Procedimiento para la purificación de ésteres alquílicos de ácidos grasos y uso de agentes para facilitar tal purificación.

Uso de un agente floculante y secuestrante como agente que facilita la purificación de una disoluciónorgánica que comprende ésteres alquílicos de ácidos grasos,

en el que el contenido en agua de la disolución orgánicaes igual o inferior al 5% en peso, en el que el pH en la disolución orgánica es de 9 a 12, y en el que el agente floculantey secuestrante se selecciona del grupo que consiste en coagulantes de polialuminio.

Procedimiento para la purificación de ésteres alquílicos de ácidos grasos y uso de agentes para facilitar tal purificación.

Campo técnico de la invención La presente invención se refiere al uso de determinados agentes para facilitar la purificación de una disolución orgánica de ésteres alquílicos de ácidos grasos. La presente invención también se refiere a un procedimiento para la purificación de los ésteres alquílicos de ácidos grasos adecuados para su uso como biodiésel.

Antecedentes de la técnica Se sabe que los ésteres alquílicos de ácidos grasos (ésteres monoalquílicos de ácidos grasos tales como ésteres metílicos y etílicos de ácidos grasos) derivados de aceites vegetales o grasas animales se usan como biodiésel. Los procedimientos conocidos para producir tales ésteres alquílicos de ácidos grasos comprenden transesterificación de los triglicéridos incluidos en aceites vegetales o grasas animales en presencia de un alcohol y un catalizador. Se conoce ampliamente en la técnica el uso de catalizadores tales como catalizadores ácidos o más comúnmente catalizadores de metales alcalinos, por ejemplo hidróxido de sodio y potasio o un alcóxido metálico tal como metóxido de sodio o potasio. De hecho, un alcóxido metálico es un compuesto formado por la reacción de un alcohol con un metal alcalino. En resumen, la reacción de transesterificación puede describirse en general tal como sigue:

Entre los aceites vegetales o las grasas animales que pueden usarse están aceite de coco, aceite de palma, aceite de semillas, aceite de oliva, aceite de girasol, aceite de soja, aceite de colza y sebo. Alcoholes adecuados que pueden usarse son alcoholes arílicos tales como metanol, etanol, propanol y butanol. Debido a su bajo coste, polaridad y cadena corta, normalmente se usa metanol en la producción de biodiésel. Debido a su alta actividad, habitualmente se usa un catalizador alcalino tal como hidróxido de potasio a escala industrial.

Un procedimiento ampliamente conocido para producir ésteres alquílicos de ácidos grasos comprende calentar, por ejemplo, un aceite vegetal hasta una temperatura de normalmente entre 30ºC y 110ºC. El procedimiento comprende además añadir un alcohol y un catalizador al aceite calentado. La reacción dará como resultado dos fases, una que incluye glicerol producido y la otra que incluye éster alquílico de ácidos grasos producido. Además, el procedimiento comprende eliminar la fase de glicerol producido de la fase de éster alquílico de ácidos grasos producido.

Los ésteres alquílicos de ácidos grasos producidos según procedimientos conocidos tal como los descritos anteriormente normalmente comprenden niveles demasiados altos de impurezas para cumplir con las normas reguladoras sobre ésteres alquílicos de ácidos grasos, por ejemplo la norma europea EN-14214 para ésteres metílicos de ácidos grasos, que limita especialmente las impurezas que se originan de los metales K, Na, Mg y Ca. Por consiguiente, hay una necesidad de purificación de los ésteres alquílicos de ácidos grasos producidos. Los procedimientos conocidos para la purificación incluyen etapas de neutralización y lavado con agua, que eliminarán por lavado las impurezas y producirán éster alquílico de ácidos grasos que cumple con las normas reguladoras y por tanto puede usarse como biodiésel. Tras cada etapa de lavado, el agua puede separarse de los ésteres alquílicos de ácidos grasos mediante cualquier método conocido en la técnica tal como esperar que la mezcla se asiente en dos fases y después de esto drenar la fase acuosa, o mediante centrifugación de la mezcla. La cantidad total de agua usada puede oscilar normalmente entre el 20 y el 100% de agua del volumen producido de ésteres alquílicos de ácidos grasos. Tras completarse la purificación, deben eliminarse las trazas de agua comprendidas en los ésteres alquílicos de ácidos grasos, por ejemplo, recalentando los ésteres alquílicos de ácidos grasos. Además, el agua normalmente contiene impurezas que a su vez son necesarias eliminar, por ejemplo filtrando el agua y/o haciendo pasar el agua a través de un medio de intercambio iónico. Entonces el agua puede reutilizarse o simplemente tratarse como agua residual.

Un inconveniente con los procedimientos conocidos para la purificación de ésteres alquílicos de ácidos grasos usando agua es que es difícil reducir la cantidad de impurezas metálicas, por ejemplo impurezas de calcio y magnesio, hasta niveles que cumplan con las normas reguladoras sobre ésteres alquílicos de ácidos grasos, incluso cuando se usa una gran cantidad de agua para la purificación. Otro inconveniente con los procedimientos conocidos de purificación de los ésteres alquílicos de ácidos grasos que usan agua es que la fabricación de biodiésel, por ejemplo, requiere un alto consumo de energía y consume mucho tiempo y es costoso, puesto que el procedimiento, por ejemplo, requiere una gran cantidad de agua para la purificación, que a su vez es necesario purificar.

