DE10311075A1

DE10311075A1 - Verfahren zur Erzeugung eines Esters

Info

Publication number: DE10311075A1
Application number: DE10311075A
Authority: DE
Inventors: Taku Mimura; Hidetoshi Kadowaki; Futoshi Nishigaki
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: MY134201A; JP4278910B2; US6982340B2; DE10311075B4; US20030225304A1; JP2003267920A

Abstract

Diese Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung eines Niedrigalkylesters aus einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, und eines niedrigen Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wobei der Ester einen niedrigen Schwefelgehalt aufweist und mit niedrigen Kosten erzeugt werden kann, ohne dass eine Verminderung der Reaktionsausbeute und Verschlechterung der Selektivität resultiert, ebenso ein Verfahren zur Erzeugung eines Alkohols ohne Verminderung der Aktivität des Katalysators. Das Verfahren umfasst die Adsorptionsbehandlung eines Esters mit zumindest einem Adsorbens, ausgewählt aus Lehm und Aktivkohle. Weiterhin wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Esters angegeben, das weiterhin die Adsorptionsbehandlung mit einem Adsorbens vom Hydrierungszersetzungstyp mit Ni und/oder Cu in Wasserstoff oder in einer Mischgasatmosphäre aus Wasserstoff und einem Inertgas umfasst, sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Alkohols durch Hydrierungsreaktion mit einem Ester, der durch eines dieser Verfahren erzeugt ist, als Ausgangsmaterial.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Esters aus einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, und einem niedrigen Alkohol, wobei der Ester einen niedrigen Schwefelgehalt aufweist, ebenso wie ein Verfahren zur Erzeugung eines Alkohols aus einem solchen Ester als Ausgangsmaterial ohne Verminderung der Aktivität eines Katalysators.
Ein Ester aus einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, und einem niedrigen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, enthält üblicherweise Schwefel in einer Konzentration von mindestens 2 bis 10 mg/kg. Wenn ein solcher Ester in der Gegenwart eines Hydrierungskatalysators hydriert wird, zur Erzeugung eines Alkohols, wirkt der in dem Ester enthaltene Schwefelgehalt als Katalysatorgift auf den Hydrierungskatalysator, so dass die Aktivität des Katalysators vermindert wird. Insbesondere verkürzt sich bei einer kontinuierlichen Festbettreaktion die Lebensdauer des Katalysators sehr stark, und daher sollte der Katalysator häufig ausgetauscht werden, wodurch die Arbeitseffizienz der Anlagen vermindert wird.
Verschiedene Studien wurden durchgeführt, um den Schwefelgehalt als Katalysatorgift für den Hydrierungskatalysator zu entfernen. Weil Schwefelverbindungen einen verhältnismäßig hohen Siedepunkt haben, wird beispielsweise häufig ein Verfahren zur Verminderung der Schwefelkonzentration durch Destillation angewandt. Jedoch ist die Entfernung von allen Schwefelverbindungen durch Destillation nicht möglich, und zur Verminderung der Schwefelkonzentration auf einen niedrigen Gehalt von etwa 0,5 mg/kg sollten ursprünglich erforderliche hoch siedende Komponenten in großen Mengen verworfen werden, wodurch eine beachtliche Verminderung der Ausbeute resultiert.
Die Entschwefelungskatalysatoren auf der Basis von Molybdän und Wolfram, die in der Petrochemie verwendet werden, erfordern hohe Temperaturen von 300°C oder mehr. Wenn Ester von Fettsäuren, die von den natürlichen Fetten und Ölen abstammen, einer Hydrierungsbehandlung wie hohen Temperaturen unterworfen werden, bilden sich Fettsäuren und andere zersetzte Produkte in großen Mengen als Nebenprodukte während des Verlaufes der Hydrierungszersetzung der Estergruppen, so dass Probleme der Verschlechterung der Qualitäten von Estern resultieren.

Um die beschriebenen Probleme zu lösen, wird ein Verfahren zur Hydrierungszersetzung von Schwefelverbindungen in einer Wasserstoffatmosphäre und die anschließende Adsorption auf ein Adsorbens, das ein Metall wie Ni und Cu enthält, z. B. in den japanischen Patenten 2544552 und 2934073 beschrieben. Zur Aufrechterhaltung der beabsichtigten Adsorptionsleistung sollte jedoch das teure Adsorbens häufig ausgetauscht werden oder große Adsorptionsanlagen sollten installiert werden, wodurch höhere Kosten bei der Adsorptionsbehandlung resultieren.

