JP2013245281A - Method for producing desulfurized fatty acid or fatty acid ester - Google Patents
Method for producing desulfurized fatty acid or fatty acid ester Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013245281A JP2013245281A JP2012119453A JP2012119453A JP2013245281A JP 2013245281 A JP2013245281 A JP 2013245281A JP 2012119453 A JP2012119453 A JP 2012119453A JP 2012119453 A JP2012119453 A JP 2012119453A JP 2013245281 A JP2013245281 A JP 2013245281A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fatty acid
- bromine
- desulfurized
- adsorbent
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルの製造方法、及びその製造方法で得られる脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルを原料とするアルコールの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a desulfurized fatty acid or fatty acid ester, and a method for producing an alcohol using a desulfurized fatty acid or fatty acid ester obtained by the production method as a raw material.
ヤシ油やパーム油等の油脂由来の脂肪酸又は脂肪酸エステルは天然由来の長鎖炭化水素源として、機能素材の原料、バイオ燃料等として有用である。特にこれを水素添加することで得られる高級アルコールは界面活性剤等の原料として有用である。天然油脂由来の脂肪酸又は脂肪酸エステルには、微量成分として水素添加触媒を被毒する硫黄を有する化合物(以下硫黄成分ともいう。)が含有されているため、アルコールの製造に用いるためには硫黄成分を除く必要がある。 Fatty acids or fatty acid esters derived from fats and oils such as coconut oil and palm oil are useful as a natural long-chain hydrocarbon source, a raw material for functional materials, a biofuel, and the like. In particular, higher alcohols obtained by hydrogenating them are useful as raw materials for surfactants and the like. Since fatty acids or fatty acid esters derived from natural fats and oils contain sulfur-containing compounds that poison the hydrogenation catalyst as trace components (hereinafter also referred to as sulfur components), sulfur components are required for use in alcohol production. It is necessary to exclude.
従来のメチルエステルを経由するアルコールの製造方法においては、メチルエステルの段階で蒸留を行うことで硫黄成分をある程度除くことができる。そして、蒸留後のメチルエステルを更に吸着剤で処理することで硫黄含有量の少ないメチルエステルを得ることができる(特許文献1)。
一方、コスト及び環境負荷低減の目的で、メチルエステルを経ず、また、水素添加の前段階での蒸留を行わない、油脂又は脂肪酸からの直接水素添加法によるアルコールの製造が提案されており、これに伴う新たな脱硫技術の開発が望まれている。
In a conventional method for producing an alcohol via a methyl ester, sulfur components can be removed to some extent by performing distillation at the methyl ester stage. And the methyl ester with little sulfur content can be obtained by processing the methyl ester after distillation with an adsorption agent (patent document 1).
On the other hand, for the purpose of cost and environmental load reduction, alcohol production by a direct hydrogenation method from fats and oils or fatty acids, which does not undergo methyl ester and does not undergo distillation in the previous stage of hydrogenation, has been proposed, Along with this, development of new desulfurization technology is desired.
特許文献2には、燃料油を、過酸化水素、カルボン酸、及び酸触媒もしくは酸を含有する酸化剤で処理した後、吸着剤と接触させて処理することで、脱硫する方法が開示されている。特許文献2では、対象となる燃料油として、実際に効果が確認されているのは灯油のみである。
このように、石油化学分野においても環境への影響や、臭気や色相悪化を防ぐために水素化脱硫法等の脱硫手段が種々提案されているが、石油化学分野における脱硫は下記の理由から、そのまま油脂の脱硫方法として適用することはできない。
・主たる硫黄成分がベンゾチオフェン等の芳香族の硫黄成分であること
・反応温度を300℃以上にて実施していること
・硫黄成分濃度の初期値及び低減目標値が高いこと
Patent Document 2 discloses a method of desulfurizing a fuel oil by treating it with hydrogen peroxide, a carboxylic acid, and an acid catalyst or an oxidizing agent containing an acid, and then bringing the fuel oil into contact with an adsorbent. Yes. In patent document 2, as a target fuel oil, only kerosene has actually been confirmed to be effective.
As described above, various desulfurization means such as hydrodesulfurization methods have been proposed in the petrochemical field in order to prevent environmental impacts, odors, and hue deterioration. It cannot be applied as a desulfurization method for fats and oils.
・ The main sulfur component is an aromatic sulfur component such as benzothiophene ・ The reaction temperature is 300 ° C. or higher ・ The initial value of sulfur component concentration and the reduction target value are high
また、気相中における硫黄成分の除去方法として、特許文献3は、硫黄成分として実質的に硫化アルキルのみを10ppm以下の濃度で含む気体を、臭素を吸着せしめた活性炭と接触させて硫化アルキルを除去する方法を開示している。ここでは、気相中に存在する硫化アルキルを除去しており、液相での適用については、特に言及されていない。更に、油脂中の硫黄成分の組成については必ずしも明らかではないが、硫化アルキルのみではない。 As a method for removing a sulfur component in the gas phase, Patent Document 3 discloses that a gas containing substantially only alkyl sulfide as a sulfur component at a concentration of 10 ppm or less is brought into contact with activated carbon adsorbed with bromine to obtain alkyl sulfide. A method of removal is disclosed. Here, the alkyl sulfide existing in the gas phase is removed, and no particular mention is made of application in the liquid phase. Furthermore, although it is not necessarily clear about the composition of the sulfur component in fats and oils, it is not only alkyl sulfide.
本発明は、新たな脂肪酸又は脂肪酸エステルの脱硫方法を提供するものであり、特に、メチルエステルの経由や蒸留の必要のない、脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルの製造方法、及び、その製造方法で得られる脂肪酸又は脂肪酸エステルを原料とするアルコールの製造方法を提供する。 The present invention provides a new method for desulfurization of fatty acids or fatty acid esters, and in particular, a method for producing desulfurized fatty acids or fatty acid esters that do not require methyl ester or distillation, and a method for producing the same. Provided is a method for producing an alcohol using the resulting fatty acid or fatty acid ester as a raw material.
本発明者らは、硫黄成分を含有する原料油脂を臭素系酸化剤と接触させて、それと同時に又はそれに引き続いて、洗浄又は吸着処理を行うことで、脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルが製造できることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の[1]及び[2]に関する。
[1] 下記工程1及び工程2を含み、工程1に次いで工程2を行う、又は工程1と工程2と同時に行う、脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルの製造方法。
工程1:脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上と、硫黄成分と、を含有する原料油脂に、液相にて臭素系酸化剤を接触させる工程
工程2:(a)極性溶媒による洗浄処理又は(b)吸着剤による吸着処理を行う工程
[2] [1]の製造方法で得られた脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルに対して、周期律表第8族、第9族、及び第10族から選ばれる1種又は2種以上の金属を含む触媒を用いて水素添加反応を行う、アルコールの製造方法。
The inventors of the present invention have made it possible to produce a desulfurized fatty acid or fatty acid ester by bringing a raw material fat containing a sulfur component into contact with a bromine-based oxidant and performing washing or adsorption treatment at the same time or subsequently. I found it.
That is, the present invention relates to the following [1] and [2].
[1] A method for producing a desulfurized fatty acid or fatty acid ester, comprising the following step 1 and step 2, and performing step 2 after step 1 or simultaneously with step 1 and step 2.
Step 1: A step of bringing a bromine-based oxidant into contact with a raw material fat containing one or more selected from fatty acids and fatty acid esters and a sulfur component in a liquid phase Step 2: (a) With a polar solvent For the desulfurized fatty acid or fatty acid ester obtained by the production method of [2] [1], in which washing treatment or (b) adsorption treatment with an adsorbent is performed, Periodic Table Groups 8 and 9; A method for producing an alcohol, wherein a hydrogenation reaction is carried out using a catalyst containing one or more metals selected from Group 10.
本発明により、脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルが容易に得られる。特に、メチルエステルの経由や蒸留をしなくても、硫黄成分の含有量の低い脂肪酸又は脂肪酸エステルを効率よく得ることができる。
更に得られた脂肪酸又は脂肪酸エステルを原料として、効率的に水素添加法にてアルコールを製造することができる。
According to the present invention, desulfurized fatty acid or fatty acid ester can be easily obtained. In particular, a fatty acid or a fatty acid ester having a low sulfur component content can be efficiently obtained without passing through a methyl ester or distillation.
Furthermore, alcohol can be efficiently produced by the hydrogenation method using the obtained fatty acid or fatty acid ester as a raw material.