En el documento JP 2004/307608 se usa cloruro de polialuminio para la purificación de una disolución de éster alquílico de ácidos grasos a partir de glicerina. Sin embargo, este procedimiento requiere una cantidad eficaz de agua del 10% al 60% en peso o más con respecto a la disolución orgánica.

El documento WO 99/44977 muestra un procedimiento para eliminar contaminantes de azufre y jabón de ésteres de ácido carboxílico. El procedimiento comprende poner en contacto el éster carboxílico con una base acuosa, tal como hidróxido de potasio o sodio acuoso a una temperatura de desde aproximadamente 225ºF hasta aproximadamente 280ºF. Entonces se elimina el agua y se purifica el éster bruto seco agitándolo junto con un absorbente tal como gel de sílice o hidrogel de sílice, y después de esto se separa el absorbente del éster purificado.

En el documento WO 2005/037969 A2 se muestra un método para la purificación de biodiésel que usa menos del 5% de agua en peso. La disolución de éster de ácidos grasos se purifica de impurezas añadiendo un agente adsorbente, tal como silicato de magnesio, a la disolución.

Resumen de la invención En vista de los aspectos mencionados anteriormente de los procedimientos conocidos, un objeto de la presente invención es proporcionar un uso de determinados agentes así como un procedimiento para la purificación de ésteres alquílicos de ácidos grasos, que eliminan total o parcialmente los inconvenientes de las técnicas conocidas y que permiten una producción de ésteres alquílicos de ácidos grasos que es fácil manejar dando como resultado ésteres alquílicos de ácidos grasos de alta calidad adecuados para su uso como biodiésel.

La invención se define mediante las reivindicaciones independientes. Las realizaciones resultan evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes y a partir de la siguiente descripción y ejemplos.

Según un primer aspecto, se proporciona un uso de un agente floculante y secuestrante como agente que facilita la purificación de una disolución orgánica que comprende ésteres alquílicos de ácidos grasos, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica es igual o inferior al 5% en peso, siendo el pH en la disolución orgánica de 9 a 12, y en el que el agente floculante y secuestrante se selecciona del grupo que consiste en coagulantes de polialuminio.

Por “agente floculante y secuestrante” quiere decirse un reactivo, habitualmente un polielectrolito, añadido a una suspensión para unir partículas finas para formar flóculos. Además, el término incluye un agente que puede formar varios enlaces a un ion metálico, tal como calcio y magnesio. Además, el término también se refiere a un agente que forma una fase acuosa dentro de una disolución orgánica, fase que también atrae los iones.

Por “disolución orgánica de ésteres alquílicos de ácidos grasos” se entiende una fase que comprende principalmente dichos ésteres alquílicos de ácidos grasos, pero también pequeñas cantidades de impurezas tales como los reactivos y productos del procedimiento de transesterificación de triglicéridos, por ejemplo jabón, e iones y sales de metales.

El uso de un agente floculante y secuestrante facilita la eliminación de impurezas tales como impurezas de calcio, magnesio, potasio y sodio. Además, el tratamiento con este agente floculante y secuestrante no afectará al índice de acidez del producto, por ejemplo medido como ácidos grasos libres y como otra acidez, cuando se añade y se elimina de manera apropiada. El índice de acidez de los ésteres metílicos de ácidos grasos libres, por ejemplo, según la norma EN 14214 se limita a 0, 5 mg de KOH/kg... [Seguir leyendo]

1. Uso de un agente floculante y secuestrante como agente que facilita la purificación de una disolución orgánica que comprende ésteres alquílicos de ácidos grasos, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica es igual o inferior al 5% en peso, en el que el pH en la disolución orgánica es de 9 a 12, y en el que el agente floculante y secuestrante se selecciona del grupo que consiste en coagulantes de polialuminio.

2. Uso según la reivindicación 1, en el que el agente floculante y secuestrante es hidroxicloruro de polialuminio.

3. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica es igual o inferior al 4, 5% (p/p) .

4. Uso según la reivindicación 3, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica es de 100 a 1000 ppm (p/p) .

5. Uso según la reivindicación 3, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica es de 500 ppm (p/p) .

6. Procedimiento para la purificación de una disolución orgánica de ésteres alquílicos de ácidos grasos adecuados para su uso como biodiésel, que comprende:

- añadir un agente floculante y secuestrante, que se selecciona del grupo que consiste en coagulantes de polialuminio, a la disolución orgánica para facilitar la purificación, cuando el pH en la disolución orgánica es de 9 a 12, y

- eliminar una parte de la disolución orgánica, parte que comprende el agente floculante y secuestrante e impurezas,

en el que el contenido en agua de la disolución orgánica de ésteres alquílicos de ácidos grasos durante todo el procedimiento es igual o inferior al 5% en peso.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la eliminación de la parte de la disolución orgánica comprende una etapa de centrifugación de la disolución orgánica para eliminar el agente floculante y secuestrante junto con las impurezas, que son sólidas, polares y/o tienen densidades diferentes a las de los ésteres alquílicos de ácidos grasos.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la centrifugación se realiza a baja presión con el fin de eliminar el agua de la disolución orgánica.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica de ésteres alquílicos de ácidos grasos durante todo el procedimiento es igual o inferior al 4, 5% (p/p) .

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica es de 100 a 1000 ppm.

11. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el contenido en agua de la disolución orgánica es de 500 ppm.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en el que las impurezas comprenden glicerol, jabón, ácido graso libre y/o impurezas metálicas.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que las impurezas metálicas se originan de metales que comprenden calcio, magnesio, potasio y/o sodio.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el agente floculante y secuestrante es hidroxicloruro de polialuminio.