[发明专利]分离羧酸的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及分离饱和及不饱和羧酸组分的设备，包括蒸馏得到不 饱和羧酸组分馏分。

背景技术

可用本发明的方法处理棕榈油、菜子油、麦芽油、豆油、葵花油、 花生油、橄榄油、椰子脂、椰子油、玉米油以及来自豆、天门冬、西 红柿、胡萝卜、蒜、卷心菜、核桃、花生、栗子或其他生物源的油。

此类天然物质(如原油)包含多种不同的羧酸组分，以下关于棕榈 油的组成示意显示这些组分。羧酸组分应被理解为羧酸自身(例如脂肪 酸)和有关的羧酸酯(例如脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯或异丙酯)。这种棕 榈油基本由羧酸组分(主要作为脂肪酸存在)和甘油组成。可通过分离 设备在280℃和60bar压力使羧酸组分和甘油相互分离。在前述蒸馏 装置的产物流中一般包括如下更引人关注的脂肪酸和相应的脂肪酸 甲酯：0.2％重量部分的较低沸点组分C12和C＜12；1-2％重量部分的 C14；38-42％重量部分的C16:0；0.1％重量部分的C16:1；0.2至0.5％ 重量部分的较高沸点组分C18:3；7-9％重量部分的C18:2；37-42％重 量部分的C18:1；4-6％重量部分的C18.0；0.2％重量部分的更高沸点 组分C20和2-12％重量部分的C＞20。以下应将最高16个碳原子的羧 酸组分理解为较低沸点组分，即优选为羧酸或羧酸酯，具体为在10torr 最高215℃沸点的脂肪酸或相应的脂肪酸酯。具有18个碳原子的羧酸 组分被称为较高沸点组分。如果较高沸点组分为脂肪酸，则它们包括 具有18个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸。以相同方式，术语“较高沸 点组分”可以指相应的脂肪酸酯，具体指脂肪酸甲酯。这些脂肪酸的沸 点在10torr为220至230℃。具有大于18个碳原子的羧酸组分被称为 更高沸点组分。如果更高沸点羧酸组分为饱和或不饱和脂肪酸，则此 术语覆盖其沸点在10torr高于230℃的具有至少20个碳原子的饱和或 不饱和脂肪酸。以相同方式，术语更高沸点组分可以指相应的脂肪酸 酯，具体指脂肪酸甲酯。

已知可用蒸馏装置使这些羧酸组分在一个或多个蒸馏塔中分解 成一种或多种较低沸点组分，一种或多种较高沸点组分和一种或多种 更高沸点组分。在本实例中，这是从较高沸点组分C18:0、C18:0、C18:2 和C18:3和从包括大于18个碳原子(具体C20)的更高沸点组分的羧酸 及在其分子式中具有大于20个碳原子(以下称为C＞20)的羧酸组分分 离C12羧酸组分和C＜12的羧酸组分(即，在其分子式中小于12个碳 原子的羧酸组分)以及C14、C16.0、C16:1的情况。以上所给短式中的 附加后缀“:0”或“:1”或“:2”代表相应羧酸组分分子式中C-C双键的数 目。因此，“:0”意味在分子式中没有双键，即指饱和羧酸组分。“:1” 表示在分子式中有一个双键，即指单不饱和羧酸组分。因此，类似后 缀适用于双不饱和和多不饱和羧酸组分。

实际上不可能通过蒸馏使较高沸点组分进一步相互分离成饱和 羧酸组分(具体为C18.0)和不饱和羧酸组分(具体为C18:1、C18:2和 C18:3)，因为一方面前述羧酸组分的沸点相互很接近，而另一方面， 可能在太高池温度发生羧酸组分的至少部分分解。具有分子式 C₁₇H₃₃COOH的油酸C18:1(一种单不饱和无支链脂肪酸)的冷凝点为 229℃。具有分子式C₁₇H₃₁COOH的亚油酸C18:2(一种双不饱和无支 链脂肪酸)的冷凝点为230℃。具有分子式C₁₇H₂₉COOH的亚麻酸 C18:3(一种三不饱和无支链脂肪酸)的冷凝点为232℃。具体地讲，由 于不饱和脂肪酸特别容易热分解，因此必须在真空中用高分离级数进 行蒸馏，这在技术上极为复杂并且/或者昂贵。至今还未证明其他解决 方法(如萃取)经济可行。

发明内容

因此，从此现有技术开始，本发明的一个目的是提供一种设备和 方法，利用此设备和方法，可进一步分离基于前述说明由蒸馏不再能 分离(至少不以适合实施的方式)的羧酸组分，以便也能够将具有很相 似沸点的羧酸组分分离成单独的产物馏分。

本发明的另一个目的是在不加溶剂下使羧酸组分相互分离。