本発明の脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルの製造方法は、下記工程1及び工程2を含み、工程1に次いで工程2を行う、又は工程1と工程2と同時に行う方法である。
工程1:脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上と、硫黄成分と、を含有する原料油脂に、液相にて臭素系酸化剤を接触させる工程
工程2:(a)極性溶媒による洗浄処理又は(b)吸着剤による吸着処理を行う工程
The method for producing a desulfurized fatty acid or fatty acid ester of the present invention includes the following step 1 and step 2, and is a method in which step 2 is followed by step 2 or simultaneously with step 1 and step 2.
Step 1: A step of bringing a bromine-based oxidant into contact with a raw material fat containing one or more selected from fatty acids and fatty acid esters and a sulfur component in a liquid phase Step 2: (a) With a polar solvent Cleaning process or (b) Adsorption process with adsorbent
[原料油脂]
本発明の製造方法において用いられる原料油脂は、脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上(以下単に「脂肪酸類」ともいう)と硫黄成分とを含有する。
脂肪酸としては、特に制限されないが、油脂を加水分解して得られる脂肪酸があげられる。
脂肪酸エステルとしては、特に制限されないが、油脂、油脂を炭素数1〜5の低級アルコールとエステル交換して得られる低級アルキルエステル、油脂を炭素数6〜25の高級アルコールとエステル交換して得られるワックス等が挙げられる。
ここで上記の油脂とは、トリグリセリドを主成分とする長鎖脂肪酸のグリセリンエステルを含む組成物を指し、ジグリセリド、モノグリセリド、脂肪酸等を含有していてもよい。ここで主成分とは、全体量の50質量%以上を占める成分を意味する。
油脂の原料としてはヤシ油、パーム核油、パーム油、大豆油、コーン油、藻油、ヤトロファ油等の植物油、牛脂、豚脂、魚油等の動物油等が挙げられる。これらの中では、安定供給性の観点から、植物油がより好ましく、界面活性剤等の高付加価値製品原料として有用な炭素数12、14のアルキル鎖長を多く含む観点から、ヤシ油及びパーム核油が更に好ましい。
原料油脂に含まれる脂肪酸又は、脂肪酸エステルの脂肪酸残基の炭素数としては8〜24が好ましく、10〜22がより好ましく、12〜18が更に好ましい。
脂肪酸又は脂肪酸エステルは単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
原料油脂中に含まれる脂肪酸又は脂肪酸エステルの含有量は、特に制限されないが、例えば、80質量%以上が好ましく、90質量%がより好ましく、95質量%以上が更に好ましい。当該含有量の上限は例えば100質量%である。
本発明の方法はいずれの原料油脂にも好適に用い得るが、油脂及び脂肪酸に適用することで、続くアルコールの製造を含めて低コスト低環境負荷のプロセスを提供することができる。
[Raw oil]
The raw material fat used in the production method of the present invention contains one or more selected from fatty acids and fatty acid esters (hereinafter also simply referred to as “fatty acids”) and a sulfur component.
Although it does not restrict | limit especially as a fatty acid, The fatty acid obtained by hydrolyzing fats and oils is mention | raise | lifted.
Although it does not restrict | limit especially as a fatty acid ester, The lower alkyl ester obtained by transesterifying fats and oils and fats and oils with a C1-C5 lower alcohol, and obtained by transesterifying fats and oils with C6-C25 higher alcohols A wax etc. are mentioned.
Here, the above fats and oils refer to a composition containing a glycerin ester of a long chain fatty acid mainly composed of triglyceride, and may contain diglyceride, monoglyceride, fatty acid and the like. Here, the main component means a component occupying 50% by mass or more of the total amount.
Examples of oils and fats include vegetable oils such as palm oil, palm kernel oil, palm oil, soybean oil, corn oil, algae oil, and Jatropha oil, and animal oils such as beef tallow, lard, and fish oil. Among these, vegetable oil is more preferable from the viewpoint of stable supply, and palm oil and palm kernel from the viewpoint of containing many alkyl chain lengths of 12 and 14 carbon atoms that are useful as raw materials for high value-added products such as surfactants. Oil is more preferred.
The number of carbon atoms of the fatty acid or fatty acid residue of the fatty acid ester contained in the raw material fat is preferably 8-24, more preferably 10-22, and still more preferably 12-18.
Fatty acids or fatty acid esters may be used alone or in combination of two or more.
Although content in particular of the fatty acid or fatty acid ester contained in raw material fats and oils is not restrict | limited, For example, 80 mass% or more is preferable, 90 mass% is more preferable, 95 mass% or more is still more preferable. The upper limit of the content is, for example, 100% by mass.
Although the method of this invention can be used suitably for any raw material fats and oils, by applying to fats and oils and fatty acids, it can provide a low-cost and low environmental load process including subsequent alcohol production.
硫黄成分としては、特に制限されないが、例えば、チオール類、スルフィド類、ジスルフィド類、チオカルボン酸類、並びにチオフェン等の芳香族硫黄成分が例示される。これらの成分は、本発明にて効率的に除去できる。
原料油脂(処理前)の硫黄含有量は、粗パーム核油や粗ヤシ油中に通常含有されている程度が好ましいが、例えば、5mg/kg以下が好ましく、より好ましくは3〜5mg/kgである。ここで本明細書において硫黄含有量は、実施例記載の方法により測定するものとする。
Although it does not restrict | limit especially as a sulfur component, For example, aromatic sulfur components, such as thiols, sulfides, disulfides, thiocarboxylic acids, and thiophene, are illustrated. These components can be efficiently removed in the present invention.
The sulfur content of the raw oil (before treatment) is preferably such that it is usually contained in the crude palm kernel oil or crude palm oil, but is preferably 5 mg / kg or less, more preferably 3 to 5 mg / kg. is there. Here, in this specification, sulfur content shall be measured by the method of an Example description.
本発明に用いられる原料油脂は、具体的には、例えば、粗ヤシ油、粗パーム核油、粗パーム油、粗大豆油、粗コーン油、粗藻油、粗ヤトロファ油等の粗植物油、粗牛脂、粗豚脂、粗魚油等の粗動物油から選ばれる一種又は二種以上が挙げられる。 Specifically, the raw material fats and oils used in the present invention are, for example, crude vegetable oils such as crude palm oil, crude palm kernel oil, crude palm oil, crude soybean oil, crude corn oil, crude algal oil, and crude jatropha oil, and crude beef tallow , One or more selected from crude animal oils such as crude pork fat and crude fish oil.
[臭素系酸化剤]
本発明にて用いられる臭素系酸化剤としては、臭素(Br2)、次亜臭素酸又はその塩、臭素酸又はその塩等が挙げられる。これらの臭素系酸化剤の中でも、コスト、取扱性、脱硫効率の観点から、臭素、次亜臭素酸又はその塩が好ましく、臭素が更に好ましい。
臭素系酸化剤の形態としては、特に制限されないが、原料油脂中の硫黄成分との接触効率を高める観点から液相状態であることが好ましい。例えば、原体、水溶液、有機溶液等が好適に用いられ、中でも、安価で取り扱いが容易である観点から、水溶液が好ましい。
水溶液中の臭素系酸化剤の濃度は、特に制限されないが、0.1〜3質量%が好ましく0.5〜2質量%がより好ましく、0.8〜1.5質量%が更に好ましい。
なお、臭素系酸化剤の形態として、活性炭などに担持された臭素を用いてもよい。
[Brominated oxidizer]
Examples of the bromine-based oxidizing agent used in the present invention include bromine (Br 2 ), hypobromous acid or a salt thereof, bromic acid or a salt thereof, and the like. Among these brominated oxidants, bromine, hypobromous acid or a salt thereof is preferable, and bromine is more preferable from the viewpoints of cost, handleability, and desulfurization efficiency.
Although it does not restrict | limit especially as a form of a bromine type oxidizing agent, It is preferable that it is a liquid phase state from a viewpoint of improving contact efficiency with the sulfur component in raw material fats and oils. For example, a raw material, an aqueous solution, an organic solution, and the like are preferably used. Among these, an aqueous solution is preferable from the viewpoint of being inexpensive and easy to handle.
Although the density | concentration of the bromine type oxidizing agent in aqueous solution is not restrict | limited in particular, 0.1-3 mass% is preferable, 0.5-2 mass% is more preferable, 0.8-1.5 mass% is still more preferable.
