脂肪醇的生产方法

摘要

在一种脂肪醇的生产方法，植物油和动物脂肪与蒸汽逆流流动，在压力下裂解成脂肪酸和甘油，反应产物物理分离为包含脂肪酸的相和包含甘油的甘油水，将脂肪酸进行蒸馏，分离的脂肪酸馏分与脂肪醇在230-270℃温度和常压下剧烈混合，由酯化反应得到的蜡酯通过在固定床催化剂上加入氢气氢化为脂肪醇，且反应产物分离为脂肪醇和氢气。为简化蜡酯的氢化过程，在180-220℃，70-100bar[a]下在通过挤压产生的均匀成型的催化剂体组成的固定床上氢化蜡酯，所述催化剂体由主要成分铜和铜-铬氧化物，次要成分锌、铝、铁、硅和碱土金属元素组成。

权利要求

1.一种生产脂肪醇的方法，其中，与蒸汽逆流的植物油或动物脂肪在220-275℃的温度范围内和45-65bar的绝对压力范围内裂解成脂肪酸和甘油，所产生的分散体经重力或离心力物理分离成包含脂肪酸的相和包含12至25vol-%甘油的甘油水，所述甘油水被排出用于进一步处理，通过蒸馏从包含脂肪酸的相分离至少一个脂肪酸馏分，所述脂肪酸馏分连同该方法中产生的脂肪醇在至少一个阶段，在230-270℃温度范围内和常压下剧烈混合6-24小时或在真空或在保护气体下剧烈混合，同时移出经形成蜡酯获得的反应水，得到的酸值为1-3mg KOH/g的蜡酯在由成型催化剂体的床形成的固定床上进行氢化，其中蜡酯以薄层的形式滴落在固定床上，被以并流或逆流方式导流的氢气相持续渗透并反应获得脂肪醇，反应产物经冷却分离成脂肪醇和氢气，用于氢化蜡酯的氢气再循环至方法中，产生的部分粗脂肪醇以相当于脂肪酸量的1.2-1.4倍的量再循环至方法中用于与脂肪酸馏分混合，其它部分的粗脂肪醇被排出用于进一步处理，所述方法的特征在于，蜡酯在由挤压产生的均匀成型的催化剂体的床构成的固定床上在180-220℃的温度范围内以及70-100bar的绝对压力范围内进行氢化，所述均匀成型的催化剂体包括作为主要成分的铜和铜-铬氧化物，以及作为次要成分的锌、铝、铁、硅和碱土金属元素。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述成型的催化剂体具有0.1-0.3ml/g的大孔和0.2-0.6ml/g的中孔。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于将所述包含脂肪酸的相进行多级蒸馏。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于将所述包含脂肪酸的相进行两级蒸馏。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述包含脂肪酸的相经蒸馏分离成包含C12-C14脂肪酸的相和包含C16-C18脂肪酸的相。