JP-A-6-33086 zeigt die Entschwefelung, die durch die Fette und Öle und Silicagel durchgeführt wird.

Die Aufgabe dieser Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Erzeugung eines Esters mit niedrigem Schwefelgehalt aus einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, und einem niedrigen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen anzugeben, ohne dass eine Verschlechterung der Selektivität und eine Verminderung der Ausbeute aufgrund der Bildung von Nebenprodukten, etc. resultiert, ebenso wie ein Verfahren zur Erzeugung eines Alkohols aus dem durch dieses Verfahren erhaltenen Ester als Ausgangsmaterial, ohne Verminderung der Aktivität des Katalysators anzugeben.

Diese Erfindung gibt ein Verfahren zur Herstellung einer Esterverbindung an, umfassend die Reaktion einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, mit einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und die anschließende Adsorptionsbehandlung der erhaltenen Esterverbindung mit zumindest einem Adsorbens (Adsorbens A), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Lehm und Aktivkohle.

Mit anderen Worten gibt diese Erfindung ein Verfahren zur Reinigung einer Esterverbindung an, umfassend die Adsorptionsbehandlung der Esterverbindung, die durch die Reaktion einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, mit einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen erhältlich ist, mit zumindest einem Adsorbens (Adsorbens A), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Lehm und Aktivkohle.

Die oben angegebenen Verfahren können weiterhin die Adsorptionsbehandlung des Produktes mit einem Adsorbens vom Hydrierungs-Zersetzungstyp, umfassend Ni und/oder Cu (nachfolgend als Adsorbens B bezeichnet) in Wasserstoffgas oder einem gemischten Gas aus Wasserstoffgas und einem Inertgas umfassen.

Die Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Alkohols an, umfassend die Hydrierung einer Esterverbindung, die durch das oben angegebene Verfahren erhalten wird.

Die Erzeugung eines Esters aus einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, und einem niedrigen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wird durch Umesterung zwischen natürlichen Fetten und Ölen und einem niedrigen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen durchgeführt.

Die hierin verwendeten natürlichen Fette und Öle umfassen tierische Fette und Öle wie Talg und Fischöl und pflanzliche Fette und Öle wie Palmkernöl, Kokosnussöl, Palmöl, Sojabohnenöl und Rapssamenöl. Insbesondere sind Fette und Öle mit C_8-22-Fettsäuren als Bestandteilsfettsäuren bevorzugt, und insbesondere sind pflanzliche Fette und Öle bevorzugt.

Der niedrige Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen umfasst Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol usw.

Die Umesterung kann durch irgendein bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Für die Reaktion kann ein kontinuierliches Reaktionssystem oder ein absatzweise betriebenes System angewandt werden, wenn aber der Ester in großen Mengen erzeugt wird, ist die kontinuierliche Reaktion bevorzugt. Als Umesterungskatalysator wird im allgemeinen ein homogener Alkalikatalysator wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Natriumalkoholat verwendet, aber ein fester Katalysator wie ein Ionenaustauschharz, wasserhaltiges Zirkoniumhydroxid, Aluminiumphosphat und mit Schwefelsäure dotiertes Zirkoniumoxid, Titansilikat kann ebenfalls verwendet werden. Wenn der homogene Alkalikatalysator verwendet wird, wird die Reaktion im allgemeinen unter folgenden Bedingungen durchgeführt. Die Reaktionstemperatur ist 30 bis 90°C, bevorzugt 40 bis 80°C und der Reaktionsdruck liegt im Bereich von atmosphärischem Druck bis 0,5 MPa und bevorzugt wird die Reaktion bei atmosphärischem Druck durchgeführt. Im Hinblick auf die Kosten und die Reaktivität wird der niedrige Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bevorzugt in einer Menge von 1,5 bis 10 Mol pro Mol der Ausgangsfette und -öle verwendet. Wenn freie Fettsäuren in den Ausgangsfetten und -ölen enthalten sind, ist es ebenfalls wirksam, dass vor der Umesterung mit dem Alkalikatalysator die Fettsäuren zuvor durch Verbrennung eines sauren Katalysators wie Schwefelsäure und p-Toluolsäure verestert werden.

