Proceso para la eliminación de esterilglicósidos del biodiesel.

Procedimiento de purificaci6n de biodiesel donde

- se pone a disposici6n un biodiesel crudo quecontiene al menos un glicosido en una cantidadinferior a 500 ppmw;

- se convierte el biodiesel crudo con un adsorbenteque contiene al menos una fase de mezcla deesmectita y gel de silice, donde la fase de mezclade esmectita y gel de silice presenta al menos lossiguientes parAmetros fisicos:

- una superficie especifica de mAs de 120 m2/g

- un volumen poroso total de mas de 0,35 ml/g;

- un contenido de silicio, expresado en Si02,de al menos un 60% en peso y

- se separa el biodiesel purificado del adsorbente.

La invención se refiere a un procedimiento de purificación de biodiésel, precursores de biodiésel, grasas vegetales o animales y sus mezclas.

Dados los recursos limitados de materias primas fósiles y el creciente aumento de los precios energéticos, existe un interés cada vez mayor por los combustibles a base de materias primas renovables. En particular, el biodiésel se añade actualmente a los combustibles diésel disponibles en el mercado. Además, se pueden utilizar

grasas vegetales o animales como combustibles o éstas

sirven de material de partida para la producción de

biodiésel.

El biodiésel se produce mediante alcoholisis de triglicéridos, donde un mol de triglicérido reacciona con tres moles de alcohol formando un mol de glicerina y tres moles del correspondiente éster de ácido graso. La conversión comprende tres reacciones reversibles, donde el triglicérido se transforma progresivamente en un diglicérido, un monoglicérido y, por último, en glicerina. En cada uno de estos pasos se consume un mol de alcohol y se libera un mol de éster de ácido graso. El metanol se emplea como alcohol en la mayoria de procedimientos industriales. No obstante, también se comercializa biodiésel que contiene éster de etilo o de propilo de ácido graso.

La transesterificación se puede realizar como procedimiento de una sola etapa. No obstante, también es posible realizar la transesterificación en varias etapas. Entonces se añade únicamente una parte del metanol necesario en cada paso y se separa la fase de glicerina después de cada paso. Además, la alcoholisis se puede realizar tanto por catálisis ácida como básica.

En la mayoría de procedimientos industriales, la alcoholisis de triglicéridos se realiza por catálisis alcalina homogénea. El ión alcóxido que actúa de catalizador se genera, por ejemplo, disolviendo un alcoholato alcalino en alcohol o convirtiendo el metal alcalino puro con el alcohol. En la metanólisis también se puede disolver el correspondiente hidróxido alcalino en metanol. Dado que en la alcoholisis de triglicéridos se produce una separación en fases relativamente rápida con la glicerina resultante, la mayor parte del catalizador alcalino se retira con relativa rapidez de la mezcla reactiva. Por ello, los ésteres de ácidos grasos resultantes apenas entran en contacto con el catalizador, por lo que el peligro de saponificación es reducido. En relación con el aceite empleado, el catalizador se utiliza generalmente en una cantidad de entre un 0, 5 y un 1% en peso. Para más detalles sobre la producción de biodiésel nos remitimos a la monografía de M. Mittelbach,

c. Remschmidt, "Biodiesel; The comprehensive Handbook", Graz, 2004; ISBN 3-200-00249-2.

Los triglicéridos utilizados como materiales de partida para la producción de biodiésel se pueden obtener, por

ej emplo, de grasa vegetal o animal. En la producción mundial de biodiésel se utilizan principalmente cuatro materiales de partida para las materias primas vegetales: aceite de colza, aceite de girasol, aceite de soja y

aceite de palma. Otros materiales de partida con

importancia comercial son grasas animales como, por

ejemplo, sebo de vacuno, y grasas de freír usadas.

Para retirar del biodiésel los jabones resultantes de la producción de biodiésel, así como el metanol, la glicerina, los monoglicéridos y diglicéridos restantes, se realiza generalmente un lavado con agua después de la transesterificación. Si el biodiésel crudo contiene grandes cantidades de jabones, se puede formar una emulsión estable, lo que dificulta claramente la separación de los ésteres de ácidos grasos.

Actualmente se plantean cada vez más requisitos a las propiedades de combustibles a base de materias primas renovables, tanto por parte de los consumidores como de las autoridades. Con el fin de garantizar una combustión determinada del biodiésel se han determinado, por ejemplo, en Alemania valores límite para los componentes menores de éste. Según la norma DIN EN 14214, se ha determinado para los monoglicéridos un contenido máximo de un 0, 8% en peso, para la glicerina libre un contenido máximo de un 0, 2% en peso, para los diglicéridos un contenido máximo de un 0, 2% en peso y para los triglicéridos igualmente un contenido máximo de un 0, 2% en peso.