In addition, you may use the bromine carry | supported by activated carbon etc. as a form of a bromine type oxidizing agent.
[工程1]
工程1は、脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上と、硫黄成分と、を含有する原料油脂に、液相にて臭素系酸化剤を接触させる工程である。
臭素系酸化剤の接触は例えば液相状態の原料油脂に対して撹拌下に、臭素系酸化剤を添加することで行われる。
ここで、液相状態とは、原料油脂中の脂肪酸類の融点以上かつ沸点以下の温度で、液体が存在する様態を指す。但し、少量の気相や固体が含有することを許容する。
接触時の状態を液相とすることで、原料を蒸発させるための過度のエネルギーを消費することなく、原料油脂中の硫黄成分と臭素系酸化剤の接触が効率的に行われる。
接触は、バッチ式の反応槽を用いてもよく、連続式の装置を用いてもよい。
接触時の温度は脂肪酸類が液相を保つ範囲であれば特に制限はない。常温で固体の油脂を用いる場合、いったん融点以上の温度で液体状態とした後に冷えて、過冷却液体となったものも好適に用いられる。操作の安定性上の観点から、20〜200℃が好ましく、30〜120℃がより好ましく、40〜80℃が更に好ましい。
接触時の圧力は、特に制限されないが、0.01〜1000kPaの範囲が好適である。
接触時間は硫黄成分の量、臭素系酸化剤の添加量、温度等の条件によって変わるが、通常0.1分〜600分の範囲で好適に行われる。
接触時の雰囲気は、特に制限されないが、脂肪酸類の着色等の品質劣化を防ぐ観点から窒素・アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
脂肪酸類はそのままで接触に供されるが、液相を保ちかつ流動性を保つ観点から、溶媒を用いてもよい。溶媒としては、アルコール類、炭化水素類が挙げられる。
[Step 1]
Step 1 is a step of bringing a bromine-based oxidant into contact with a raw material fat containing one or more selected from fatty acids and fatty acid esters and a sulfur component in a liquid phase.
The contact with the bromine-based oxidant is performed, for example, by adding the bromine-based oxidant to the liquid-phase raw material fat under stirring.
Here, the liquid phase state refers to a state in which a liquid exists at a temperature not lower than the melting point and not higher than the boiling point of fatty acids in the raw material fat. However, it is allowed to contain a small amount of gas phase or solid.
By making the state at the time of contact a liquid phase, the sulfur component in the raw material fat and the bromine-based oxidant are efficiently contacted without consuming excessive energy for evaporating the raw material.
For the contact, a batch type reaction vessel may be used, or a continuous type device may be used.
The temperature at the time of contact is not particularly limited as long as the fatty acids are in a liquid phase range. In the case of using a solid fat at normal temperature, it is also suitable to use a supercooled liquid that has been cooled to a liquid state at a temperature equal to or higher than the melting point and then cooled. From the viewpoint of operational stability, 20 to 200 ° C is preferable, 30 to 120 ° C is more preferable, and 40 to 80 ° C is still more preferable.
Although the pressure at the time of a contact is not restrict | limited in particular, the range of 0.01-1000 kPa is suitable.
The contact time varies depending on the conditions such as the amount of sulfur component, the amount of bromine-based oxidant added, and the temperature, but it is usually suitably performed in the range of 0.1 to 600 minutes.
Although the atmosphere at the time of contact is not particularly limited, it is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon from the viewpoint of preventing quality deterioration such as coloring of fatty acids.
Fatty acids are subjected to contact as they are, but a solvent may be used from the viewpoint of maintaining a liquid phase and maintaining fluidity. Examples of the solvent include alcohols and hydrocarbons.
臭素系酸化剤の使用量は原料油脂に対して、0.01〜120質量%の範囲が好ましく、0.05〜50質量%の範囲がより好ましく、0.1〜12質量%の範囲が更に好ましい。0.01質量%以上とすることで、十分許容できる短時間で酸化を行うことが可能となる。一方120質量%以下とすることで、後の洗浄又は吸着工程の負荷を低減することができる。
また、臭素系酸化剤の使用量は、原料油脂に含まれる硫黄元素1質量部あたり、5〜5000質量部が好適に用いられ、50〜1000質量部がより好ましく、100〜500質量部が更に好ましい。
The amount of bromine-based oxidizing agent used is preferably in the range of 0.01 to 120% by mass, more preferably in the range of 0.05 to 50% by mass, and further in the range of 0.1 to 12% by mass with respect to the raw material fat. preferable. By setting the content to 0.01% by mass or more, oxidation can be performed in a sufficiently acceptable short time. On the other hand, by setting it as 120 mass% or less, the load of a subsequent washing | cleaning or adsorption | suction process can be reduced.
Moreover, the usage-amount of a bromine type | system | group oxidizing agent uses 5-5000 mass parts suitably per 1 mass part of sulfur elements contained in raw material fats and oils, 50-1000 mass parts is more preferable, and 100-500 mass parts is further. preferable.
[工程2]
工程2は、(a)極性溶媒による洗浄処理又は(b)吸着剤による吸着処理のいずれかを含む工程である。
[Step 2]
Step 2 is a step including either (a) a cleaning treatment with a polar solvent or (b) an adsorption treatment with an adsorbent.
<(a)極性溶媒による洗浄処理>
本発明の洗浄処理工程にて用いられる極性溶媒としては、特に制限されないが、水又は、脂肪酸類と液液相分離する範囲で、有機溶媒を含む水溶液が用いられる。溶媒の具体例としてはメタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等が好適に用いられる。洗浄効率の観点から、水、又は水−メタノール混合溶媒が好ましい。分層性の観点から、メタノールと水との組み合わせ(95:5)もしくは水単独で用いる場合が更に好ましい。
洗浄時の温度は、特に制限されないが、脂肪酸類が液相を保つ範囲が好ましい。洗浄工程は、脂肪酸類が液相状態を保っている限り、工程1で液相状態とした後に室温まで冷えたものであっても、好適に行うことができる。具体的には操作の安定性の観点から20〜200℃が好ましく、30〜120℃がより好ましく、40〜80℃が更に好ましい。
洗浄は脂肪酸類に溶媒を添加し、十分撹拌した後分層させ、溶媒層を除去することによって行われる。向流式の吸収塔を用いて連続的に行うこともできる。
洗浄に用いる溶媒の使用量は原料油脂100部に対して、10〜1000部が好ましく、20〜500部がより好ましく、50〜200部がより好ましい。洗浄をバッチ式で行う場合は、数回に分けて行うことが好ましい。
洗浄の終点は、硫黄成分の分析によって決めることができる。
<(A) Cleaning treatment with polar solvent>
Although it does not restrict | limit especially as a polar solvent used at the washing | cleaning process of this invention, The aqueous solution containing an organic solvent is used in the range which carries out liquid-liquid phase separation with water or fatty acids. As specific examples of the solvent, methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and the like are preferably used. From the viewpoint of washing efficiency, water or a water-methanol mixed solvent is preferable. From the viewpoint of layer separation, it is more preferable to use a combination of methanol and water (95: 5) or water alone.
The temperature at the time of washing is not particularly limited, but a range in which the fatty acids maintain a liquid phase is preferable. As long as the fatty acids are kept in a liquid phase state, the washing step can be suitably performed even if the fatty acid is cooled to room temperature after being in the liquid phase state in Step 1. Specifically, 20-200 degreeC is preferable from a viewpoint of stability of operation, 30-120 degreeC is more preferable, and 40-80 degreeC is still more preferable.
Washing is performed by adding a solvent to the fatty acids, sufficiently stirring and then separating the layers, and removing the solvent layer. It can also be carried out continuously using a countercurrent absorption tower.
The amount of the solvent used for washing is preferably 10 to 1000 parts, more preferably 20 to 500 parts, and even more preferably 50 to 200 parts with respect to 100 parts of the raw oil and fat. When washing is carried out batchwise, it is preferably carried out in several steps.
The end point of washing can be determined by analyzing the sulfur component.