Der Ester in dieser Erfindung ist als Ester geeignet, der für die Erzeugung eines Alkohols verwendet wird, der insbesondere durch katalytische Reaktion erhalten wird.

Der somit erhaltene Ester einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, und eines niedrigen Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wird einer Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" unterworfen, wodurch ein Ester mit einer niedrigen Schwefel-Konzentration erzeugt werden kann.

Als Adsorbens "A" können im allgemeinen Lehm oder Aktivkohle, die kommerziell erhältlich und kostengünstig sind, verwendet werden, und Lehm ist bevorzugt. Der Lehm umfasst zum Beispiel Aktivlehm oder sauren Lehm, der im wesentlichen aus natürlich auftretendem Lehm auf Montmorilonitbasis besteht, oder ein gereinigtes Produkt aus einem solchen Lehm und synthetischem Lehm und angesichts der Kosten und Adsorptionsleistung sind Aktivlehm und saurer Lehm bevorzugt.

In Abhängigkeit von dem Adsorptionsbehandlungssystem und der Form der Reaktionseinheit kann die Form des Adsorens "A" geeignet aus pulverförmigen, sphärischen und zylindrischen Formlingen ausgewählt werden. Als Adsorptionsbehandlungssystem kann das kontinuierliche, halbabsatzweise oder absatzweise System angewandt werden und bei der kontinuierlichen Behandlung kann das Suspensionssystem oder ein Festbettsystem verwendet werden.

Die Temperatur für die Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" ist bevorzugt 10 bis 150°C, mehr bevorzugt 30 bis 130°C im Hinblick auf die Unterdrückung von Nebenreaktionen wie die Esterzersetzung. Bei der Bleichbehandlung von Fetten und Ölen mit Aktivlehm wird im allgemeinen die Behandlung unter Dehydratisierungsbehandlungen wie hohe Temperatur, reduziertem Druck durchgeführt, aber in dieser Erfindung ist die Schwefeladsorption beabsichtigt, und somit sind die Dehydratisierungsbedingungen nicht notwendig erforderlich und eine ausreichende Adsorption ist bei niedrigen Temperaturen wie etwa Raumtemperatur möglich. Der Druck kann atmosphärischer oder reduzierter Druck sein, um diese Behandlung durchzuführen.

Das atmosphärische Gas in der Behandlung ist nicht begrenzt, und ein willkürliches atmosphärisches Gas wie Luft, Inertgas wie Stickstoff oder Argon, Wasserstoffgas oder ein gemischtes Gas davon kann ausgewählt werden. Wenn die Behandlung nur mit dem Adsorbens "A" durchgeführt wird, sind Luft oder Stickstoff bevorzugt.

Die Menge des Adsorbens "A" ist bevorzugt 0,01 bis 10,0 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,1 bis 3,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 0,2 bis 2,0 Gew.-% für die Verwendung, bezogen auf den Ester.

Im Stand der Technik ist bekannt, die Adsorptionsbehandlung (Behandlung mit aktivem Lehm) von Fetten und Ölen durchzuführen, aber deren Wirkung bezüglich der Entfernung von Schwefelverbindungen ist gering. Auf der anderen Seite entfaltet die Adsorptionsbehandlung des Esters aus einer Fettsäure, die von Fetten und Ölen stammt, und einem niedrigen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen mit dem Adsorbens "A" eine signifikante Wirkung bei der Entfernung von Schwefelverbindungen. Der Grund liegt vermutlich darin, dass der Ester aus einem niedrigen Alkohol den Fetten und Ölen als Lösungsmittel für die Adsorption von Schwefelverbindungen überlegen ist und dass im Vergleich zu Schwefelverbindungen, die in Fetten und Ölen vorhanden sind, die in dem Ester aus einem niedrigen Alkohol enthaltenen Schwefelverbindungen in einer solchen Form vorliegen, dass sie leicht adsorbiert werden können.

