APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE ESTER ALQUILICO.
Aparato de flujo continuo para producir éster alquílico que comprende:
un primer reactor que presenta
una entrada para recibir una mezcla que comprende un primer reactivo seleccionado de entre el grupo constituido por triglicérido, ácido carboxílico, aceite vegetal y grasa animal, un segundo reactivo que comprende por lo menos uno de entre un alcohol primario y secundario, un producto de reacción, y un disolvente inerte que disuelve por lo menos una parte de los reactivos primero y segundo,
una enzima para facilitar una reacción entre los reactivos primero y segundo para generar más producto de reacción, y
una salida para emitir el producto de reacción, incluyendo el producto de reacción recibido en la entrada y el producto de reacción generado a partir de la reacción entre los reactivos primero y segundo;
un separador que se alimenta con el producto de reacción de la salida del primer reactor,
y emitir un producto de reacción bruto que incluye éster alquílico y glicerol, incluyendo el separador un evaporador y un separador de fases líquido-líquido; separando el separador de fases líquido-líquido el éster alquílico del glicerol; y
un mecanismo de retorno para enviar una parte de la producción de éster alquílico desde el separador de nuevo hasta la entrada
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05291933.
Solicitante: SUNHO BIODIESEL CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Taiwan, Provincia de China.
Dirección: 10F-6, 380, LINSEN N. ROAD,TAIWAN T'AI PEI R.O.C. 104.
Inventor/es: CHOU,CHIH-CHUNG.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 19 de Septiembre de 2005.
Fecha Concesión Europea: 11 de Noviembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C11C3/00B
- C11C3/10 QUIMICA; METALURGIA. › 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. › C11C 3/00 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). › por interesterificación.
- C12M1/40 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12M EQUIPOS PARA ENZIMOLOGIA O MICROBIOLOGIA (instalaciones para la fermentación de estiércoles A01C 3/02; conservación de partes vivas de cuerpos humanos o animales A01N 1/02; aparatos de cervecería C12C; equipos para la fermentación del vino C12G; aparatos para preparar el vinagre C12J 1/10). › C12M 1/00 Equipos para enzimología o microbiología. › Equipos especialmente destinados a la utilización de enzimas libres, inmovilizadas o unidas a un soporte, p. ej. aparatos que contienen un lecho fluidizado de enzimas inmovilizadas.
- C12P7/62 C12 […] › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 7/00 Preparación de compuestos orgánicos que contienen oxígeno. › Esteres de ácidos carboxílicos.
Clasificación PCT:
- B01J8/02 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 8/00 Procedimientos químicos o físicos en general, llevados a cabo en presencia de fluidos y partículas sólidas; Aparatos para tales procedimientos. › con partículas inmóviles, p. ej. en lechos fijos.
- C11C1/04 C11C […] › C11C 1/00 Preparación de ácidos grasos a partir de grasas, aceites o ceras; Refino de ácidos grasos (recuperación de ácidos grasos a partir de materiales residuales C11B 13/00). › por hidrólisis.
- C11C3/00 C11C […] › 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).
- C11C3/04 C11C 3/00 […] › por esterificación de grasas o aceites.
- C12M1/40 C12M 1/00 […] › Equipos especialmente destinados a la utilización de enzimas libres, inmovilizadas o unidas a un soporte, p. ej. aparatos que contienen un lecho fluidizado de enzimas inmovilizadas.
- C12P7/62 C12P 7/00 […] › Esteres de ácidos carboxílicos.
Clasificación antigua:
- B01J8/02 B01J 8/00 […] › con partículas inmóviles, p. ej. en lechos fijos.
- C11C1/04 C11C 1/00 […] › por hidrólisis.
- C11C3/04 C11C 3/00 […] › por esterificación de grasas o aceites.
- C12M1/40 C12M 1/00 […] › Equipos especialmente destinados a la utilización de enzimas libres, inmovilizadas o unidas a un soporte, p. ej. aparatos que contienen un lecho fluidizado de enzimas inmovilizadas.
- C12P7/62 C12P 7/00 […] › Esteres de ácidos carboxílicos.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Aparato y procedimiento para la producción de éster alquílico.
Antecedentes
La presente invención se refiere a la producción de éster alquílico, incluyendo la producción de combustible biodiésel a partir de aceites vegetales y grasas animales.