说明书

脂肪醇的生产方法

[0001] 本发明涉及一种脂肪醇的生产方法，在该方法中，与蒸汽逆流的植物油或动物脂肪在220-275℃的温度范围内和45-65bar[a]的压力范围内裂解成脂肪酸和甘油，所产生的分散体经重力或离心力物理分离成包含脂肪酸的相和包含12至25vol-％甘油的甘油水(sweet water)，所述甘油水被排出用于进一步处理，通过蒸馏从包含脂肪酸的相分离至少一个脂肪酸馏分，所述脂肪酸馏分连同该方法中产生的脂肪醇在至少一个阶段，在230-270℃温度范围内和常压下剧烈混合6-24小时或在真空或在保护气体下剧烈混合，同时移出经形成蜡酯获得的反应水，得到的酸值为1-3[mg KOH/g]的蜡酯在由成型催化剂体的床形成的固定床上进行氢化，其中蜡酯以薄层的形式滴落在固定床上，被以并流或逆流方式导流的氢气相持续渗透并反应获得脂肪醇，反应产物经冷却分离成脂肪醇和氢气，用于氢化蜡酯的氢气再循环至方法中，产生的部分粗脂肪醇以相当于脂肪酸量的1.2-14倍的量再循环至方法中用于与脂肪酸馏分混合，其它部分的粗脂肪醇被排出用于进一步处理[0002] 由 Lurgi AG，Frankfurt am Main 的 公 司 介 绍 册 No.274e/3.05/15 和
274e/4.05/10可知，在分离塔中，将植物油或动物脂肪与蒸汽在260℃的温度和55bar[a]的压力下逆流直接接触，从而能产生脂肪酸和包含12-25vol％甘油的甘油水。为回收甘油，将由溶解的脂肪和蛋白质纯化得到的甘油水通过多级水蒸发浓缩得到包含大约88vol％甘油的粗甘油，随后所述粗甘油在大约15mbar[a]真空和大约160℃温度下蒸馏浓缩得到
92-95vol％甘油。通过分离油或脂肪产生的脂肪酸经两级蒸馏分离成塔顶馏分和中间馏分；其中甘油单酯、甘油二酯和盐作为杂质积聚在塔底。两个脂肪酸馏分在搅拌反应器中通过加入脂肪醇在大约250℃温度和常压下剧烈混合平均12小时，并持续排出反应水。分离油或脂肪的甘油三酯的酯键并获得蜡酯，接着在200-270bar[a]压力范围内和240-330℃温度范围内氢化生成脂肪醇。将酯化后获得的反应产物冷却，从而分离为氢气和粗脂肪醇。
在铜铬氧化物催化剂粒子的固定床催化剂上，所述氢气再次用于氢化蜡酯。部分粗脂肪醇再循环至搅拌反应器用于脂肪酸的酯化，另一部分进料至精馏塔，例如用于生产药用甘油。

[0003] 在如EP-B-0737664描述的生产脂肪醇的方法中，从包含脂肪酸的液体起始混合物在120-320℃温度和20-400bar[a]压力下生产由至少50wt％蜡酯组成的液体中间产物，通过加入氢气和混入细粒催化剂氢化该液体中间产物，形成由至少75wt％脂肪醇组成的粗产物。从粗产物中分离包含脂肪醇的部分料流并被加入液体起始混合物中。脂肪酸甲酯在气相中的氢化需要单独的管路。

[0004] DE-C-3425758的主题是通过氢化有相应碳原子数的、具有酸、酯或醛官能团的化合物来产生醇的方法，所述氢化在氢气压力为20-100bar范围和150-300℃的温度范围，在由铜和铬的混合物组成的催化剂的存在下进行，铜和铬的混合物有大约20-大约40wt％的铜(以氧化物形式计算)，且存在于载体上的铜组分中有大约5-大约45wt％的铜。

[0005] EP-B-0454704描述了一种由脂肪酸和低级烷醇形成相应的低级酯生产脂肪醇的方法，所述酯在催化剂的存在下，于80-140℃的温度范围和0.1-25bar压力范围进行氢化获得脂肪醇，并且所述氢化产物使用酸性离子交换催化剂进行转酯化作用，从而将氢化产物的未反应的酯通过与脂肪醇的反应转化为蜡酯。从混合物蒸发未反应的烷醇，蒸馏剩余的混合物，从而产生不含酯的脂肪醇作为塔顶产物，且得到包含脂肪醇和蜡酯的蒸馏残余物。

[0006] 从说明书介绍性部分提到的现有技术出发，本发明的目的是设计已知的方法，使蜡酯的氢化反应过程部分尽可能简单，并由此实现较低的操作成本。尤其是，该方法的操作在不使用高压器械以及相对较低能耗时也应该能够进行。

[0007] 该目的以如下方式得到解决，蜡酯在通过挤压产生的均匀成型的催化剂体的床形成的固定床上在180-220℃的温度范围，70-100bar[a]的压力范围进行氢化反应，所述催化剂体主要成分包括铜和铜-铬氧化物，次要成分包括锌、铝、铁、硅和碱土金属元素。

