[發(fā)明專利]使甘油反應(yīng)形成有機(jī)鹽的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380023318.5
• 申請(qǐng)日: 2013-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN104321299B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·羅林杰;A·肯普夫;J·馬特爾諾瓦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 第零一帕克控股公司
• 主分類號(hào): C07C51/41
• 分類號(hào): C07C51/41;C07C53/10;C07C55/06;C07C59/08
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 李婉婉,金迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明普遍地涉及在金屬氫氧化物的高度濃縮的、液體的、含水溶液中使甘油反應(yīng)的方法。

背景技術(shù)

甘油(IUPAC甘油，也稱為丙三醇)為通俗的名稱，慣用名稱為1,2,3-丙三醇。甘油可由丙烯通過中間產(chǎn)物氯丙烯和表氯醇由石油化工(petrochemically)制造，或者在肥皂合成中當(dāng)天然脂肪和油皂化時(shí)作為副產(chǎn)物化學(xué)地出現(xiàn)。從那時(shí)起，作為生物柴油制造的副產(chǎn)物生產(chǎn)大量的甘油。這主要通過植物油與甲醇的酯交換而發(fā)生。脂肪分子(三酰甘油酯)與三分子的甲醇反應(yīng)，得到甘油和三個(gè)脂肪酸甲酯(FAME)。

根據(jù)酯交換方法，每噸生物柴油形成100kg甘油。迄今為止，可用于這種甘油的商業(yè)開發(fā)路徑太少。甘油在化妝品、食品、飲料和制藥行業(yè)應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域大量耗盡。

因此，來自生物柴油生產(chǎn)的過量的甘油部分在廢水或燃燒中處置用于發(fā)電。

備選的應(yīng)用例如為沼氣發(fā)電、化學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂虾蜐?rùn)滑劑或用作飼料添加劑。

由于其良好的化學(xué)反應(yīng)性，甘油也是用于生產(chǎn)另外的由石油得到的化學(xué)品的合適的原料。新的基于甘油的生產(chǎn)方法(例如對(duì)于表氯醇或丙二醇)正在測(cè)試，并且在眾多研究項(xiàng)目中正在開發(fā)方法，以開啟甘油作為原料應(yīng)用的新領(lǐng)域。

然而，對(duì)于粗品甘油存在的完全開發(fā)的回收技術(shù)很少。

US?7,829,740?B2描述了一種在堿性條件下使甘油經(jīng)歷水熱反應(yīng)的用于由甘油生產(chǎn)乳酸鹽的方法。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是將甘油且優(yōu)選地將來自生物柴油生產(chǎn)的甘油轉(zhuǎn)化為有商業(yè)價(jià)值的產(chǎn)品。

該目的用根據(jù)權(quán)利要求1的方法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

特別是通過使甘油反應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn)該目的，其中，所述甘油于150℃以上的溫度在Me氫氧化物的含水液體溶液中反應(yīng)，其中，所述Me氫氧化物的濃度大于在室溫下的飽和濃度，其中，所述Me選自由堿金屬和堿土金屬以及它們的混合物組成的組，并且所述反應(yīng)得到至少一種鹽和氫氣(H₂)或甲烷(CH₄)以及它們的混合物，所述鹽選自由甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、草酸鹽、乳酸鹽、丁酸鹽、戊酸鹽、檸檬酸鹽、己二酸鹽、琥珀酸鹽、蘋果酸鹽和碳酸鹽以及它們的混合物組成的組。

因此，所述方法在高度濃縮的，Me氫氧化物的含水溶液中于熔點(diǎn)和沸點(diǎn)之間的體系的液體范圍的溫度(優(yōu)選接近沸點(diǎn))下進(jìn)行，其中，所述Me氫氧化物的濃度大于在室溫下的飽和濃度。

優(yōu)選所述方法在800-1500hPa的壓力下，優(yōu)選在950-1050hPa，并特別優(yōu)選在大氣壓下進(jìn)行。

NaOH或KOH或它們的混合物優(yōu)選用作Me氫氧化物。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，Me氫氧化物的濃度大于54重量％，優(yōu)選大于60重量％，特別優(yōu)選大于70重量％，并非常特別優(yōu)選大于80重量％，且尤其是大于85重量％。

反應(yīng)優(yōu)選在150℃以上，特別優(yōu)選在160℃以上，并非常特別優(yōu)選在180℃以上，且尤其是在200℃以上進(jìn)行。

與美國(guó)專利US?7,829,740?B2中描述的方法相反，根據(jù)本發(fā)明的方法可在沒有高壓下操作，因?yàn)楦叨葷饪s的Me氫氧化物溶液的沸點(diǎn)大幅提高，并且明顯高于100℃。此外，所得到的鹽至少部分直接一步與反應(yīng)分離而不需要額外的分離步驟。因此，所述方法采用比美國(guó)專利US?7,829,740?B2的方法顯著更簡(jiǎn)單和更安全的方式進(jìn)行。高濃度氫氧化物使得所述方法在高溫而無需高壓下操作，因?yàn)楦叨葷饪s的Me氫氧化物的含水溶液的沸點(diǎn)顯著高于水的沸點(diǎn)。

所述反應(yīng)優(yōu)選在氫氧化物溶液沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行，其中，沸點(diǎn)隨著氫氧化物溶液濃度的增加而提高。優(yōu)選采用回流冷凝器以防止水離開反應(yīng)容器。反應(yīng)過程中形成的蒸氣可在冷卻的表面上冷凝并返回至反應(yīng)混合物。例如，流動(dòng)的水在回流冷凝器中用作冷卻劑。

在本發(fā)明的上下文中，“在沸點(diǎn)下的溫度”應(yīng)理解為指在Me氫氧化物溶液沸點(diǎn)的15℃內(nèi)，優(yōu)選10℃內(nèi)，非常特別優(yōu)選7.5℃內(nèi)，且尤其是5℃內(nèi)的溫度范圍。

例如，如果氫氧化鈉溶液的沸點(diǎn)為150℃，則在本發(fā)明上下文中的溫度范圍應(yīng)理解為指135℃-165℃。此外，甘油的加入以不可預(yù)測(cè)的方式引起沸點(diǎn)偏移，由于二元物料體系(binary?material?system)Me氫氧化物-H₂O轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘟M分體系并通過加入的甘油引起的反應(yīng)產(chǎn)物。

根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法在低于180℃的溫度下使用濃度范圍在60-80％的NaOH進(jìn)行。在這些溫度下主要生產(chǎn)乳酸鹽。