PURIFICACION DE BIODIESEL CON MATERIALES ADSORBENTES.

Un método de purificación de un combustible biodiesel, que comprende:

poner en contacto a dicho combustible biodiesel con al menos un material adsorbente,

en el que dicho al menos un material adsorbente comprende silicato de magnesio

Purificación de biodiesel con materiales adsorbentes.

Esta invención se refiere a la purificación de combustible biodiesel. Más particularmente, esta invención se refiere a la purificación de combustible biodiesel poniendo en contacto al combustible biodiesel con al menos un material adsorbente que comprende silicato de magnesio.

El biodiesel es una fuente de combustible diesel alternativa al combustible diesel petroquímico convencional. El biodiesel puede emplearse como combustible alternativo para el mismo tipo de motores alimentados por combustible diesel petroquímico, tales como motores para vehículos motorizados, tales como automóviles, camiones, autobuses, lanchas, aeroplanos, helicópteros, motos de nueve, tractores, rastras, y otros vehículos agrícolas, así como locomotoras, así como motores más pequeños, tales como los de cortadoras de césped y quitanieves. El biodiesel también puede emplearse en generadores de energía y en sistemas calefactores en hogares y otros edificios. Además, el biodiesel puede usarse en combinación con combustible diesel petroquímico.

El biodiesel se obtiene de triacilglicéridos (también llamados triglicéridos), que pueden obtenerse tanto de fuentes vegetales, como de fuentes de grasa animal, tales como, por ejemplo, aceite de soja, aceite de colza, aceite de palma, aceite de coco, aceite de maíz, aceite de semilla de algodón, aceite de mostaza, aceites de cocina usados, grasa flotante de plantas de tratamiento de aguas residuales, grasas animales tales como sebo de buey y manteca de cerdo, jabón residual, aceites crudos, "grasa amarilla", es decir, aceites y grasas animales o vegetales que han sido utilizadas o generadas como resultado de la preparación de comida en un restaurante u otro establecimiento de restauración que prepara o cocina comida para consumo humano con un contenido de ácidos grasos libres de menos del 15%, y grasa blanca, es decir, grasa fundida obtenida principalmente del cerdo, y/o otras grasas animales, que tiene un contenido máximo de ácidos grasos libres del 4%.

La producción de combustible biodiesel implica hacer reaccionar a triglicéridos con un alcohol (tal como, por ejemplo, metanol o etanol o propanol) en presencia de un catalizador alcalino (tal como, por ejemplo, hidróxido sódico o hidróxido potásico), para producir biodiesel, o ésteres monoalquílicos de ácidos grasos. El glicerol es un sub-producto de la reacción. Cuando el alcohol empleado en la reacción es metanol, el combustible biodiesel es un éster metílico de ácidos grasos (FAME). Los ésteres metílicos también pueden producirse mediante una transesterificación enzimática de triglicéridos, con los resultantes contaminantes a retirar.

El catalizador alcalino está presente para acelerar la reacción; sin embargo, se forma un jabón durante la reacción, por ejemplo, se forma un jabón de sodio cuando se emplea un catalizador de hidróxido sódico. Hay que retirar el jabón del combustible biodiesel, puesto que el combustible podría dejar una ceniza residual si estuviera presente cualquier jabón. Es una práctica normal emplear un "lavado con agua" para retirar el jabón, similar al empleado en el refinado de aceite comestible. Por ejemplo, el agua se pulveriza a baja velocidad por encima del biodiesel. El exceso de alcohol y catalizador, así como los jabones, se vuelven solubles en la fase acuosa. El jabón puede causar la emulsificación del agua y el éster metílico, que es un problema habitual del procesamiento. El agua y cualquier impureza contenida en ella se separan del biodiesel mediante medios gravimétricos o mecánicos. El biodiesel se seca a continuación para retirar cualquier resto de agua en el biodiesel posteriormente a la separación inicial de agua de éste.

Cuando una gran cantidad de jabón está presente, el lavado con agua causa problemas de emulsión, con lo que los ésteres de ácidos grasos, tales como ésteres metílicos de ácidos grasos, no se separarán del agua. Además, el lavado con agua no elimina eficazmente algunos de los otros contaminantes, tales como azufre, fósforo, y cualesquiera ácidos grasos restantes. Los ésteres metílicos también pueden producirse mediante una transesterificación enzimática de triglicéridos, con los resultantes contaminantes a retirar.

El documento US 2003/0083514 A1 describe un proceso para la esterificación de una mezcla de ácidos grasos y triglicéridos. Posteriormente, el producto es purificado mediante adsorbentes, por ejemplo alúmina, gel de sílice y otros adsorbentes a base de silicio, el silicato de magnesio no se menciona.

El documento DE 43 01 686 C1 describe un proceso para la preparación de ésteres de ácidos grasos basado en la esterificación de glicéridos y alcoholes de ácidos grasos, en el que el producto es purificado posteriormente mediante tierra decolorante o sílice.

El documento AT 387399 B describe un proceso para la preparación de ésteres de ácidos grasos a partir de aceites y grasas naturales con alcoholes, en el que después de la esterificación, el éster de ácido graso obtenido se seca con alúmina, tierra de Fuller o gel de sílice.

El documento US 5.525.126 describe un proceso para la preparación de ésteres de ácidos grasos a partir de ácidos grasos libres/alfa-monoglicéridos y alcoholes, en el que el material estérico obtenido se blanquea con arcilla decolorante.

El documento de Sevil Özgül-Yücel y Selma Türkar "Purification of FAME by Rice Hull Ash Adsorption" JAOCS 80, Nº 4, páginas 373-376 describe un método de purificación para ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) mediante adsorción de ácido graso libre (FFA) mediante Ceniza de Cáscara de Arroz (RHA) y gel de sílice.