[(b)吸着処理]
(吸着剤)
本発明の工程1後の原料油脂に対して用いられる吸着剤は、特に制限されないが、例えば、活性炭、活性白土、シリカ、ゼオライト、イオン交換樹脂など公知の吸着剤が使用できる。これらの中では、活性炭やシリカ、活性白土が好ましく、高極性成分の除去に適しているという観点から活性白土及びシリカが更に好ましい。
なお、日本エンバイロケミカルズ社より販売されている添着炭(GS2X4/6G)は、活性炭上に臭素が付着したものであり、上記酸化処理と吸着処理を同時に行うことが可能である。
吸着剤の使用量は原料油脂に対して0.1〜10質量%が好ましく0.3〜5質量%が好ましく、0.5〜2質量%がより好ましい。
吸着処理は上記吸着剤を上記脂肪酸類に添加して、所定時間撹拌することで行われる。
吸着処理は、吸着剤を充填したカラムに、上記の脂肪酸類を通ずることでも実施できる。
カラムを用いる場合、液空間速度は1〜100/hが好ましく、10〜50/hが好ましい。
吸着温度は脂肪酸類が液相を保つ範囲が好ましい。工程1で液相状態とした後に室温まで冷えたものであっても、好適に行うことができる。具体的には操作の安定性の観点から、20〜200℃が好ましく、30〜160℃がより好ましく、40〜120℃が更に好ましい。
また、吸着時の圧力は、特に制限されないが、1〜1000kPaの範囲が好ましく、5〜300kPaがより好ましく、8〜100kPaの範囲が更に好ましい。
吸着時間は5〜300分が好ましく、10〜180分より好ましく、20〜150分が更に好ましい。
吸着処理後、濾過、遠心分離等の手段で脂肪酸類と吸着剤を分離することができる。
製品は通常の後処理によって得られる。溶媒を用いた場合は溶媒を蒸留除去して、目的物を得る。
工程2は工程1と同時又は工程1に引き続き行うことができる。
[(B) Adsorption treatment]
(Adsorbent)
The adsorbent used for the raw material fat after Step 1 of the present invention is not particularly limited, and known adsorbents such as activated carbon, activated clay, silica, zeolite, ion exchange resin can be used. Among these, activated carbon, silica, and activated clay are preferable, and activated clay and silica are more preferable from the viewpoint that they are suitable for removing highly polar components.
In addition, impregnated coal (GS2X4 / 6G) sold by Nippon Enviro Chemicals Co., which has bromine attached on activated carbon, can perform the oxidation treatment and the adsorption treatment at the same time.
0.1-10 mass% is preferable with respect to raw material fats and oils, and, as for the usage-amount of adsorbent, 0.3-5 mass% is preferable, and 0.5-2 mass% is more preferable.
The adsorption treatment is performed by adding the adsorbent to the fatty acids and stirring for a predetermined time.
The adsorption treatment can also be performed by passing the above fatty acids through a column packed with an adsorbent.
When using a column, the liquid space velocity is preferably 1 to 100 / h, more preferably 10 to 50 / h.
The adsorption temperature is preferably in the range where the fatty acids maintain a liquid phase. Even if it is cooled to room temperature after being in the liquid phase state in step 1, it can be carried out suitably. Specifically, from the viewpoint of operational stability, 20 to 200 ° C is preferable, 30 to 160 ° C is more preferable, and 40 to 120 ° C is still more preferable.
Moreover, the pressure at the time of adsorption | suction is although it does not restrict | limit in particular, The range of 1-1000 kPa is preferable, 5-300 kPa is more preferable, The range of 8-100 kPa is still more preferable.
The adsorption time is preferably 5 to 300 minutes, more preferably 10 to 180 minutes, and still more preferably 20 to 150 minutes.
After the adsorption treatment, the fatty acids and the adsorbent can be separated by means such as filtration and centrifugation.
The product is obtained by normal post-treatment. When a solvent is used, the solvent is distilled off to obtain the desired product.
Step 2 can be performed simultaneously with step 1 or subsequent to step 1.
工程1及び2の結果得られる、脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステル(以下単に「脱硫原料油脂」と称する)に含まれる硫黄含有量は3mg/kg以下、より好ましくは1mg/kg以下、更に好ましくは0.8mg/kg以下であり、水素添加反応等の各種反応の中間原料として好適に用いられる。 The sulfur content contained in the desulfurized fatty acid or fatty acid ester (hereinafter simply referred to as “desulfurized raw oil and fat”) obtained as a result of Steps 1 and 2 is 3 mg / kg or less, more preferably 1 mg / kg or less, still more preferably It is 0.8 mg / kg or less, and is suitably used as an intermediate raw material for various reactions such as a hydrogenation reaction.
[工程3]
本発明においては、工程3として、工程1及び工程2によって脱硫原料油脂をNi及びCuから選ばれる一種以上の金属を含有する吸着剤と接触させる工程を行うことができる。
工程3に用いられる吸着剤は、特に制限されないが、Ni及びCuから選ばれる少なくとも1種の金属を10〜85質量%(吸着剤全量中の金属酸化物としての含有量)含有し、かつ細孔直径20〜200nmの範囲の細孔容量が0.15〜1.0mL/gのものであり、Ni及びCuから選ばれる少なくとも1種の金属が担体に担持されたものが好ましい。
担体としては、特に制限されないが、例えばシリカ、アルミナ、シリカアルミナ、ゼオライト、珪藻土、活性白土、チタニア、ジルコニア、活性炭等の公知の担体が使用できるが、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、チタニア、ジルコニアが好ましく、シリカ、シリカアルミナが特に好ましい。
[Step 3]
In this invention, the process which makes the desulfurization raw material fat and oil contact with the adsorption agent containing 1 or more types of metals chosen from Ni and Cu by the process 1 and the process 2 as the process 3 can be performed.
The adsorbent used in Step 3 is not particularly limited, but contains 10 to 85% by mass (content as a metal oxide in the total amount of adsorbent) of at least one metal selected from Ni and Cu, and is fine. The pore volume in the range of 20 to 200 nm in pore diameter is preferably 0.15 to 1.0 mL / g, and at least one metal selected from Ni and Cu is supported on the support.
The carrier is not particularly limited. For example, known carriers such as silica, alumina, silica alumina, zeolite, diatomaceous earth, activated clay, titania, zirconia, and activated carbon can be used, but silica, alumina, silica alumina, titania, zirconia are used. Silica and silica alumina are particularly preferable.
吸着処理方式としては、特に制限されないが、例えば懸濁方式あるいは固定床方式等、一般に使用される何れの方式も使用することが可能である。大量に処理を行う場合、連続的な固定床方式が有利である。
固定床方式で連続的に吸着処理を行う場合、次のような条件で行うことが好ましい。雰囲気ガスは水素が好ましく、不活性ガスを共存させてもよい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン及びヘリウムが挙げられる。雰囲気ガスの流量は、処理する脱硫原料油脂のモル数に対する水素のモル比で、0.1〜300倍になるような範囲が好ましい。雰囲気ガスの圧力は、0.01〜50MPaが好ましく、0.1〜30MPaが更に好ましい。
The adsorption treatment method is not particularly limited, and any commonly used method such as a suspension method or a fixed bed method can be used. When processing in large quantities, a continuous fixed bed system is advantageous.
When continuously performing the adsorption treatment in a fixed bed system, it is preferable to carry out under the following conditions. The atmosphere gas is preferably hydrogen, and an inert gas may coexist. Inert gases include nitrogen, argon and helium. The flow rate of the atmospheric gas is preferably in the range of 0.1 to 300 times the molar ratio of hydrogen to the number of moles of the desulfurized raw material fat to be treated. The pressure of the atmospheric gas is preferably 0.01 to 50 MPa, and more preferably 0.1 to 30 MPa.
処理温度は、十分な吸着速度を得る観点から、40℃以上が好ましく、50℃以上が更に好ましい。また、水素化分解等の副反応を抑制する観点から、200℃以下が好ましく、180℃以下が更に好ましい。
原料となる脱硫原料油脂の流通速度は、生産性、触媒寿命、水素化分解の抑制等の観点から適宜設定されるが、1時間当たりの液空間速度(LHSV)で、0.1以上が好ましく、また充分な吸着性能を得る観点から、LHSVで5以下が好ましい。
From the viewpoint of obtaining a sufficient adsorption rate, the treatment temperature is preferably 40 ° C. or higher, and more preferably 50 ° C. or higher. Moreover, from a viewpoint of suppressing side reactions, such as hydrocracking, 200 degrees C or less is preferable and 180 degrees C or less is still more preferable.
The flow rate of the raw material desulfurized raw oil and fat is appropriately set from the viewpoints of productivity, catalyst life, suppression of hydrocracking, etc., but the liquid space velocity (LHSV) per hour is preferably 0.1 or more. Also, from the viewpoint of obtaining sufficient adsorption performance, LHSV is preferably 5 or less.
