酯的酯交換方法

2023-06-10 00:35:11 2

專利名稱：酯的酯交換方法
技術領域：
本發明涉及至少一種包含至少一個酯基的組分與至少一種包含至少一 個羥基的組分進行酯交換的方法。
背景技術：
在根據拜耳法生產鋁的過程中，Al203藉助於氫氧化鈉濃溶液由磨得很
細的鐵鋁氧石中釋放出來。在加入晶核後，純的八1203 (三水鋁礦)從得到
的鋁酸鈉溶液中析出來，在經過進一步處理的步驟後從中獲得電解的金屬 鋁。有混合物殘留，從化學上來分析，其主要是由三氧化二鐵、氫氧化鐵、 氧化鈦、氧化鋁殘渣、石英砂、氧化鈣、氧化鈉和殘餘氫氧化鈉濃溶液組 成。由於由三氧化二鐵導致的紅色，因此這種殘餘物被稱為"紅泥"。
根據使用的鐵鋁氧石的質量，每生產一噸鋁就不可避免地伴隨1-1.5噸 的紅泥。由此導致每年產生的量為數百萬噸，並與已經存在的紅泥廢料一 起帶來嚴重的環境和處理問題。主要的問題是紅泥的高鹼性，因為其含有 pH值為11-13的氫氧化鈉濃溶液。此外，有毒鋁離子與鐵化合物對地表水 具有很大的危害，另外加劇了環境的相容儲存能力。目前，主要是通過將 其貯藏在密封的處置場來處理紅泥。收集其中的氫氧化鈉濃溶液並在拜耳 法中再利用。但是，因為需要大面積的處置場和工廠，以及由運輸紅泥產 生的高額費用，這種貯藏方式是十分昂貴的。另外，由沉積產生的長期費 用是難以計算的，也帶來另外的經濟問題。
迄今為止，已做出了許多嘗試將被認為是廢料的紅泥轉化為可再利用 的原料進行經濟利用。其中，首先，每個有效的方法都旨在降低高鹼性的 pH值，但其次，也應當儘可能利用包含在紅泥中的潛能，全面利用所得到 的組分。由於生產過程導致紅泥粒子具有非常小的直徑，其平均為O.l-lpm， 因此該處理被惡化。
由Virotec International LTD發明的一個新方法，"BaseconTM技術"，通過用海水轉化紅泥實現了將pH值降低到約9，從而為脫鹼紅泥開闢了各 種應用的可能性，如用作絮凝劑或酸性廢水或酸性土壤的處理劑。
在該方法的範圍內每年利用約1百萬噸的情況相當於每年不到2%的產
量，因而其並不適於處理每年量都在增加的紅泥，並且對於已經沉積的紅 泥廢料毫無辦法，這在該方法中是不利的。此外，被認為是不利的是，大 範圍使用紅泥中所含的各種材料的情況沒有出現，因而並沒有充分利用現 有的經濟和生態潛力。
因此，本發明的目的是提供一種方法可以對已沉積的和每年新增的紅 泥儘可能地進行材料利用。

發明內容
本發明的目的通過用紅泥作為反應促進組分進行酯與醇的酯交換的方 法得到了解決，所述方法包括權利要求l的特徵。
本發明方便的優勢進展和重要的進一步進展將在其它的權利要求中進
行描述。
根據本發明，紅泥在一種或多種包含至少一個酯基的化合物與一種或 多種包含至少一個羥基的化合物的酯交換方法中作為促進反應的組分。這 樣的方法具有不同的優勢。除了大量氫氧化鈉濃溶液之外，紅泥還含有各 種金屬氧化物和氫氧化物，因而作為一種高鹼性和催化活性的反應組分將 醇類化合物轉化為醇鹽，使得可以發生酯交換反應。除了該鹼性酯的醇解， 同時，由於紅泥中的殘餘水還進行鹼性酯水解，其中包含酯基的組分斷裂
為相應的羧酸和醇。在該反應中，由於氫氧離子的消耗使紅泥的pH值下降。 通常情況下，反應過程中鹼性組分的消耗具有明顯的缺陷，因為或者鹼性 組分不斷被替換或者將不得不放棄對催化劑的再利用。然而，在本發明的 方法中，這些事實得到有利的利用，因為紅泥基本上可以無限量得到，並 且紅泥中的鹼性組分沒有成本，相反是問題的實質所在，將被儘可能多地 消耗。因此根據本發明的方法在一步中提供了酯交換產品、游離的醇化合 物、游離羧酸鹽和脫鹼紅泥，它們相互之間通常可以很容易得分離。用這 種方式，本發明的方法可以對紅泥進行全面的材料利用得到各種可再度利 用的材料，其中已沉積的或新生成的紅泥都能被大量利用。在本發明的有利進展中，所述方法包括以下步驟a)將包含至少一個 酯基的組分、包含至少一個羥基的組分和紅泥混合，b)加熱和/或混合所生 成的混合物，持續預定的時間，C)將至少一個第一液相與至少一個第二相 分離，其中，所述液相包括至少一種羧酸烷基酯和所述第二相包括至少脫 鹼紅泥。在許多情況下，通過混合反應物就已經發生了酯化。然而，通常， 這些反應進行緩慢以至於需要對反應混合物進行加熱。因此，混合包含酯 基的組分、醇組分和紅泥後，攪拌加熱一段時間。以這種方式可向反應提 供所需的活化能，並且在紅泥得到大量中和的情況下實現析出物儘可能快 且完全的轉化。反應結束後，反應產物分離成至少兩個不同相併能夠相互 分離。其中，第一液相包含至少一個羧酸酯作為酯交換產品。脫鹼紅泥往 往在很短的時間內沉澱而形成固相，其中可能存在游離的羧酸鹽。根據析 出物和產物組成和反應次序，紅泥因為其小粒徑也可能成為多晶型的膠狀 懸浮液而不是固體沉澱物，但是其與第一液相有明顯的相界限並且根據其 鮮豔的紅色可很容易辨認出。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，所述包含至少一個酯基的 組分是植物油。植物油主要是由單酸甘油酯、二酸甘油酯和三酸甘油酯組 成，並且在世界範圍內有很多種類，可大量得到。除了其它各種可能的植 物油，尤其是棕櫚油、大豆油或菜油適用作本發明方法的析出物，因為從 經濟上考慮其價格便宜且在全球範圍都可以得到，而且由於其生物可降解 性在環境方面沒有大的問題。
