, p. ej., lecitina, y

cantidades muy pequeñas (<1%) de otros compuestos, p. ej., tocoferoles.

En una realización de la invención, la mezcla de reacción se calienta en un intervalo de temperatura de 40°C a 150°C durante al menos 15 minutos en contacto con el catalizador. Alternativamente, la temperatura es al menos 50°C, alternativamente al menos 55°C, alternativamente al menos 60°C. Alternativamente, la temperatura no es mayor de 110°C, alternativamente no mayor de 90°C, alternativamente no mayor de 85°C, alternativamente no 50 mayor de 80°C, alternativamente no mayor de 75°C. Cuando la reacción se lleva a cabo en un reactor discontinuo, preferiblemente el tiempo de reacción es al menos de 0, 5 horas, alternativamente al menos 1 hora, alternativamente al menos 2 horas, alternativamente al menos 3 horas, alternativamente al menos 6 horas. Alternativamente, el tiempo de reacción no es mayor de 24 horas, alternativamente no mayor de 16 horas, alternativamente no mayor de 10 horas, alternativamente no mayor de 6 horas. En una realización donde la temperatura está comprendida entre 55-75°C, el reacción tiempo está comprendido entre 0, 5-6 horas. El catalizador se elimina de la mezcla de reacción por filtración, centrifugación o cualquier otro método convencional para separar sólidos y líquidos. Cuando la reacción se lleva a cabo en un reactor continuo, preferiblemente el tiempo de contacto es al menos 30 minuto, alternativamente al menos 45 minutos. Preferiblemente, el tiempo de contacto es no más de 6 horas,

alternativamente no más de 4 horas, alternativamente no más de 2 horas.

En una realización de la invención, el triglicérido contiene de 1% a 99% de ácidos grasos libres (no esterificados) , alternativamente hasta el 80%, alternativamente hasta el 50%, alternativamente hasta el 40%, alternativamente hasta el 30%, alternativamente hasta el 20%, alternativamente hasta el 10%. En una realización, el triglicérido contiene al menos 1% de ácidos grasos libres, alternativamente al menos 2%, alternativamente al menos 3%,

alternativamente al menos 5%. En una realización de la invención, el triglicérido contiene del 2% al 40% de ácidos grasos libres.

En una realización de la invención, el alcohol alifático C1-C8 o diol es un alcohol C1-C4; alternativamente es metanol, etanol o n-butanol; alternativamente es metanol o etanol; y aún más preferiblemente metanol. En una realización de la invención, el alcohol o diol alifático C1-C8 es un diol C1-C8, alternativamente un diol C1-C4, p. ej.,

etilenglicol. En una realización de la invención, el alcohol está presente en una cantidad de al menos 1, 1 equivalentes referidos a libres ácidos grasos, alternativamente al menos 2 equivalentes, alternativamente al menos 5 equivalentes, alternativamente al menos 10 equivalentes, alternativamente al menos 15 equivalentes. En una realización de la invención, el alcohol está presente en una cantidad de no más de 25 equivalentes.

La resina de intercambio iónico utilizada en la presente invención es una resina de tipo gel, no una resina macrorreticular. Una resina macrorreticular es una resina que tiene una superficie de 25 m2/g a 200 m2/g y un diámetro medio de poro de 50 Å a 500 Å; alternativamente una superficie de 30 m2/g a 80 m2/g y un diámetro medio de poro de 100 Å a 300 Å. Las resinas de tipo gel adecuadas comprenden, p. ej., resinas acrílicas, resinas estirénicas y una de sus combinaciones. Las resinas contienen unidades polimerizadas de un monómero insaturado por polietileno (reticulador) . Preferiblemente, la concentración de reticulador en la resina es no más de 2, 5%,

alternativamente no más de 2, 25%, alternativamente no más de 2%, alternativamente no más de 1, 75%. En una realización, la concentración de reticulador es al menos 0, 5%, alternativamente al menos 0, 75%, alternativamente al menos 1%. Preferiblemente, el tamaño medio de partícula de la resina gel es de 100 μm a 2000 μm, más preferiblemente de 200 μm a 800 μm. En una realización de la invención, la resina de intercambio iónico comprende unidades polimerizadas de estireno y un reticulador, p. ej., divinilaromáticas; di-, tri- y tetra- (met) acrilatos o (met) acrilamidas; di-, tri- y tetra-alil éteres y ésteres; polialil y polivinil éteres de glicoles y polioles. En una realización de la invención, el reticulador está insaturado por dietileno, p. ej., divinilbenceno (DVB) . En la invención, la funcionalidad ácida de la resina de intercambio iónico comprende grupos de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para reducir la espuma mediante esterificación de ácidos grasos libres en triglicéridos con alcoholes o dioles alifáticos C1-C8; comprendiendo dicho método las etapas siguientes (a) proporcionar un catalizador que comprende una resina de intercambio iónico de ácido sulfónico de tipo gel que tiene 0, 25% a 2, 75% de reticulador; y

(b) poner en contacto dicho catalizador con una mezcla de reacción que comprende: (i) un triglicérido que tiene al menos 1% de ácidos grasos libres; y (ii) un alcohol o diol alifático C1-C8, en condiciones adecuadas para esterificación.

2.El método de la reivindicación 1 en el que el alcohol o diol alifático C1-C8 es metanol o etanol.

3.El método de la reivindicación 2 en el que la resina tiene 0, 5% a 2, 5% de reticulador.

4. El método de la reivindicación 3 en el que el triglicérido tiene 1% a 80% de ácidos grasos libres. 5.El método de la reivindicación 4 en el que la resina tiene un tamaño medio de partícula de 100 μm a 2000 μm. 6.El método de la reivindicación 5 en el que la mezcla de reacción se calienta en un reactor discontinuo en un intervalo de temperatura desde 40°C hasta 100°C durante al menos 0, 5 horas. 7.El método de la reivindicación 5 en el que la mezcla de reacción está en contacto con el catalizador en un reactor

continuo en un intervalo de temperatura desde 40°C hasta 100°C durante al menos 15 minutos. 8.El método de la reivindicación 1 en el que el alcohol o diol alifático C1-C8 es un diol C1-C4. 9.El método de la reivindicación 8 en el que la resina tiene 0, 5% a 2, 5% de reticulador.


 

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