Es ist ebenfalls wirksam, dass der Ester aus einem niedrigen Alkohol vor oder nach der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" einer Destillation zur Entfernung von Verunreinigungen und zur weiteren Verminderung der Konzentration in einem solchen Bereich unterworfen wird, dass die Ausbeute sich nicht vermindert.

Erfindungsgemäß kann ein Ester mit einer weiter erniedrigten Schwefelkonzentration durch eine Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" in Wasserstoff oder einer gemischten Gasatmosphäre aus Wasserstoff und einem Inertgas in Kombination mit dem obigen Schritt der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" erzeugt werden. Im Hinblick auf die Reihenfolge der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" und der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" sind irgendwelche Verfahren zur Durchführung der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" und anschließend der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" oder die Durchführung der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" und dann der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" oder der gleichzeitigen Durchführung dieser Adsorptionsbehandlungen zur Durchführung dieser Erfindung wirksam, aber das Verfahren zur Durchführung der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" und anschließend der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" ist bevorzugt.

Das erfindungsgemäß verwendete Adsorbens "B" ist ein Adsorbens vom Hydrierungszersetzungstyp, umfassend Ni und/oder Cu, das Schwefelverbindungen hydriert und zersetzt, um diese als Sulfide zu adsorbieren. Üblicherweise ist das Adsorbens "B" bevorzugt ein Adsorbens, das auf Trägern getragen oder mit diesen vermischt ist und der Ni-Gehalt ist bevorzugt 10 bis 200%, bezogen auf die Trägerkomponente, und das Atomverhältnis von Cu zu Ni (Cu/Ni) ist bevorzugt 0 bis 8. Die hierin verwendeten Träger werden aus bekannten Trägern wie Silica, Alumina, Silica-Alumina, Zeolith, Diatomeenerde, Aktivlehm, Titandioxid, Zirkoniumoxid und Aktivkohle ausgewählt. Die Form des Adsorbens "B" wird geeignet aus pulverförmigen, sphärischen und zylindrischen Formlingen in Abhängigkeit von dem Adsorptionssystem ausgewählt.

Als Adsorptionsbehandlungssystem mit dem Adsorbens "B" können irgendwelche allgemein verwendeten Systeme wie Suspensionssysteme und Festbettsystem angewandt werden. Bei einer Behandlung in großem Umfang ist ein kontinuierliches Festbettsystem vorteilhaft.

Wenn die Adsorptionsbehandlung kontinuierlich in einem Festbettsystem durchgeführt wird, wird die Behandlung unter folgenden Bedingungen durchgeführt. Das atmosphärische Gas ist bevorzugt Wasserstoff oder ein gemischtes Gas aus einem Inertgas mit 1 Volumen% oder mehr Wasserstoff und das Inertgas umfasst Stickstoff, Argon, Helium oder Methan. Die Fließrate von Wasserstoff oder einem mit Wasserstoff gemischten Gas wird bevorzugt in einem solchen Bereich eingestellt, dass das molare Verhältnis von Wasserstoff zu der Estergruppe 0,1 bis 300 ist, wobei das molare Verhältnis vom Verseifungswert des behandelten Esters berechnet wird. Der Druck des atmosphärischen Gases ist bevorzugt 0,01 bis 50 MPa, mehr bevorzugt 0,1 bis 30 MPa. Im Hinblick auf das Erzielen einer ausreichenden Adsorptionsrate ist die Behandlungstemperatur bevorzugt 40°C oder mehr, mehr bevorzugt 50°C oder mehr. Im Hinblick auf die Unterdrückung von Nebenreakionen wie Hydrierungszersetzung ist die Behandlungstemperatur bevorzugt 250°C oder weniger und mehr bevorzugt 200°C oder weniger. Die stündliche Flüssigraumgeschwindigkeit (LHSV) des Esters ist bevorzugt 0,1 oder mehr im Hinblick auf die Verbesserung der Produktivität und Unterdrückung der Nebenreaktionen wie Hydrierungszersetzung, und gleichzeitig ist LHSV 5 oder weniger im Hinblick auf das Erzielen einer ausreichenden Adsorptionsleistung.