Dado que el biodiésel se produce a partir de materias primas naturales, las concentraciones de impurezas y su composición oscilan dentro de unos límites amplios. Esto puede generar dificultades para la producción del biodiésel. Si el biodiésel se enfría a temperatura ambiente después de la producción, o también durante un almacenamiento prolongado, a menudo se obtienen, por ej emplo, pequeñas cantidades de una precipitación fina que puede provocar, por ejemplo, una obstrucción de los filtros. Los glicósidos y, en particular, los esterilglicósidos se han identificado como una clase de sustancia que provoca la formación de precipitaciones en el biodiésel producido por transesterificación de aceites vegetales. Los esteroles son esteroides derivados del colesterol que sólo llevan un grupo hidroxi en C-3 y, por lo demás, no llevan ningún grupo funcional. Generalmente presentan un compuesto doble en posición 5/6, con menos frecuencia también en posición 7/8 u 8/9. Formalmente son alcoholes, por lo que también se les suele denominar esteroles. Además del esterol unido mediante un enlace glicosídico, los esterilglicósidos naturales comprenden a menudo un ácido graso con el que se ha acilado el grupo hidroxi primario del azúcar. Así, son muy solubles en grasas vegetales o animales. Se supone que durante la alcoholisis de triglicéridos también se divide el grupo

acilo en el grupo hidroxi primario de los

esterilglic ósidos, obteniéndose un esterilglicósido no

acilado. Estos esterilglicósidos no acilados son

prácticamente insolubles en el biodiésel. Así, están presentes en forma de particulas suspendidas muy finas que, por ejemplo, pueden actuar como gérmenes para la cristalización de otros compuestos. Así, se puede producir a su vez un aumento de las dificultades que provocan, por ejemplo, los monoglicéridos presentes en el

biodiésel. En concentraciones muy bajas, los

esterilglicósidos no acilados pueden causar una

deposición de los agregados sólidos del biodiésel. Las

concentraciones en el margen de dos dígitos de ppm pueden

provocar la formación de enturbiamientos en el biodiésel a temperatura ambiente. Los esterilglicósidos no acilados presentan un punto de fusión muy elevado de aprox. 240°C. Así, los enturbiamientos o precipitaciones provocados por esterilglicósidos no acilados no se pueden disolver a una mayor temperatura por calentamiento del biodiésel. Si ya hay sedimentos en un filtro, éste se obstruye por completo con relativa rapidez en presencia de esterilglicósidos no acilados en el biodiésel.

Después del proceso de producción, el biodiésel se somete a una comprobación final. Si se constata que no supera la prueba de obstrucción de filtros porque el biodiésel terminado contiene todavía cantidades muy pequeñas de esterilglicósido no acilado, no se autoriza el biodiésel.

Un procedimiento conocido del estado de la técnica para la separación de componentes como, por ejemplo, esterilglicósidos, del biodiésel se basa en que el biodiésel crudo se enfría a bajas temperaturas y después se filtra. No obstante, este procedimiento resulta muy costoso en su realización.

El documento WO 2007/076163 A describe un procedimiento de tratámiento de biodiésel con adsorbentes y similares para retirar los esterilglicósidos.

Así, la invención tenía por finalidad poner a disposición un procedimiento de purificación de biodiésel con el que también se puedan retirar del biodiésel cantidades muy pequeñas de glicósidos y, en particular, esterilglicósidos. Este procedimiento se debe poder

realizar de una manera muy sencilla y económica y emplear además para la purificación fina de un biodiésel que presente ya una excelente calidad.

Esta finalidad se resuelve mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 de la patente. Las formas de realización preferentes del procedimiento según la invención son obj eto de las reivindicaciones secundarias dependientes.

Según la invención se ha constatado que, utilizando un adsorbente especial que contiene una fase de mezcla especial de esmectita y gel de sílice, también se pueden retirar del biodiésel cantidades muy pequeñas de glicósidos y, en particular, esterilglicósidos. Este tipo de fases de mezcla de esmectita y gel de sílice son... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de purificación de biodiésel donde se pone a disposición un biodiésel crudo que contiene al menos un glicósido en una cantidad inferior a 500 ppmw; -se convierte el biodiésel crudo con un adsorbente que contiene al menos una fase de mezcla de esmectita y gel de sílice, donde la fase de mezcla de esmectita y gel de sílice presenta al menos los siguientes parámetros físicos:

-una superficie específica de más de 120 m2 /g -un volumen poroso total de más de 0, 35 ml/g; -un contenido de silicio, expresado en Si02 , de al menos un 60% en peso y

-se separa el biodiésel purificado del adsorbente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde el biodiésel crudo presenta un contenido de glicósidos de más de 10 ppm.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, donde el glicósido es un esterilglicósido.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde el adsorbente se pone a disposición en forma de granulado.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, donde el granulado presenta un tamaño de grano superior a 0, 5 mm.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 ó 5, donde el granulado se obtiene secando al aire, triturando y cribando el adsorbente.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde el adsorbente se pone a disposición en forma de material de relleno de columna.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la fase de mezcla de esmectita y gel de sílice presenta un contenido de aluminio, expresado en A1203, inferior a un 15% en peso.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la fase de mezcla de esmectita y gel de sílice presenta un porcentaje de una fase amoría, determinado mediante un análisis de difracción de rayos X cuantitativo, de al menos un 10%.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la fase de mezcla de esmectita y gel de sílice presenta una capacidad de intercambio catiónico de más de 40 meq/100 g.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores donde, después de separar el biodiésel purificado del adsorbente, se separa el glicósido del adsorbente.