El documento de H.C. Keshavamurthy et al., "Rape Seed Oil Derivative as a new Capacitor Impregnant" Conference Record of the 1994 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Pittsburgh; PA Estados Unidos, del 5 al 8 de junio de 1994 describe una esterificación de triglicérido y metanol a éster metílico, en la que el éster metílico se trata posteriormente con alúmina y tierra de Fuller.

Es un objeto de la presente invención purificar biodiesel para proporcionar un producto de biodiesel con estabilidad mejorada, aceptable para su uso como combustible, sin necesidad de usar agua y que, por lo tanto, evita los problemas derivados de esto. Otro objeto es mejorar la calidad del biodiesel producido mediante el proceso de lavado con agua.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método de purificación de un combustible biodiesel que comprende poner en contacto al combustible biodiesel con al menos un material adsorbente, que comprende silicato de magnesio.

Materiales adsorbentes adicionales que pueden emplearse en la presente invención incluyen, aunque sin limitación, silicato de magnesio-aluminio, silicato cálcico, silicatos sódicos, carbón activado, gel de sílice, fosfato de magnesio, hidróxidos metálicos, óxidos metálicos, carbonatos metálicos, bicarbonatos metálicos, sesquicarbonato sódico, silicatos metálicos, arcillas decolorantes, tierras decolorantes, arcilla de bentonita y alúmina. Cada uno de los materiales mencionados anteriormente pueden emplearse en solitario o en combinación.

Estos materiales pueden pre-mezclarse con silicato de magnesio antes de entrar en contacto con el combustible biodiesel, o pueden ponerse en contacto con el combustible biodiesel por separado.

En una realización, el silicato de magnesio tiene las siguientes propiedades:

En otra realización, el silicato de magnesio es un silicato de magnesio amorfo, hidratado, precipitado y sintético que tiene un área superficial de al menos 300 metros cuadrados por gramo, y preferentemente tiene un área superficial desde aproximadamente 400 metros cuadrados por gramo hasta aproximadamente 700 metros cuadrados por gramo, y más preferentemente tiene un área superficial desde aproximadamente 400 metros cuadrados por gramo hasta...

1. Un método de purificación de un combustible biodiesel, que comprende:

2. El método de la reivindicación 1, en el que dicho silicato de magnesio tiene un área superficial de al menos 300 metros cuadrados por gramo.

3. El método de la reivindicación 2, en el que dicho silicato de magnesio tiene un área superficial de al menos 400 hasta 700 metros cuadrados por gramo.

4. El método de la reivindicación 2, en el que dicho silicato de magnesio tiene un tamaño de partícula de desde 20 micrómetros hasta 175 micrómetros.

5. El método de la reivindicación 2, en el que dicho silicato de magnesio tiene una densidad por unidad de volumen de desde [15 hasta 35 libras por metro cúbico] 0,240 g/cm³ hasta 0,561 g/cm³.

6. El método de la reivindicación 1, en el que dicho silicato de magnesio es un silicato de magnesio amorfo, hidratado, precipitado y sintético, habiéndose tratado dicho silicato de magnesio para reducir su pH a menos de 9,0.

7. El método de la reivindicación 6, en el que dicho silicato de magnesio tiene un pH en una suspensión al 5% de desde 8,2 hasta 8,9.

8. El método de la reivindicación 7, en el que dicho silicato de magnesio tiene un pH en una suspensión al 5% de desde 8,5 hasta 8,8.

9. El método de la reivindicación 1, en el que dicho silicato de magnesio tiene un área superficial de no más de 150 metros cuadrados por gramo.

10. El método de la reivindicación 9, en el que dicho silicato de magnesio tiene un área superficial de desde 50 metros cuadrados por gramo hasta 150 metros cuadrados por gramo.

11. El método de la reivindicación 10, en el que dicho silicato de magnesio tiene una proporción molar de MgO respecto a SiO₂ de desde 1:3,0 hasta 1:3,8 y un pH en a suspensión acuosa al 5% de desde 9,5 hasta 10,5.

12. El método de la reivindicación 1, en el que dicho silicato de magnesio tiene un pH de desde 9,0 hasta 9,5.

13. El método de la reivindicación 1, en el que dicho combustible biodiesel se pone en contacto con dicho al menos un material adsorbente en una cantidad de desde el 0,01% en peso hasta el 20,0% en peso, en base al peso de dicho combustible biodiesel.

14. El método de la reivindicación 13, en el que dicho combustible biodiesel se pone en contacto con dicho al menos un material adsorbente en una cantidad de desde el 0,5% en peso hasta el 4,0% en peso, en base al peso de dicho combustible biodiesel.

15. El método de la reivindicación 1, en el que se retiran ácidos grasos libres de dicho combustible biodiesel.

16. El método de la reivindicación 1, en el que se retira clorofila de dicho combustible biodiesel.

17. El método de la reivindicación 1, en el que se retira metanol de dicho combustible biodiesel.

18. El método de la reivindicación 17, en el que dicho metanol es una impureza.

19. El método de la reivindicación 1, en el que se retira glicerina de dicho combustible biodiesel.

20. El método de la reivindicación 1, en el que se retira catalizador sin reaccionar de dicho combustible biodiesel.

21. El método para tratar biodiesel de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, habiéndose preparado dicho combustible biodiesel haciendo reaccionar metanol con triglicéridos en presencia de un catalizador, comprendiendo dicho método:

22. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, 12-21, en el que el silicato de magnesio es un silicato de magnesio amorfo, hidratado, precipitado y sintético, que tiene un área superficial de al menos 300 m²/g.

23. El método de la reivindicación 1, en el que se retiran metales de dicho biodiesel.

24. El método de la reivindicación 1, en el que se retira jabón de dicho biodiesel.