Wenn der mit dem Adsorbens "A" behandelte Ester anschließend einer Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" unterzogen wird, wird die Adsorptionsrate davon mit dem Adsorbens "B" signifikant erhöht im Vergleich zu der Adsorptionsrate, wenn der Ester nicht mit dem Adsorbens "A" behandelt ist, aber der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" unterworfen wird. Diese Wirkung bezüglich der Verbesserung der Adsorptionsrate bedeutet, dass Schwefelverbindungen, die auf dem Adsorbens "B" kaum adsorbiert sind, selektiv (oder bevorzugt) bei der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" adsorbiert werden. Das heißt, die besonders bemerkenswerte Wirkung dieser Erfindung ist der Selektivität der Schwefelverbindungen für die Adsorption in den jeweiligen Schritten zuzuschreiben, d. h. dem Schritt der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" und dem Schritt der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B", und durch die Kombination der jeweiligen Schritte kann ein Ester mit einem weiter erniedrigten Schwefelgehalt erzeugt werden.

Ein weiterer Vorteil, der mit der Kombination der Schritte der Adsorptionsbehandlungen mit den Adsorbentien "A" und "B" erzielt wird, liegt darin, dass die Adsorptionsbeladung des teuren Adsorbens "B" signifikant vermindert werden kann. Wenn das Adsorbens "B" zum Beispiel direkt in dem Suspensionssystem verwendet wird, kann die Menge des verwendeten Adsorbens vermindert werden, die Behandlungszeit kann verkürzt werden und die Behandlungsbedingungen können moderat gemacht werden. Wenn es auf der anderen Seite in dem Festbettsystem verwendet wird, kann die Menge des verwendeten Adsorbens vermindert werden und die Lebensdauer des Adsorbens "B" kann signifikant verbessert werden. Die Adsorptionsleistung des Adsorbens "B" kann in einem maximalen Ausmaß in kleinen Anlagen für eine verlängerte Zeitperiode ohne die Notwendigkeit für den häufigen Austausch des teuren Adsorbens "B" bewiesen werden, wodurch eine signifikante Kostenverminderung verursacht wird.

Der Ester mit niedrigem Schwefelgehalt, der durch dieses Verfahren erzeugt wird, ist insbesondere nützlich als Ausgangsmaterial für die Erzeugung eines Alkohols durch Hydrierungsreaktion in der Gegenwart eines Hydrierungskatalysators. Wegen des geringen Schwefelgehaltes gibt es einen geringeren Abfall der Aktivität des Hydrierungskatalysators und insbesondere bei der kontinuierlichen Festbettreaktion kann die Lebensdauer des Katalysators signifikant verbessert werden.

Nachfolgend wird das Verfahren zur Erzeugung eines Alkohols durch Hydrierung des Esters mit niedrigem Schwefelgehalt, der erfindungsgemäß erzeugt wird, beschrieben.

Als Hydrierungskatalysator werden allgemein bekannte Katalysatoren, die auf Kupfer und Edelmetallen wie Palladium und Platin basieren, verwendet. Die Katalysatoren auf Kupferbasis umfassen Kupfer-Chrom, Kupfer-Zink, Kupfer-Eisen- Aluminium und Kupfer-Silica. In der Gegenwart von irgendeinem der beschriebenen Katalysatoren kann die Hydrierungsreaktion in irgendeinem der verwendeten Reaktionssysteme wie Flüssigphasensuspensionsbettsystem und Festbettsystem durchgeführt werden.

Wenn die Reaktion in dem Flüssigphasen-Suspensionsbettsystem durchgeführt wird, kann die Menge des Katalysators, obwohl sie bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-% ist, bezogen auf den Ester, willkürlich in einem solchen Bereich ausgewählt werden, um die praktische Reaktionsausbeute zu erzielen, und zwar in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur oder dem Reaktionsdruck. Die Reaktionstemperatur ist bevorzugt 160 bis 350°C, mehr bevorzugt 200 bis 280°C. Der Reaktionsdruck ist bevorzugt 0,1 bis 35 MPa, bevorzugt 3 bis 30 MPa.

Wenn die Reaktion kontinuierlich in dem Festbettsystem durchgeführt wird, wird der Katalysator mit zylindrischer, Pellet- oder sphärischer Form verwendet. Die Reaktionstemperatur ist bevorzugt 130 bis 300°C, mehr bevorzugt 150 bis 270°C, und der Reaktionsdruck ist bevorzugt 0,1 bis 30 MPa. Angesichts der Produktivität und Reaktivität wird der LHSV-Wert willkürlich in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen bestimmt.

