Procedimiento de preparación de ésteres alquílicos de ácidos carboxílicos.

Procedimiento de preparación de ésteres de ácidos carboxílicos mediante esterificación de ácidos carboxílicos y/o transesterificación de ésteres de ácidos carboxílicos con metanol o etanol en presencia de un catalizador metálico líquido,

caracterizado

porque el catalizador metálico líquido es la sal de metal alcalinotérreo de un ácido carboxílico y porque el catalizador metálico se usa después de finalizar la esterificación o transesterificación para otra esterificación o transesterificación.

Procedimiento de preparación de ésteres alquílicos de ácidos carboxílicos.

La invención se refiere a un procedimiento de preparación de ésteres de ácidos carboxílicos por esterificación deácidos carboxílicos o por transesterificación de ésteres de ácidos carboxílicos con metanol o etanol en presencia decatalizadores metálicos líquidos.

Por transesterificación se entiende la alcohólisis de triglicéridos, es decir la reacción con alcoholes inferiores, enparticular metanol y etanol, en la que a través de los productos intermedios diglicéridos y monoglicéridos se generanlos monoésteres de los ácidos grasos y glicerina.

Por el término "triglicéridos" se entiende ésteres de ácidos grasos superiores, saturados y/o insaturados con glicerina. Los ésteres de este tipo son, por ejemplo, componentes principales de aceites y grasas de origen vegetal oanimal. Muchas grasas de origen natural, pero también grasas usadas y aceites de cocina usados, contienen ácidosgrasos libres en una mayor o menos medida. Estas grasas son, por lo tanto, una mezcla de triglicéridos, ácidos grasos libres y otros componentes, siendo el componente principal de esta mezcla generalmente los triglicéridos.

Los ésteres de ácidos grasos, en particular los ésteres metílicos, son productos intermedios importantes en laoleoquímica. Sólo en Europa se fabrican anualmente 200.000 toneladas de ésteres metílicos de aceites vegetales como materia prima, sobre todo para tensioactivos. Además, los ésteres metílicos de ácidos grasas están adquiriendo cada vez más importancia como combustible para motores de ignición espontánea.

Como catalizadores para la transesterificación pueden usarse catalizadores básicos (por ejemplo, hidróxidos, alcoholatos, óxidos, carbonatos alcalinos, intercambiadores aniónicos) , catalizadores ácidos (por ejemplo ácidosminerales, ácido p-toluenosulfónico, trifluoruro de boro, intercambiadores catiónicos) y enzimas (lipasas) .Actualmente se usan en la mezcla de reacción, preferentemente, catalizadores solubles. Éstos forman una mezclahomogénea y garantizan rendimientos de reacción elevados y condiciones de reacción moderadas. Los catalizadores homogéneos que se usan con más frecuencia son hidróxido de sodio y de potasio y metóxido desodio, que se añaden al aceite vegetal disueltos en alcohol. Un procedimiento de este tipo se conoce por eldocumento AT-B 386 222. La catálisis ácida precisa de temperaturas y presiones de reacción elevadas y de unproceso de reacción caro. Por el documento FR-A-85 02340 se conoce una transesterificación ácida.

La transesterificación con catálisis básica se lleva a cabo, en general, sin el uso de un disolvente. La reaccióncomienza con un sistema de dos fases de triglicérido y alcohol, pero con el progreso de la reacción y la formación deéster se genera una fase homogénea que, mediante la formación y precipitación de glicerina, se transforma denuevo en bifásico, siendo la fase más ligera el éster alquílico de ácido graso bruto y la fase más pesada una faserica en glicerina.

Por el documento EP-A 1 477 551 se conocen sistemas de catalizadores heterogéneos que están constituidos porsales de metales de transición, entre otros manganeso. También se describe un sistema de catalizadores constituidopor hidróxido de sodio y potasio y jabones de sodio/potasio.

En el documento DE-A 19949718 se describe una transesterificación en presencia de jabones de metales detransición. También el documento EP-A 1 308 498 describe reacciones de esterificación y transesterificación enpresencia de jabones alcalinos. Como catalizadores posibles se mencionan también jabones de cinc.

Por el documento US-A 6.818.026 se conoce un procedimiento en el que se opera en condiciones supercríticas enpresencia de catalizadores sólidos. Como catalizador se menciona también, entre otros, óxido de magnesio. Conóxido de magnesio se indican, no obstante, rendimientos de transesterificación de sólo el 91 %.

En el documento US-A 6.147.196 se describe un procedimiento de transesterificación en tres etapas en el que dosetapas se refieren a la transesterificación catalizada heterogéneamente y una etapa se refiere a la destilación deléster y la separación del producto residual de fondo y la retroalimentación del mismo a la primera etapa. Comocatalizador se usa aluminato de cinc; el catalizador no alcanza la destilación y no se retroalimenta con el productoresidual de fondo.