工程3の結果、脂肪酸等に含まれる硫黄成分の含有量は0.8mg/kg以下、より好ましくは0.5mg/kg以下、更に好ましくは0.2mg/kg以下になっており、触媒による水素添加反応に好適に用いられる。 As a result of Step 3, the content of the sulfur component contained in the fatty acid or the like is 0.8 mg / kg or less, more preferably 0.5 mg / kg or less, still more preferably 0.2 mg / kg or less. It is suitably used for the addition reaction.
[アルコールの製造方法]
本発明は、上記のように工程1及び2、場合によっては更に工程3を経て得られた脱硫原料油脂に対して、周期律表第8族、第9族及び第10族から選ばれる1種又は2種以上の金属を含む触媒を用いて水素添加反応を行う、アルコールの製造方法をも提供する。
触媒としては、例えば、Co/Mo、Co/Zr等のCo系触媒、Cu/Cr、Cu/Zn等のCu系触媒、その他にRe系、Ru系、Rh系及び白金等の貴金属系触媒を使用することができる。これらの触媒のなかでは、アルコールの選択性が高く、また副生する脂肪酸に対する耐久性も高い理由からCo系触媒が好ましい。上記何れかの触媒の存在下、液相懸濁床あるいは固定床方式等、一般に使用される何れの反応方式によっても、水素化反応を行うことが可能である。
液相懸濁床方式で反応を行う場合、触媒量は、脂肪酸類に対し0.1〜20質量%が好ましいが、反応温度あるいは反応圧力に応じて、実用的な反応収率が得られる範囲内において任意に選択できる。反応温度は、好ましくは160〜350℃、より好ましくは200〜280℃である。反応圧力は、好ましくは0.1〜35MPa、より好ましくは3〜30MPaである。
固定床方式で連続的に反応を行う場合、触媒は、円柱状あるいはペレット状、球状等に成形されたものを使用することが好ましい。反応温度は、好ましくは130〜300℃、より好ましくは150〜270℃であり、反応圧力は、好ましくは0.1〜30MPaである。LHSVは、生産性及び反応性を考慮し、反応条件に応じて任意に決定される。
[Method for producing alcohol]
As described above, the present invention is a desulfurized raw oil obtained through Steps 1 and 2, and optionally Step 3 as described above, and is selected from Group 8, Group 9 and Group 10 of the Periodic Table. Alternatively, the present invention also provides a method for producing alcohol, in which a hydrogenation reaction is performed using a catalyst containing two or more metals.
Examples of the catalyst include Co-based catalysts such as Co / Mo and Co / Zr, Cu-based catalysts such as Cu / Cr and Cu / Zn, and other noble metal-based catalysts such as Re-based, Ru-based, Rh-based and platinum. Can be used. Among these catalysts, a Co-based catalyst is preferable because of high alcohol selectivity and high durability against by-product fatty acids. In the presence of any of the above catalysts, the hydrogenation reaction can be carried out by any commonly used reaction method such as a liquid phase suspension bed or a fixed bed method.
When the reaction is carried out in the liquid phase suspension bed system, the catalyst amount is preferably 0.1 to 20% by mass relative to the fatty acids, but a practical reaction yield can be obtained depending on the reaction temperature or reaction pressure. Can be arbitrarily selected. The reaction temperature is preferably 160 to 350 ° C, more preferably 200 to 280 ° C. The reaction pressure is preferably 0.1 to 35 MPa, more preferably 3 to 30 MPa.
When the reaction is carried out continuously in a fixed bed system, it is preferable to use a catalyst formed into a columnar shape, a pellet shape, a spherical shape or the like. The reaction temperature is preferably 130 to 300 ° C, more preferably 150 to 270 ° C, and the reaction pressure is preferably 0.1 to 30 MPa. LHSV is arbitrarily determined according to reaction conditions in consideration of productivity and reactivity.
本発明の方法で得られる脱硫された脂肪酸類は、触媒毒が除かれているので、水素添加によるアルコールの製造に好適に用いられる。
また、メチルエステル等の低級アルキルエステルはSOx発生の少ないバイオディーゼル燃料としても好適に用いられる。
本発明の製造方法により得られるアルコールは、界面活性剤等の各種機能素材の原料として有用である。
油脂への直接水素添加反応に応用では、脂肪族アルコールとともに、高収率でグリセリンを回収することができる。
特に、油脂、又は脂肪酸に適用すれば、エステルを経ずにアルコールが得られることから、より低コストで、環境負荷の少ない製法となる。
通常の低級アルキルエステルに適用しても、触媒の寿命が延びることから、環境に対してフレンドリーなプロセスとなる。
The desulfurized fatty acids obtained by the method of the present invention are suitably used for the production of alcohol by hydrogenation because the catalyst poison is removed.
In addition, lower alkyl esters such as methyl ester are also suitably used as biodiesel fuel with less SOx generation.
The alcohol obtained by the production method of the present invention is useful as a raw material for various functional materials such as surfactants.
In application to the direct hydrogenation reaction to fats and oils, glycerin can be recovered in high yield together with the aliphatic alcohol.
In particular, if it is applied to fats and oils or fatty acids, alcohol can be obtained without passing through an ester, so that the production method is lower in cost and less in environmental burden.
Even when applied to ordinary lower alkyl esters, the life of the catalyst is extended, resulting in an environmentally friendly process.
上述した実施の形態に関し、本発明は以下の脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルの製造方法、及び、アルコールの製造方法を開示する。
<1> 下記工程1及び工程2を含み、工程1に次いで工程2を行う、又は工程1と工程2と同時に行う、脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルの製造方法。
工程1:脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上と、硫黄成分と、を含有する原料油脂に、液相にて臭素系酸化剤を接触させる工程
工程2:(a)極性溶媒による洗浄処理又は(b)吸着剤による吸着処理を行う工程
<2> 脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステル中の硫黄含有量が1mg/kg以下である、<1>に記載の製造方法。
<3> 原料油脂中の硫黄含有量が3〜5mg/kgである、<1>又は<2>に記載の製造方法。
<4> 臭素系酸化剤が、臭素、次亜臭素酸及びその塩から選ばれる1種又は2種以上の化合物である、<1>〜<3>のいずれかに記載の製造方法。
<5> 臭素系酸化剤の、原料油脂に対する使用量が、0.01〜120質量%、より好ましくは0.05〜50質量%、更に好ましくは0.1〜12質量%である、<1>〜<4>のいずれかに記載の製造方法。
<6> 臭素酸化剤の原料油脂に対する使用量が、原料油脂に含まれる硫黄元素1質量部あたり、5〜5000質量部、より好ましくは50〜1000質量部、更に好ましくは100〜500質量部である、<1>〜<5>のいずれかに記載の製造方法。
<7> 臭素酸化剤が、臭素水溶液である、<1>〜<6>のいずれかに記載の製造方法。
<8> 臭素水溶液の臭素の濃度が、0.1〜3質量%、好ましくは0.5〜2質量%、更に好ましくは0.8〜1.5質量%である、<7>に記載の製造方法。
<9> 工程2が(b)吸着剤による吸着処理を行う工程であり、吸着剤が、活性炭、活性白土、シリカ、ゼオライト、及びイオン交換樹脂から選ばれる1種又は2種以上の吸着剤である、<1>〜<8>のいずれかに記載の製造方法。
<10> 工程2における吸着剤の使用量が、原料油脂に対して0.1〜10質量%、より好ましくは0.3〜5質量%、更に好ましくは0.5〜2質量%である、<1>〜<9>のいずれかに記載の製造方法。
<11> 工程2における吸着温度が、20〜200℃、より好ましくは30〜160℃、更に好ましくは40〜120℃である、<1>〜<10>のいずれかに記載の製造方法。
<12> 工程2における吸着時の圧力が、1〜1000kPaの範囲、より好ましくは5〜300kPaの範囲、更に好ましくは8〜100kPaの範囲である、<1>〜<11>のいずれかに記載の製造方法。
<13> 吸着時間は、5〜300分、より好ましくは10〜180分、更に好ましくは20〜150分である、<1>〜<12>のいずれかに記載の製造方法。
<14> 工程1に次いで工程2を行う、<1>〜<13>のいずれかに記載の製造方法。
<15> 更に下記工程3を行う、<1>〜<14>のいずれかに記載の製造方法。
工程3:工程1及び工程2によって脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルをNi及びCuから選ばれる一種以上の金属を含有する吸着剤と接触させる工程
<16> 工程3における吸着剤は、Ni及びCuから選ばれる少なくとも1種の金属を10〜85質量%(吸着剤全量中の金属酸化物としての含有量)含有し、かつ細孔直径20〜200nmの範囲の細孔容量が0.15〜1.0mL/gのものであり、Ni及びCuから選ばれる少なくとも1種の金属が担体に担持されたものである、<15>に記載の製造方法。
<17> 工程3が、固定床方式で連続的に行われる、<15>又は<16>に記載の製造方法。
<18> 工程3における雰囲気ガスが少なくとも水素を含み、雰囲気ガスの圧力は、0.01〜50MPa、より好ましくは0.1〜30MPaである、<15>〜<17>に記載の製造方法。
<19> 工程3における処理温度が、40℃以上、より好ましくは50℃以上200℃以下、更に好ましくは50℃以上180℃以下である、<15>〜<18>のいずれかに記載の製造方法。
<20> <1>〜<19>のいずれかに記載の製造方法で得られた脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルに対して、周期律表第8族、第9族、及び第10族から選ばれる1種又は2種以上の金属を含む触媒を用いて水素添加反応を行う、アルコールの製造方法。
<21> 水素添加反応が液相懸濁床方式で行われる、<20>に記載のアルコールの製造方法。
<22> 反応温度が、160〜350℃、更に好ましくは200〜280℃である、<21>に記載のアルコールの製造方法。
<23> 水素添加反応の反応圧力は、0.1〜35MPa、更に好ましくは3〜30MPaである、<21>又は<22>に記載のアルコールの製造方法。
<24> 水素添加反応が固定床方式で連続的に行われる、<20>に記載のアルコールの製造方法。
<25> 触媒が、円柱状あるいはペレット状、球状等に成形されたものである、<24>に記載のアルコールの製造方法。
<26> 反応温度が、130〜300℃、更に好ましくは150〜270℃である、<24>又は<25>に記載のアルコールの製造方法。
<27> 反応圧力が、0.1〜30MPaである、<24>〜<26>のいずれかに記載のアルコールの製造方法。
The present invention discloses the following desulfurized fatty acid or fatty acid ester production method and alcohol production method with respect to the above-described embodiments.