Erfindungsgemäß kann ein niedriger Alkylester aus einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, mit niedrigem Schwefelgehalt und mit geringeren Kosten ohne Verschlechterung der Selektivität und Reaktion der Ausbeute aufgrund der Bildung von Nebenprodukten erzeugt werden.

Weiterhin kann ein Alkohol aus dem durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Ester als Ausgangsmaterial ohne Erniedrigung der Aktivität des Katalysators erzeugt werden. Diese Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.

Die Messung der Schwefelkonzentrationen in den Beispielen wurde unter Verwendung des Analysegerätes zum Messen des Gesamtschwefelgehaltes in Spurenmengen 7000 TS von ANTEK Co., Ltd. durchgeführt.

Beispiel 1

24 Gew.-% Methanol, 0,10 Gew.-% 98%-ige Schwefelsäure wurden zu Palmkernöl gegeben, das zuvor mit Aktivlehm (0,5% WAC REGULAR 1B (Marke), hergestellt von TAIKO CLAY MARKETING SDN. BHD, 115°C, 15 kPa) behandelt worden war, und die Mischung wurde 1 h bei 70°C reagiert. Anschließend wurde die gebildete Glycerinschicht entfernt, während 0,30 Gew.-% kaustisches Soda und 10 Gew.-% Methanol in 3 unterteilten Portionen zum Palmkernöl gegeben und bei 50°C 3 h reagiert. Nach der Reaktion wurde die Ölschicht mit Wasser gewaschen, unter Erhalt eines Palmkernölfettsäuremethylesters. Der resultierende Palmkernölfettsäuremethylester wurde weiterhin destilliert, unter Erhalt eines Palmkernölfettsäuremethylesters mit einer Schwefelkonzentration von 0,75 mg/kg.
50 g des obigen Methylesters und Aktivlehm, hergestellt von Mizusawa Kagaku Kogyo Co., LTd. (Markenname: Gareon Earch NS), 0,5 g (1,0 Gew.-% bezogen auf den Methylester) wurden in einen 100 ml Kolben gegeben und bei 60°C 90 min unter atmosphärischem Druck gerührt. Der Aktivlehm wurde durch Filtration entfernt und die Konzentration des Schwefels im Methylester wurde gemessen und die Reduktion der Menge des Schwefels und der Adsorptionsgrad wurden durch die folgenden Formeln bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Reduktion der Menge an Schwefel (mg/kg) = S₀-S₁

Adsorptionsgrad (%) = (S₀-S₁) × 100/S₀
In den Formeln bedeuten S₀ die Konzentration an Schwefel (mg/kg) vor der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" und S₁ die Konzentration an Schwefel (mg/kg) nach der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A".

Beispiel 2

Die Adsorptionsbehandlung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Aktivlehms (Gareon Earch NS) 0,5 Gew.-%, bezogen auf den Methylester, waren, und die Reduktion der Menge an Schwefel und der Adsorptionsgrad wurden auf gleiche Weise bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 3

Die Adsorptionsbehandlung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Aktivlehms (Gareon Earth NS) 3,0 Gew.-%, bezogen auf den Methylester waren, und dass die Behandlungszeit auf 180 min eingestellt wurde, und die Reduktion der Schwefelmenge und der Adsorptionsgrad wurden auf gleiche Weise bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 4

Die Adsorptionsbehandlung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Aktivkohle (Warenname: YP-17) hergestellt von Kuraray Chemical Co., Ltd. in einer Menge von 1,0 Gew.-%, bezogen auf den Methylester verwendet wurde und die Reduktion der Schwefelmenge und der Adsorptionsgrad wurden auf gleiche Weise bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel

Die Adsorptionsbehandlung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Silica- Alumina (Warenname: KW#700), hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., bestehend aus Silica und Alumina, gleichermaßen wie Aktivlehm in einer Menge von 1,0 Gew.-%, bezogen auf den Methylester verwendet wurde und die Reduktion der Schwefelmenge und der Adsorptionsgrad wurden auf gleiche Weise bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Wie aufgrund von Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde die Schwefelkonzentration in den erfindungsgemäßen Beispielen signifikant trotz der Vorbehandlung der Fette und Öle mit Aktivlehm vermindert.