El documento US-A 6.187.939 describe, a su vez, un procedimiento sin catalizador en el intervalo supercrítico.

El documento DE-A 19942541 describe esterificaciones y transesterificaciones de ácidos carboxílicos y ésteres deácidos carboxílicos en presencia de compuestos de metales pesados como catalizadores.

En el documento RO95945 y en la base de datos Chemical Abstracts XP002408436, encontrada en la base de datosSTN con el número de acceso 112:99953 se divulga la esterificación de resinas epoxi con ácidos grasos usando carbonatos de Mg o de Ca.

El documento US 6.124.486 divulga la transesterificación de triglicéridos con un triglicérido usando estearato de Cacomo catalizador.

En el documento DE 28 24 782 se divulga la transesterificación de acrilato de metilo para dar gliceraldehído usando estearato de Ca como catalizador.

El documento CH 481 045 divulga la transesterificación de un éster metílico para dar un éster fenílico.

Los procedimientos del estado de la técnica tienen, en particular, la desventaja de que la transesterificacióntranscurre con pérdidas, ya que hay presencia aún, entre otras cosas, de ácidos grasos libres en la mezcla dereacción. En este punto, la presente invención establece que tiene como objetivo eliminar esta desventaja.

El procedimiento según la invención de preparación de ésteres de ácidos carboxílicos por esterificación de ácidoscarboxílicos o tranesteríficación de ésteres de ácidos carboxílicos con metanol o etanol en presencia de un catalizador metálico líquido está caracterizado porque el catalizador metálico líquido es la sal de un metal alcalinotérreo de un ácido carboxílico y porque el catalizador metálico se usa tras finalizar la esterificación o latransesterificación en otra esterificación o transesterificación.

El metal alcalinotérreo es preferentemente magnesio y el ácido carboxílico es preferentemente un ácido carboxílicoalifático con, particularmente, 10 a 24 átomos de carbono por molécula.

Como alcohol se usa metanol o etanol.

Como ésteres de ácidos carboxílicos que se desean esterificar o transesterificar se usan particularmente triglicéridosque son preferentemente de grasas o aceites de origen vegetal o animal, en particular aceites de cocina usados ograsas usadas.

En el procedimiento según la invención se esterifican y/o se transesterifican ácidos carboxílicos y ésteres de ácidoscarboxílicos, por ejemplo grasas y/o aceites de origen vegetal y/o animal, con alcoholes, por ejemplo del grupo delos monoalcoholes C1 a C4, dando ésteres alquílicos de ácidos carboxílicos.

Los catalizadores pueden prepararse antes de la esterificación o la transesterificación haciendo reaccionar compuestos metálicos inorgánicos, por ejemplo óxidos metálicos y/o hidróxidos metálicos, con ácidos carboxílicos, por ejemplo ácidos grasos.

La reacción tiene lugar preferentemente a temperatura elevada. Especialmente a temperaturas superiores a 150 º C, preferentemente superiores a 200 º C. La presión durante la reacción corresponde a la presión de vapor de la mezclaa la temperatura dada y también puede ajustarse, dado el caso, a una presión superior a dicha presión de vapor, porejemplo de hasta 2.000 kPa (20 bar) superior.

En el procedimiento según la invención se alcanzan rendimientos de reacción superiores al 90 % en la esterificación y en la transesterificación. Después de la etapa de reacción la mezcla de reacción se separa, obteniéndose losproductos siguientes: alcoholes, ácidos carboxílicos, ésteres de ácidos carboxílicos y agua de los materiales departida que no han reaccionado, alcoholes, ésteres de ácidos carboxílicos y agua generados mediante la reacción, y el catalizador. Por ejemplo, las etapas de reacción se describen mediante la preparación de ésteres de ácidosgrasos a partir de aceites y/o grasas, que también pueden contener ácidos grasos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de ésteres de ácidos carboxílicos mediante esterificación de ácidos carboxílicos y/otransesterificación de ésteres de ácidos carboxílicos con metanol o etanol en presencia de un catalizador metálicolíquido, caracterizado porque el catalizador metálico líquido es la sal de metal alcalinotérreo de un ácido carboxílico y porque el catalizadormetálico se usa después de finalizar la esterificación o transesterificación para otra esterificación o transesterificación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el metal alcalinotérreo es magnesio.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el ácido carboxílico es un ácido carboxílico alifático.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el ácido carboxílico alifático posee de 10 a 24átomos de carbono.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como ésteres de ácidos carboxílicos15 que se desean esterificar o transesterificar se usan triglicéridos.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque como triglicéridos, se usan grasas y aceites deorigen vegetal o animal, particularmente aceites de cocina usados y grasas usadas.