Puede utilizarse una fuente de aceite de alcoholisis de aceites vegetales y grasas animales para producir ésteres alquílicos de ácidos grasos, que pueden utilizarse como combustibles diésel, generalmente denominados en la presente memoria combustibles biodiésel
. En un enfoque de producción, se utilizan catalizadores no enzimáticos, tales como alcoholatos e hidróxidos alcalinos, para facilitar la alcoholisis. Un subproducto de la alcoholisis es glicerol. Los catalizadores no enzimáticos se eliminan con el glicerol, y no pueden reutilizarse. La purificación de glicerol se hace difícil debido a que contiene una gran cantidad del catalizador. En otro enfoque de producción, se utilizan catalizadores enzimáticos, tales como lipasas, para facilitar la producción de ésteres alquílicos a partir de aceites naturales en una reacción de alcoholisis. Una fuente de aceite que presenta triglicérido y un alcohol se disuelven en un disolvente orgánico. Con una lipasa como catalizador, el triglicérido y el alcohol reaccionan para producir éster alquílico, con glicerol como subproducto.
La solicitud de patente europea EP 1 111 064 enseña un procedimiento para la preparación enzimática de diglicéridos que comprende un circuito cerrado de realimentación, es decir toda la mezcla de reacción se hace circular de manera repetida desde el reactor hasta el tanque de deshidratación y de nuevo hasta el reactor.
Sumario
En un aspecto general, un enfoque de transesterificación enzimática para la producción de combustible biodiésel proporciona un combustible de alta pureza, tal como éster alquílico (y en algunos ejemplos, el subproducto glicerol), de una manera económica con menos residuos y producto secundario reducido. La planta de tratamiento para la transesterificación enzimática puede prepararse utilizando una configuración simple que requiere una inversión de capital reducida.
La presente invención se refiere a un aparato de flujo continuo para producir éster alquílico según la reivindicación 1. En general, en un aspecto, la invención muestra un aparato que incluye un primer reactor que presenta una entrada para alojar una mezcla que comprende un primer reactivo, un segundo reactivo, un producto de reacción y un disolvente inerte que disuelve por lo menos una parte de los reactivos primero y segundo, una enzima para facilitar una reacción entre los reactivos primero y segundo para generar más producto de reacción, y una salida para emitir el producto de reacción, incluyendo el producto de reacción admitido en la entrada y el producto de reacción generado a partir de la reacción entre los reactivos primero y segundo. El aparato incluye un mecanismo de retorno para enviar por lo menos una parte del producto de reacción desde la salida de nuevo hasta la entrada.
El producto de reacción incluye éster alquílico. El mecanismo de retorno envía por lo menos una parte del éster alquílico de nuevo hasta la entrada. La mezcla incluye un disolvente que disuelve por lo menos una parte del primer reactivo, el segundo reactivo y el producto de reacción. La salida emite por lo menos el éster alquílico, el disolvente y el primer reactivo que no ha reaccionado.
El aparato también incluye un evaporador para evaporar el disolvente para generar una mezcla que incluye el éster alquílico y el primer reactivo que no ha reaccionado. La salida también emite glicerol. El aparato también incluye un evaporador para evaporar el disolvente para generar una mezcla que incluye el éster alquílico, el glicerol y el primer reactivo que no ha reaccionado. El aparato también incluye un separador de fases para separar el éster alquílico del glicerol basándose en una separación de fases líquido-líquido.
Las formas de realización de la invención pueden incluir una o más de las siguientes características.
El primer reactivo incluye triglicérido. El primer reactivo incluye un ácido carboxílico. El segundo reactivo incluye por lo menos uno de un alcohol primario y secundario. El primer reactivo incluye por lo menos uno de aceite vegetal y grasa animal. El producto de reacción presenta una composición que es adecuada para su utilización como combustible. El producto de reacción presenta una composición que es adecuada para su utilización como combustible para un motor diésel. El producto de reacción presenta una composición que es adecuada para su utilización como combustible para por lo menos uno de un motor diésel de combustión interna y un motor diésel con turbina de gas.
El aparato también incluye una mezcladora que presenta una primera entrada para alojar el primer reactivo, una segunda entrada para admitir el segundo reactivo, una tercera entrada para admitir una parte del producto de reacción de la salida del reactor, una cuarta entrada para admitir el disolvente inerte y una salida para emitir la mezcla que incluye el primer reactivo, el segundo reactivo, el disolvente inerte y el producto de reacción. La salida también emite otros componentes, y el mecanismo de retorno también envía por lo menos una parte de los otros componentes de nuevo hasta la entrada. La enzima facilita una reacción entre los otros componentes y el segundo reactivo para generar más producto de reacción. Los otros componentes incluyen por lo menos uno de monoglicérido, diglicérido, triglicérido y ácido carboxílico.