Beispiel 5

Der Methylester wurde einer Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 unterworfen, mit der Ausnahme, dass die Menge des Methylesters 300 g, die Menge des Aktivlehms (Marke: Gareon Earth NS) 3,0 g (1,0 Gew.-%, bezogen auf den Methylester) waren und dass die Behandlungszeit 180 min betrug, und der somit behandelte Methylester (Schwefelkonzentration 0,42 mg/kg) wurde mit dem Adsorbens "B" der folgenden Adsorptionsbehandlung unterzogen.
Als Adsorbens "B" wurden 2,0 g (1,0 Gew.-%, bezogen auf den Methylester) Ni/Silica-Alumina (Warenname: C46-7RS; Zusammensetzung: Ni = 52%, Silica-Alumina-Träger 38%; extrusionsgeformtes Produkt mit einem Durchmesser von 1/16 Inch, hergestellt von SÜD-CHEMIE Inc.) in einen Korb gegeben, der dann mit einem Rührstab in einem 500 ml Autoklaven verbunden war. 200 g des obigen Methylesters, der mit dem Adsorbens "A" behandelt war, wurden in den Autoklaven gegeben, die Atmosphäre in dem Autoklaven durch Wasserstoff ersetzt und der Methylester dann auf 135°C unter Wasserstofffluss bei 10 l/min erwärmt. Nachdem die Temperatur 135°C erreicht hatte, wurde Wasserstoff zur Erhöhung des Druckes auf 24,5 MPa eingeführt und bei dieser Stufe wurde die Adsorptionsbehandlungszeit mit 0 angesehen. Während der Behandlung wurden Proben gezogen, und die Adsorptionsbehandlung wurde insgesamt 120 min durchgeführt. Von der Schwefelkonzentrationen in den Proben wurde die Adsorptionsrate entsprechend der folgenden Formel bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.

Adsorptionsrage = ln(S₀/S_t)/t

worin S₀ die Konzentration des Schwefels (mg/kg) in 0 h und S_t die Konzentration an Schwefel (mg/kg) in t Stunden ist.

Vergleichsbeispiel 2

200 g des Methylesters (Schwefelkonzentration 0,75 mg/kg) mit dem keine Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" durchgeführt worden war, der in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde eine Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 5 unterworfen, und die Adsorptionsrate wurde auf gleiche Weise bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Beispiel 6

24 Gew.-% Methanol und 0,10 Gew.-% 98%-ige Schwefelsäure wurden zu rohem Kokosnussöl gegeben und bei 70°C 1 h reagiert. Anschließend wurde die gebildete Glycerinschicht entfernt, während 0,25 Gew.-% kaustisches Soda und 9 Gew.-% Methanol in 3 unterteilten Portionen zu dem Kokosnussöl gegeben wurden und 4 h bei 50°C reagiert wurden. Nach der Reaktion wurde die Ölschicht mit Wasser gewaschen, unter Erhalt eines Kokosnussmethylfettsäureesters mit einer Schwefelkonzentration von 2,8 mg/kg.
2000 g des resultierenden Kokosnussölfettsäuremethylesters wurden in einen 3 l Kolben gegeben und 10 g Aktivlehm (Warenname: PAGODA, P. T. MADU LINGGA PERKASA Co., Ltd.) (0,5 Gew.-%, bezogen auf den Methylester) wurden als Adsorbens "A" zugegeben und 1 h bei atmosphärischem Druck bei 60°C gerührt. Die Schwefelkonzentration in dem Methylester in einem durch Filtration erhaltenen Filtrat war 2,1 mg/kg.
1700 g des obigen Methylesters, der mit dem Adsorbens "A" behandelt war, wurde destilliert (Bodenschnitt). Die Destillationsbedingungen waren wie folgt: Sulzer-Packung (Zahl der theoretischen Stufen = 5) wurde verwendet; Rückflussverhältnis = 1; endgültige Bodentemperatur, 240°C; Säulenoberdruck 0,8 kPa, Destillationsausbeute 97%. Die Schwefelkonzentration im Methylester nach der Destillation betrug 0,53 mg/kg.
Nachfolgend wurde die Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" auf gleiche Weise wie bei Beispiel 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass ein Methylester vom Bodenschnitt verwendet wurde, und die Adsorptionsrate wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Kokosnussölfettsäuremethylester (Schwefelkonzentration 2,8 mg/kg), erhalten durch Umesterung des rohen Kokosnussöls mit Methanol auf gleiche Weise wie bei Beispiel 6, wurde ohne Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "A" einer Destillation (Bodenschnitt) unter den gleichen Bedingungen unterworfen. Die Schwefelkonzentration in dem Methylester nach der Destillation war 0,78 mg/kg.
Anschließend wurde die Adsoptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" auf gleiche Weise wie bei Beispiel 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass dieser Methylester vom Bodenschnitt verwendet wurde und die Adsorptionsrate wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