<1> A method for producing a desulfurized fatty acid or fatty acid ester, comprising the following step 1 and step 2 and performing step 2 after step 1 or simultaneously with step 1 and step 2.
Step 1: A step of bringing a bromine-based oxidant into contact with a raw material fat containing one or more selected from fatty acids and fatty acid esters and a sulfur component in a liquid phase Step 2: (a) With a polar solvent Step <2> for performing washing treatment or (b) adsorption treatment with adsorbent <1> The production method according to <1>, wherein the sulfur content in the desulfurized fatty acid or fatty acid ester is 1 mg / kg or less.
<3> The production method according to <1> or <2>, wherein the sulfur content in the raw material fat is 3 to 5 mg / kg.
<4> The production method according to any one of <1> to <3>, wherein the bromine-based oxidant is one or more compounds selected from bromine, hypobromite and salts thereof.
<5> The amount of the bromine-based oxidant used relative to the raw oil and fat is 0.01 to 120% by mass, more preferably 0.05 to 50% by mass, and still more preferably 0.1 to 12% by mass, <1 >-<4> The manufacturing method in any one of.
<6> The amount of bromine oxidizing agent used for the raw material fat is 5 to 5000 parts by mass, more preferably 50 to 1000 parts by mass, and even more preferably 100 to 500 parts by mass, per 1 part by mass of sulfur element contained in the raw material fats and oils. The production method according to any one of <1> to <5>.
<7> The production method according to any one of <1> to <6>, wherein the bromine oxidizing agent is an aqueous bromine solution.
<8> The concentration of bromine in the aqueous bromine solution is 0.1 to 3% by mass, preferably 0.5 to 2% by mass, more preferably 0.8 to 1.5% by mass, according to <7>. Production method.
<9> Step 2 is a step of performing adsorption treatment with (b) an adsorbent, and the adsorbent is one or more adsorbents selected from activated carbon, activated clay, silica, zeolite, and ion exchange resin. The production method according to any one of <1> to <8>.
<10> The amount of the adsorbent used in step 2 is 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.3 to 5% by mass, and still more preferably 0.5 to 2% by mass with respect to the raw oil and fat. The manufacturing method in any one of <1>-<9>.
<11> The production method according to any one of <1> to <10>, wherein the adsorption temperature in step 2 is 20 to 200 ° C, more preferably 30 to 160 ° C, and still more preferably 40 to 120 ° C.
<12> The pressure during adsorption in the step 2 is in the range of 1 to 1000 kPa, more preferably in the range of 5 to 300 kPa, and still more preferably in the range of 8 to 100 kPa, according to any one of <1> to <11>. Manufacturing method.
<13> The production method according to any one of <1> to <12>, wherein the adsorption time is 5 to 300 minutes, more preferably 10 to 180 minutes, and still more preferably 20 to 150 minutes.
<14> The production method according to any one of <1> to <13>, wherein Step 2 is performed after Step 1.
<15> The production method according to any one of <1> to <14>, further comprising the following step 3.
Step 3: Step of bringing the fatty acid or fatty acid ester desulfurized in Step 1 and Step 2 into contact with an adsorbent containing one or more metals selected from Ni and Cu <16> The adsorbent in Step 3 is made of Ni and Cu. 10 to 85% by mass (content as metal oxide in the total amount of the adsorbent) of at least one selected metal is contained, and the pore volume in the range of the pore diameter of 20 to 200 nm is 0.15 to 1. <15> The production method according to <15>, wherein the production is 0 mL / g, and at least one metal selected from Ni and Cu is supported on a carrier.
<17> The production method according to <15> or <16>, wherein step 3 is continuously performed in a fixed bed system.
<18> The production method according to <15> to <17>, wherein the atmospheric gas in step 3 contains at least hydrogen, and the pressure of the atmospheric gas is 0.01 to 50 MPa, more preferably 0.1 to 30 MPa.
<19> The production according to any one of <15> to <18>, wherein the treatment temperature in step 3 is 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and still more preferably 50 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. Method.
<20> For desulfurized fatty acid or fatty acid ester obtained by the production method according to any one of <1> to <19>, selected from Group 8, Group 9, and Group 10 of the Periodic Table A method for producing an alcohol, wherein a hydrogenation reaction is carried out using a catalyst containing one or more metals.
<21> The method for producing an alcohol according to <20>, wherein the hydrogenation reaction is performed in a liquid phase suspension bed system.
<22> The method for producing an alcohol according to <21>, wherein the reaction temperature is 160 to 350 ° C, more preferably 200 to 280 ° C.
<23> The method for producing an alcohol according to <21> or <22>, wherein the reaction pressure of the hydrogenation reaction is 0.1 to 35 MPa, more preferably 3 to 30 MPa.
<24> The method for producing an alcohol according to <20>, wherein the hydrogenation reaction is continuously performed in a fixed bed system.
<25> The method for producing alcohol according to <24>, wherein the catalyst is formed into a columnar shape, a pellet shape, a spherical shape, or the like.
<26> The method for producing an alcohol according to <24> or <25>, wherein the reaction temperature is 130 to 300 ° C, more preferably 150 to 270 ° C.
<27> The method for producing an alcohol according to any one of <24> to <26>, wherein the reaction pressure is 0.1 to 30 MPa.
[硫黄含有量の測定法]
以下の実施例において、硫黄含有量の測定は、ANTEK社製低濃度硫黄分析計9000LLSにて行った。詳細には以下の方法による。
(標準溶液の調製)
硫化ジブチル0.228gを溶媒(カルコール 1098、花王社製、デシルアルコール)500mLに溶解させ、この溶液を100mLメスフラスコに2mL加える。これにカルコール 1098を98mL加え、2ng/μLの標準溶液を調製した。また、同様の手法にて1ng/μL及び、5ng/μLの標準溶液も調製した。
(サンプルの調製)
測定サンプルを4gバイアルに加え、これにイソオクタン5mLを加え、サンプルを調製した。
(硫黄含有量の測定)
硫黄含有量は、測定サンプルをキャピラリーに導入後、酸素ガスにて燃焼し、生成するSO2ガスの濃度を紫外線蛍光式濃度センサーにて測定した。
[Measurement method of sulfur content]
In the following examples, the sulfur content was measured with a low concentration sulfur analyzer 9000 LLS manufactured by ANTEK. Details are as follows.