El aparato también incluye un segundo reactor que presenta una entrada para admitir una mezcla que incluye un segundo reactivo adicional y el producto de reacción de la salida del primer reactor, una enzima para facilitar una reacción entre el segundo reactivo y los otros componentes para generar más producto de reacción, y una salida para emitir el producto de reacción, incluyendo el producto de reacción admitido en la entrada del segundo reactor y el producto de reacción generado a partir de la reacción entre el segundo reactivo y los otros componentes.
El aparato también incluye un evaporador para evaporar el disolvente inerte y por lo menos uno del primer reactivo que no ha reaccionado y el segundo reactivo que no ha reaccionado. El aparato también incluye un evaporador de recorrido corto para separar el producto de reacción del reactivo que no ha reaccionado restante. El producto de reacción incluye éster alquílico. El producto de reacción incluye por lo menos el 99% de éster alquílico. El aparato también incluye un mecanismo de retorno para enviar por lo menos una parte del éster alquílico desde la salida del segundo reactor de nuevo hasta la entrada del primer reactor. El primer reactivo incluye triglicérido o ácido carboxílico, y el segundo reactivo incluye alcohol primario o secundario.
En general, en otro aspecto, la invención muestra un aparato que incluye un reactor que presenta una entrada para admitir una mezcla que incluye reactivos, una enzima para facilitar una reacción entre los reactivos y un mecanismo de realimentación para enviar por lo menos una parte de un producto de la reacción de nuevo hasta la entrada.
El producto de la reacción incluye éster alquílico, y el mecanismo de realimentación envía por lo menos una parte del éster alquílico de nuevo hasta la entrada. Los reactivos incluyen (1) por lo menos uno de triglicérido y ácido carboxílico y (2) por lo menos uno de alcohol primario y secundario. La enzima incluye una lipasa.
En general, en otro aspecto, que no es parte de la invención, un sistema para generar éster alquílico incluye un primer subsistema y un segundo subsistema. El primer subsistema incluye un primer reactor que presenta una primera entrada para admitir una primera mezcla que incluye un primer reactivo, un segundo reactivo y un disolvente inerte para disolver los reactivos primero y segundo, una primera enzima para facilitar una reacción entre los reactivos primero y segundo para generar un producto de reacción, y una primera salida para emitir el producto de reacción, el disolvente inerte y otros componentes. El segundo subsistema incluye un segundo reactor que presenta una segunda entrada para admitir una segunda mezcla que incluye un segundo reactivo adicional, un disolvente inerte, por lo menos una parte del producto de reacción y los otros componentes de la primera salida, una segunda enzima para facilitar una reacción entre el segundo reactivo y los otros componentes para...
Reivindicaciones:
1. Aparato de flujo continuo para producir éster alquílico que comprende:
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la mezcla incluye un disolvente que disuelve por lo menos una parte del primer reactivo, del segundo reactivo y del producto de reacción.
3. Aparato según la reivindicación 2, en el que la salida emite por lo menos el éster alquílico, el disolvente y el primer reactivo que no ha reaccionado.
4. Aparato según la reivindicación 1, en el que el primer reactivo comprende triglicéridos.
5. Aparato según la reivindicación 1, en el que el primer reactivo comprende un ácido carboxílico.
6. Aparato según la reivindicación 1, en el que el primer reactivo comprende por lo menos uno de entre aceite vegetal y grasa animal.
7. Aparato según la reivindicación 6, en el que el producto de reacción presenta una composición que es apta para su utilización como combustible.
8. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además un segundo reactor que presenta
9. Aparato según la reivindicación 8, que comprende además un evaporador para evaporar el disolvente inerte y por lo menos uno de entre el primer reactivo que no ha reaccionado y el segundo reactivo que no ha reaccionado.
10. Aparato según la reivindicación 9, que comprende además un evaporador de recorrido corto para separar el producto de reacción del reactivo que no ha reaccionado restante.
11. Aparato según la reivindicación 10, en el que el producto de reacción comprende éster alquílico.
12. Aparato según la reivindicación 11, que comprende además un mecanismo de retorno para enviar por lo menos una parte del éster alquílico desde la salida del segundo reactor de nuevo hasta la entrada del primer reactor.
13. Aparato según la reivindicación 1, en el que los reactivos comprenden (1) por lo menos uno de entre el triglicérido y el ácido carboxílico, y (2) por lo menos uno de entre el alcohol primario y el secundario.
14. Aparato según la reivindicación 1, en el que la enzima comprende una lipasa.
15. Aparato según la reivindicación 1, en el que
16. Procedimiento de producción de combustible biodiésel que comprende la transesterificación enzimática de un triglicérido o la esterificación de un ácido carboxílico en un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.
17. Utilización de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, para la producción de combustible biodiésel.
18. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además un evaporador de recorrido corto para purificar adicionalmente el producto de reacción.
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