例如德國聯邦環境署將植物油在水危險分級中分類為1，因此其對水的 危害是很輕微的。因為在根據本發明方法的範圍內不需要使用高純度的油， 通過使用粗製或汙染的植物油可節省額外的成本。以這種方式，植物油工 業的廢棄物可以得到有利的利用，也可用於獲得可再利用的材料。此外， 植物油具有一定比例的游離脂肪酸，從而一部分鹼性紅泥組分可以被中和。 其中，形成脂肪酸相應的鹽，最終為皂。根據本發明，這些鹽可以被分離 為其它可再利用的材料，並用於各種目的。該方法生成的可再利用的材料 還有甘油，它是通過植物油中所含的甘油酯的鹼性酯水解而釋放出來的。 例如，甘油在醫藥或化妝品工業中用作貴重原料，可以通過本發明的方法 大量獲得。因此在使用植物油時，該反應所有的主產物和副產物可以進一步用作本發明的析出物，成為可再利用的材料。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，包含至少一個羥基的酯交 換組分包括一種或多種選自甲醇、乙醇、丙醇和丁醇的醇。結合使用植物 油作為包含酯基的組分，可以特別簡單的方式獲得脂肪酸垸基酯，它是目 前最環保的柴油車輛的燃料，被稱為生物柴油。產物生物柴油的優勢對本 領域技術人員是已知的。生物柴油比礦物燃料的尾氣值顯著更低，幾乎不 含硫，無毒，C02中性並且是生物可降解的。另外，充滿生物柴油的汽車的 炭黑排氣減少了一半。
在本發明的方法中獲得一種簡單且經濟的反應順序，其中包含酯基的 組分或包含羥基的組分自身發揮溶劑的功能，用於溶解或懸浮剩餘的組分。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，在該方法的第一步驟a)中， 首先將紅泥懸浮於包含羥基的組分中，隨後與含有酯基的組分混合。從而， 可以防止紅泥的附著，可得到儘可能均質的混合物，這是反應物快速轉化 的前提。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，在混合前將至少一個組分 的溫度調節至預定溫度。因此，在混合前特別是預加熱包含酯基的組分證 明是有利的。例如，這可通過使用管式熱交換器來進行，對於一方面活化 反應，另一方面以節能和節省費用的方式將該方法期間產生的熱能返回到 工藝中是一種簡單的方法。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，在步驟b)中將反應混合物 加熱到約6(TC持續1小時，優選伴隨攪拌。在大多數情況下，實現了經濟、 反應時間和收率最大化之間的最佳折衷。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，在步驟a)之後，尤其是在 步驟b)過程中，收集第四組分，其包括至少一種在常溫常壓下為氣態的組 分。在步驟b)中收集的氣態化合物可以多種方式進一步得到有利的利用。 其中， 一種可能的利用是在反應氣體的熱利用和將所得熱能再循環到工藝 中時，例如用於析出物的預加熱或反應混合物的加熱。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，在步驟b)後，在附加步驟 d)中將第五和第六組分與混合物分離，其中所述第五組分包括至少一種選自 d-C4—元醇的化合物，所述第六組分包括至少水。根據使用的析出物和選擇的工藝順序，在反應完成後，將生成的或未反應的醇或者用作溶劑的那 些從反應混合物中除去證明是有利的。其中，優選也除去殘餘的水。以這 種方式， 一方面可以實現對可再利用的材料的回收，另一方面可促進並加 速隨後在步驟C)中將要進行的至少兩相的分離。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，所述附加步驟d)包括各種 溫度和/或壓力條件。其中，將反應混合物加熱至隨後將要通過第五和第六 組分的蒸餾而去除的化合物的沸點之上是可能的。例如，如果僅醇，甲醇