[0008] 根据本发明的具体实施方式，形成固定床的成型催化剂体具有相对较大的孔，具有0.1-3.0ml/g的大孔(＞100nm)，0.2-0.6ml/g的中孔(＜225nm)的限定孔结构。孔结构产生的大表面积和成型催化剂体的合金组合物的结合引起蜡酯和氢气在液相中的紧密接触，使得酯值小于10，尤其是3-8的粗脂肪醇能够容易地产生。以前已经被用于氢化蜡酯的形成固定床的成型催化剂体，其孔结构中仅一小部分可用于相对较大的蜡酯分子，因此氢化蜡酯以相对较低的速率进行。另外，由于不再需要压缩机阶段，实现了能耗的降低。至于供料，存在相对较大的灵活性。根据本发明，氢化蜡酯在平均85bar[a]的压力和平均
200℃的温度下实现，而当使用传统的粒状铜铬氧化物催化剂时，相应的压力和温度值平均为大约250bar[a]和270℃。另外，有利的是氢化蜡酯需要每1摩尔蜡酯平均需要50mol氢气，而当使用传统的粒状铜铬氧化物催化剂时，每1mol蜡酯平均有135mol氢气必须再循环至氢化步骤。当使用级联系统时，氢化蜡酯需要的压力可进一步降低为≤50bar[a]的平均值，且供入的氢气量可以明显减少。

[0009] 所述成型催化剂体长度为0.5-6mm，并且由二或三或四个组成部分的紧密结合物构成，结合物的周长的直径为2.5-3.5mm。

[0010] 依照本发明的另一方面，包含脂肪酸的相进行多级、优选两级蒸馏。

[0011] 优选地，包含脂肪酸的相通过蒸馏分离为包含C12-C14脂肪酸的相和包含C16-C18脂肪酸的相。

[0012] 下面以实施方式结合如图所示的基础流程图来详细解释本发明。

[0013] 经管道(1)，与经管道(3)供入的温度为250℃的蒸汽直接接触的1000kg/h椰油进料在分离塔(2)中，于235℃的温度和55bar[a]的压力下在分离塔(2)中分解为脂肪酸和甘油。在分离塔(2)的塔顶，高挥发性的杂质通过管道(4)流出并供进一步处理。所产生的分散物从分离塔(2)底部流出经管道(5)进入离心机(6)，并在其中分离为脂肪酸和甘油。100kg甘油含量为18vol％的甘油水从离心机(6)中经管道(7)流出进行下一步处理，900kg脂肪酸经管道(8)供入蒸馏塔(9)的底部。在蒸馏塔(9)中，C12-C14脂肪酸馏分被分离出来，666kg脂肪酸从蒸馏塔(9)的顶部经管道(10)取出，引入搅拌反应器(11)，在其中脂肪酸馏分和加入的该方法中产生的以及引入的1260kg量脂肪醇在用氮气气提的常压或0.075bar[a]真空下，于255℃剧烈混合13小时形成蜡酯。酯化后形成的反应水经管道(13)被吸出，并由此还产生真空。由搅拌反应器(11)底部经管道(14)取出的酸值为2.1[mg KOH/g]的蜡酯进料到反应罐(15)的顶部，在反应罐(15)中放置有由E860型(生产商：BASF AG，Ludwigshafen)成型催化剂体形成的固定床，连同经管道(14)供应的每摩尔蜡酯50mol量的氢气。在195℃的温度和85bar[a]的压力下，蜡酯转化为脂肪醇。通过管道(17)离开反应罐(15)的混合物在冷却器(18)中分离为氢气和脂肪醇。所述氢气经管道(19)导入压缩机(20)，经压缩后再循环进入反应罐(15)，以补充消耗掉的氢气。通过管道(12)，1260kg量的部分脂肪醇导入搅拌反应器(11)，剩余的量通过管道(21)排出做进一步处理。通常，大约50％的脂肪醇被再循环用于产生蜡酯，其余的量从流程中排出做进一步处理。