(Preparation of standard solution)
0.228 g of dibutyl sulfide is dissolved in 500 mL of a solvent (calcol 1098, manufactured by Kao Corporation, decyl alcohol), and 2 mL of this solution is added to a 100 mL volumetric flask. To this, 98 mL of Calcoal 1098 was added to prepare a 2 ng / μL standard solution. In addition, standard solutions of 1 ng / μL and 5 ng / μL were also prepared in the same manner.
(Sample preparation)
A measurement sample was added to a 4 g vial, and 5 mL of isooctane was added thereto to prepare a sample.
(Measurement of sulfur content)
The sulfur content was measured by introducing a measurement sample into a capillary, burning it with oxygen gas, and measuring the concentration of the generated SO 2 gas with an ultraviolet fluorescent concentration sensor.
(実施例1:油脂の酸化・吸着処理)
下口付き四つ口フラスコ200mLに粗パーム核油50g(硫黄含有量:4.7mg/kg)を入れた。50℃まで昇温した後、ここに臭素水(臭素含有量1質量%)を6g(原料油脂中に含有している硫黄元素に対してBr2として250質量倍の臭素量)加えた。反応は、液相、40℃、常圧にて30分行った(工程1)。次いで、そのまま吸着剤を粗パーム核油に対して1質量%(0.5g)添加し、120℃、8kPaにて25分間反応を行った(工程2)。吸着剤としては、活性炭(カルボラフィン(日本エンバイロケミカルズ社製))を用いた。
上記実施例の転化率を以下の表1に示す。
(Example 1: Oxidation / adsorption treatment of fats and oils)
50 g of crude palm kernel oil (sulfur content: 4.7 mg / kg) was placed in a 200 mL four-necked flask with a lower neck. After the temperature was raised to 50 ° C., 6 g of bromine water (bromine content 1% by mass) was added thereto (bromine content 250 times as much as Br 2 with respect to the sulfur element contained in the raw oil). The reaction was carried out in the liquid phase, 40 ° C., and normal pressure for 30 minutes (Step 1). Then, 1 mass% (0.5g) of adsorbent was added with respect to crude palm kernel oil as it was, and it reacted at 120 degreeC and 8 kPa for 25 minutes (process 2). As the adsorbent, activated carbon (Calboraphin (manufactured by Nippon Enviro Chemicals)) was used.
The conversion rates of the above examples are shown in Table 1 below.
(実施例2〜5)
実施例1と同様の手法にて油脂の酸化・吸着処理を行った。但し吸着剤としては、活性炭(カルボラフィン)に変えて、活性炭(白鷺A、(日本エンバイロケミカルズ社製))、活性炭(MHS40/80(日本エンバイロケミカルズ社製))、活性白土(ガレオンアースV2(水澤化学工業社製))、シリカ(Trisyl300(Grace Davison Discovery Sciences社製))を用いた。
結果を表1に示す。
(Examples 2 to 5)
Oxidation and adsorption treatment of fats and oils was performed in the same manner as in Example 1. However, as an adsorbent, instead of activated carbon (carborafin), activated carbon (Shirakaba A, (manufactured by Nippon Enviro Chemicals)), activated carbon (MHS 40/80 (manufactured by Nippon Enviro Chemicals)), activated clay (Galleon Earth V2 ( Mizusawa Chemical Co., Ltd.)) and silica (Trisyl300 (Grace Davison Discovery Sciences))) were used.
The results are shown in Table 1.
(比較例1)
工程1の臭素との接触工程を行わず、工程2のみを実施例1と同様の手法で行い、脱硫されたパーム核油を製造した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The contact process with the bromine of the process 1 was not performed, but only the process 2 was performed by the method similar to Example 1, and the desulfurized palm kernel oil was manufactured. The results are shown in Table 1.
表1から分かるように40℃、常圧という穏和な条件にて臭素水を滴下し、これを市販の吸着剤にて吸着処理することで高い脱硫効果が得られた。 As can be seen from Table 1, bromine water was added dropwise under mild conditions of 40 ° C. and normal pressure, and a high desulfurization effect was obtained by subjecting this to adsorption treatment with a commercially available adsorbent.
(実施例6:油脂の臭素処理及び洗浄処理)
実施例1の通りに原料粗パーム核油(硫黄含有量:4.7mg/kg)に対して工程1の臭素との接触を行った後、臭素処理された脂肪酸類を水500mLにて3度抽出し洗浄を行った(工程2)。抽出は水を加え常温(25℃)で1分間撹拌の後、分層して上下両相がほぼ透明になるまで静置(約3〜5分)後、水を抜きだすことで行った。
結果を表2に示す。
(Example 6: Bromine treatment and cleaning treatment of fats and oils)
The raw crude palm kernel oil (sulfur content: 4.7 mg / kg) was contacted with bromine in step 1 as in Example 1, and then the brominated fatty acids were washed 3 times with 500 mL of water. Extraction and washing were performed (step 2). Extraction was carried out by adding water, stirring for 1 minute at room temperature (25 ° C.), separating the layers, and allowing to stand until the upper and lower phases were almost transparent (about 3 to 5 minutes), and then draining the water.
The results are shown in Table 2.
(比較例2)
工程1の臭素との接触を行わない以外は実施例6と同様の操作で、洗浄されたパーム核油を製造した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
A washed palm kernel oil was produced in the same manner as in Example 6 except that the contact with bromine in Step 1 was not performed. The results are shown in Table 2.
(実施例7)
1質量%臭素水の代わりに、9質量%臭素酸ナトリウム水溶液0.5gを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、脱臭されたパーム核油を得た。得られたパーム核油中の硫黄含有量は1.5mg/kgであった。
(Example 7)
A deodorized palm kernel oil was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.5 g of a 9% by mass sodium bromate aqueous solution was used instead of 1% by mass bromine water. The sulfur content in the obtained palm kernel oil was 1.5 mg / kg.
(実施例8)油脂の酸化・吸着処理
30lSUS製容器に粗パーム核油(硫黄含有量:4.7mg/kg)を20Kg加え、添着炭(GS2X4/6G、臭素添着量800mg/kg)を原料油脂に対して1質量%(200g)加えた(同時に工程1及び工程2を行った。)。接触は40℃、常圧にて1時間行った。接触後、吸着剤をろ過して除いた。処理後パーム核油の硫黄含有量は0.90(mg/kg)であった。
(Example 8) Oxidation / adsorption treatment of fats and oils 20 kg of crude palm kernel oil (sulfur content: 4.7 mg / kg) is added to a 30 lSUS container, and coking coal (GS2X4 / 6G, bromine loading amount of 800 mg / kg) is used as a raw material. 1 mass% (200g) was added with respect to fats and oils (the process 1 and the process 2 were performed simultaneously). The contact was performed at 40 ° C. and normal pressure for 1 hour. After contact, the adsorbent was filtered off. The sulfur content of the palm kernel oil after the treatment was 0.90 (mg / kg).
(実施例9)
実施例1と同様の手法で、工程1及び工程2を行い、脱硫されたパーム核油を得た。更に得られた脱硫された油脂に対して、工程3として以下の操作を行った。
Example 9
Steps 1 and 2 were performed in the same manner as in Example 1 to obtain desulfurized palm kernel oil. Furthermore, the following operation was performed as process 3 with respect to the obtained desulfurized fats and oils.
<工程3>
(吸着剤の活性化・反応)
500mLオートクレーブに特許文献1(特開2007−224272号公報)に記載された手法にて合成されたNi含有吸着剤2.0g及び、ラウリルアルコール200gを仕込み、系内を水素に置換した後、1MPaに昇圧し、200℃にて2時間処理した。冷却、脱圧することで得られた吸着剤を用いて、工程3を行った。
(吸着処理)
上記の容器に脱硫後パーム核油(硫黄含有量0.90mg/kg)200gを仕込み、系内を水素に置換した後、24.5MPaに昇圧し、135℃にて3時間処理した。冷却、脱圧後、処理後パーム核油の硫黄含有量を測定したところ、0.05(mg/kg)以下であった。
<Step 3>
(Activation and reaction of adsorbent)
A 500 mL autoclave was charged with 2.0 g of an Ni-containing adsorbent synthesized by the method described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-224272) and 200 g of lauryl alcohol, and after replacing the system with hydrogen, 1 MPa The pressure was increased to 200 ° C. for 2 hours. Step 3 was performed using the adsorbent obtained by cooling and depressurization.