Beispiel 7

Ein Kokosnussölfettsäuremethylester, erhalten durch Umesterung eines rohen Kokosnussöls mit Methanol auf gleiche Weise wie bei Beispiel 6, wurde einer Adsorptionsbehandlung mit Aktivlehm (gleiches Adsorbens "A" wie bei Beispiel 6) in einer Menge von 0,5 Gew.-%, bezogen auf den Methylester, bei 60°C, atmosphärischem Druck und für 1 h unterworfen. Nach der Filtration wurde eine Destillation durchgeführt, unter Erhalt einer Methylesterfraktion mit einer Schwefelkonzentration von 1,4 mg/kg.
Diese Methylesterfraktion wurde einer Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens "B" und aufeinander folgend einer Hydrierungsreaktion in einer Festbettreaktionseinheit unter folgenden Bedingungen unterworfen: Die Festbettreaktionseinheit war mit 2 Säulen in Serie ausgerüstet, worin die erste Säule mit 200 ml Ni/Silika- Alumina (gleiches Adsorbens "B" wie bei Beispiel 5) und die zweite Säule mit 400 ml Kupfer-Zink-Katalysator, der auf Titandioxid getragen war (Zusammensetzung: Cu = 35%, Zn = 1,8%, 50% TiO₂-Träger, Form: 3,2 mm ∅ × 3,2 mm zylindrische Form) beladen war. Die Bedingungen für die Adsorption auf der ersten Säule, die mit dem Adsorbens "B" beladen war, waren so, dass der Druck 19,6 MPa, die Temperatur 90°C und die Zuführrate des Methylesters 400 ml/h waren. Die Konzentration des Schwefels in dem Methylester nach der Behandlung mit der ersten Säule waren 0,25 mg/kg.
Die Bedingungen für die Hydrierungsreaktion in der zweiten Säule, die mit dem Hydrierungskatalysator beladen war, waren so, dass der Druck 19,6 MPa und die Temperatur 220°C waren. Die GC-Ausbeute eines Alkohols, der nach der Hydrierungsreaktion erhalten wurde, war 93,7% und der Verseifungswert war 15,2 mg KOH/g.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung einer Esterverbindung, umfassend die Reaktion einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen stammt, mit einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und die anschließende Adsorptionsbehandlung der erhaltenen Esterverbindung mit zumindest einem Adsorbens (Adsorbens A), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lehm und Aktivkohle.

2. Verfahren zur Erzeugung einer Esterverbindung, umfassend die Adsorptionsbehandlung der Esterverbindung, erhältlich durch Reaktion einer Fettsäure, die von natürlichen Fetten und Ölen abstammt, mit einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen mit zumindest einem Adsorbens (Adsorbens A), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Lehm und Aktivkohle.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend die Adsorptionsbehandlung mit einem Adsorbens vom Hydrierungszersetzungstyp, umfassend Ni und/oder Cu, in Wasserstoffgas oder einem gemischten Gas aus Wasserstoffgas und einem Inertgas.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Adsorbens A Lehm ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Adsorbens A Aktivlehm oder saurer Lehm ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens A bei 10 bis 150°C durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin nach der Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens A die Adsorptionsbehandlung mit dem Adsorbens B durchgeführt wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines Alkohols, umfassend die Hydrierung der Esterverbindung, erhältlich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.