(Adsorption treatment)
After desulfurization, 200 g of palm kernel oil (sulfur content: 0.90 mg / kg) was charged into the above vessel, and the system was replaced with hydrogen. Then, the pressure was increased to 24.5 MPa and treated at 135 ° C. for 3 hours. After cooling and depressurization, the sulfur content of the treated palm kernel oil was measured and found to be 0.05 (mg / kg) or less.
(実施例10)
脱硫後パーム核油のNi触媒脱硫処理
実施例1と同様の手法で、工程1及び工程2を行い、脱硫されたパーム核油を得た。当該脱硫パーム核油に対して、Niを含有する吸着剤による脱硫処理を行った。
(吸着剤の調製)
特許文献1(特開2007−224272号公報)に記載された手法にてNiを含有する吸着剤を製造し、得られた吸着剤を固定床型反応器(SUS製、内径13mmφ、高さ833mm)に充填した。あらかじめ硫黄分を除去した脂肪酸メチルエステルをLHSV1.74/hにて、水素(圧力20MPa、導入量44.2NL/h)とともに、155℃に調整された前記固定床反応器の上部から24時間流通させ、活性化した。
(吸着処理)
上記のようにして調製した固定床反応器に、20MPa、155℃の反応条件にて、上記実施例8で得られた脱硫パーム核油を、LHSV=5、水素131.7NL/hの条件下(条件A)に反応器上部より供給し、吸着処理を行った。反応器内温度が所定温度に到達した時点を0hとし、4hおきにサンプリングを行い、脱硫パーム核油を24時間流通させた時の、脱硫パーム核油中の残留硫黄含有量、及び脱硫活性を表3に示した。反応温度、LHSVを表3に示す条件B〜Dとして、同様に残留硫黄含有量、及び脱硫活性を測定し表3に示した。なお、脱硫活性は次式で算出した。
脱硫活性=log(吸着処理前の硫黄含有量/吸着処理後の硫黄含有量)
ここで「log」は自然対数を表す。
(Example 10)
Ni-catalyzed desulfurization treatment of palm kernel oil after desulfurization Steps 1 and 2 were performed in the same manner as in Example 1 to obtain desulfurized palm kernel oil. The desulfurized palm kernel oil was desulfurized with an adsorbent containing Ni.
(Preparation of adsorbent)
An adsorbent containing Ni was produced by the method described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-224272), and the obtained adsorbent was used as a fixed bed reactor (made by SUS, inner diameter 13 mmφ, height 833 mm). ). The fatty acid methyl ester from which sulfur content has been removed in advance is passed through LHSV 1.74 / h together with hydrogen (pressure 20 MPa, introduction amount 44.2 NL / h) from the top of the fixed bed reactor adjusted to 155 ° C. for 24 hours. And activated.
(Adsorption treatment)
In the fixed bed reactor prepared as described above, the desulfurized palm kernel oil obtained in Example 8 was reacted under the conditions of LHSV = 5 and hydrogen of 131.7 NL / h under the reaction conditions of 20 MPa and 155 ° C. (Condition A) was supplied from the upper part of the reactor, and an adsorption treatment was performed. The time when the reactor temperature reaches a predetermined temperature is set to 0 h, sampling is performed every 4 hours, and the residual sulfur content in the desulfurized palm kernel oil and the desulfurization activity when the desulfurized palm kernel oil is circulated for 24 hours. It is shown in Table 3. The reaction temperature and LHSV were measured under the conditions B to D shown in Table 3, and the residual sulfur content and desulfurization activity were similarly measured and shown in Table 3. The desulfurization activity was calculated by the following formula.
Desulfurization activity = log (sulfur content before adsorption treatment / sulfur content after adsorption treatment)
Here, “log” represents a natural logarithm.
(実施例11)
(アルコールの製造)
実施例10で得られた脱硫されたパーム核油を原料とし、特開2008−221199号に記載の方法に従い、アルコールを得る。
なお、触媒毒性分である硫黄含有量が0.1(mg/kg)程度と極めて微量であるために、アルコールの製造用触媒の劣化を抑制することができる。このため、高効率的なアルコールの製造手段を提供することができ、その工業的価値は多大である。
(Example 11)
(Manufacture of alcohol)
Using the desulfurized palm kernel oil obtained in Example 10 as a raw material, alcohol is obtained according to the method described in JP-A-2008-221199.
In addition, since the sulfur content which is a catalyst toxicity component is as very small as about 0.1 (mg / kg), deterioration of the catalyst for alcohol production can be suppressed. For this reason, a highly efficient means for producing alcohol can be provided, and its industrial value is great.
発明の方法で得られる脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルは、触媒毒が除かれているので、水素添加によるアルコールの製造や、SOx発生の少ないバイオディーゼル燃料としても好適に用いられる。また、本発明の製造方法により得られるアルコールは、界面活性剤等の各種機能素材の原料として有用である。 Since the desulfurized fatty acid or fatty acid ester obtained by the method of the invention has the catalyst poison removed, it can be suitably used as a production of alcohol by hydrogenation or a biodiesel fuel with less SOx generation. The alcohol obtained by the production method of the present invention is useful as a raw material for various functional materials such as surfactants.
Claims (9)
工程1:脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる1種又は2種以上と、硫黄成分と、を含有する原料油脂に、液相にて臭素系酸化剤を接触させる工程
工程2:(a)極性溶媒による洗浄処理又は(b)吸着剤による吸着処理を行う工程 The manufacturing method of the desulfurized fatty acid or fatty acid ester which includes the following process 1 and process 2, performs process 2 after process 1, or performs simultaneously with process 1 and process 2.
Step 1: A step of bringing a bromine-based oxidant into contact with a raw material fat containing one or more selected from fatty acids and fatty acid esters and a sulfur component in a liquid phase Step 2: (a) With a polar solvent Cleaning process or (b) Adsorption process with adsorbent
工程3:工程1及び工程2によって脱硫された脂肪酸又は脂肪酸エステルをNi及びCuから選ばれる一種以上の金属を含有する吸着剤と接触させる工程 Furthermore, the manufacturing method of any one of Claims 1-6 which performs the following process 3. FIG.
Step 3: The step of bringing the fatty acid or fatty acid ester desulfurized by Step 1 and Step 2 into contact with an adsorbent containing one or more metals selected from Ni and Cu
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012119453A JP2013245281A (en) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Method for producing desulfurized fatty acid or fatty acid ester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012119453A JP2013245281A (en) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Method for producing desulfurized fatty acid or fatty acid ester |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013245281A true JP2013245281A (en) | 2013-12-09 |
Family
ID=49845325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012119453A Pending JP2013245281A (en) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Method for producing desulfurized fatty acid or fatty acid ester |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013245281A (en) |
-
2012
- 2012-05-25 JP JP2012119453A patent/JP2013245281A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4278910B2 (en) | Esters manufacturing method | |
US11414605B2 (en) | Use of renewable oil in hydrotreatment process | |
JP5057954B2 (en) | Method for producing hydrocarbon oil | |
JP5005451B2 (en) | Method for producing hydrocarbon oil | |
CN105452431B (en) | Process for the selective hydrogenation of vegetable oils | |
JP4034289B2 (en) | Method for producing fatty alcohol | |
KR20090026768A (en) | Hydrorefining process | |
JP5927949B2 (en) | Method for producing fatty acid ester and method for producing biodiesel fuel | |
JP2014129291A (en) | Method of manufacturing desulfurized fatty acid ester | |
JP2013245281A (en) | Method for producing desulfurized fatty acid or fatty acid ester | |
FR2677034A1 (en) | PROCESS FOR THE DESULFURATION OF FATS AND OILS OR ESTERS OF FATTY ACIDS AND APPLICATION TO THE PRODUCTION OF ALCOHOLS. | |
JP5063988B2 (en) | Method for producing fatty acid ester | |
JP5070168B2 (en) | Method for producing hydrocarbon oil | |
EP3059297B1 (en) | Method for producing high quality biodiesel fuel | |
JP2015147900A (en) | Selective continuous recovery method of vitamin e's from oil | |
JP6229791B2 (en) | Method for hydrotreating biodiesel fuel | |
CN101007764A (en) | Purification of fatty acid esters | |
RU2616625C1 (en) | Method of deoxygenation of stearic acid on the crystal and wrought phthalocyanine catalyst | |
JPWO2009139313A1 (en) | Method for producing hydrocarbon oil |