或乙醇，將與殘餘水一起去除，在常壓下將反應混合物的溫度上升到約98°C 就夠了。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，各種溫度條件包括調節溫 度到約8(TC，各種壓力條件包括調節壓力到相對於常壓大大降低的值，尤 其是低於250hPa。這些溫度和壓力條件的變化導致蒸餾過程顯著加速。這 些變化都是有利的，尤其是如果第五組分還包括較長鏈醇如丙醇或丁醇， 因為它們的沸點分別是97"C和118°C。然而，這些變化不僅限用於這些化 合物，也可用於去除水、甲醇或乙醇。壓力條件的變化優選可藉助於常規 的隔膜泵來實現。例如用於蒸餾乙醇一水混合物的合適的參數值是約80°C 的溫度和低於250hPa的壓力。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，該方法在步驟d)後還包括 附加步驟e)，其中將在步驟d)中共同分離的第五和第六組分分離開。例如， 如果在步驟d)中共同分離出乙醇一水混合物，從長期原料利用來看將蒸餾 出的乙醇一水混合物再次分離成單獨的組分，並將醇例如用於另一次方法 實踐中證明是有利的。然而，將步驟e)用於所有可分離的混合物例如甲醇-水或丙醇-水也是可能的。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，步驟e)包括至少一個分離 均質混合物的過程，尤其是萃取蒸餾過程。由於乙醇和水經常形成均質的 共沸混合物，不能通過簡單的精餾將其完全分離，在這種情況下，提供使 用一種合適的分離過程。其中，除了萃取蒸餾過程之外，所有其它合適的 分離過程例如薄膜分離過程也是有用的。在萃取蒸餾過程中，在共沸的二 元混合物中加入第三化合物作為夾帶劑，從而得到三元混合物。理論上， 甘油本身可作為夾帶劑，其在例如使用植物油作為酯交換析出物時是反應產物，因此可大量獲得。然而，其它合適的化合物例如石蠟油或乙二醇也 可作為夾帶劑。
如果步驟c)包括至少一個蒸餾和/或過濾和/或沉澱和/或傾析過程，就得
到本發明的另一個有利進展。通過傾析步驟將包含紅泥的第二相與第一液 相分離有利充分地利用了各個反應產物的比重的價值。因此，反應混合物 的單個組分實踐中可以簡單經濟的方式彼此定量分離。為了分離混合物， 沉澱和過濾過程也是適用的。為了將非揮發性組分特別是紅泥與揮發性組 分有利得分離，藉助蒸餾過程的分離也是可能的。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，至少一個沉澱過程包括紅 泥沉積物的分離。
根據本發明的方法的另一個有利進展包括至少一個過濾過程，其中過 濾步驟通過紅泥沉積物來進行。通過進行連續的沉澱和過濾，在第一沉積 步驟得到的紅泥沉積物能在後續的過濾步驟中作為有效的過濾器成分。由 於紅泥的小粒徑，從而人們以特別簡單和省錢的方式得到對固體組分有強 保留作用的非常高效的濾心。作為沉澱步驟的替代，也可以首先用粗糙濾 心過濾出紅泥，在進一步過濾步驟中用其作為濾心。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，至少一個過濾過程包括用 真空過濾器過濾的步驟。因此，在這種情況下，在過濾前不需要額外的沉 澱步驟，因此由於反應混合物較高的產量，明顯節約了時間和降低了成本。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，真空過濾器是多級過濾器。 由於紅泥的小粒徑，已經證明有利的是使用多級真空過濾器來避免單個濾 心閉塞。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，將過濾步驟生產的濾餅的 至少一部分進行熱利用，尤其是燃燒。濾餅的主要組分是紅泥，由於其大 的表面積吸附了各種易燃的反應產物。如果使用例如植物油作為本方法包 含酯基的組分，那麼在反應完成後，紅泥濾餅除了含有醇組分的殘餘物外， 還含有甘油、皂和羧酸酯作為可燃組分。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，在熱利用前將塑料和/或木 材和/或生物廢料與濾餅混合。除了混合可燃廢品如塑料、木材或生物廢料 之外，也可以混合稻草、紙漿或可燃有機廢料。從而該步驟使得被歸類為廢料的材料得到進一步有利的利用成為可能。
在根據本發明方的法的另一個有利進展中，將熱利用中產生的熱能返
回到該方法步驟a)-c)和/或任選d)和/或e)中的至少一個步驟中。熱能可例如 用於在混合前預加熱反應的析出物，用於加熱反應混合物到預定的溫度值 或者用於在反應之後進行分離步驟，尤其是蒸餾步驟。或者，利用熱能產 生電流也是可能的。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，該方法在步驟c)後還包括 附加步驟f)，其包括分離至少一個包括至少甘油的組分。例如，如果使用 植物油作為包含酯基的組分作為該方法步驟a)的析出物，其中得到甘油作 為酯交換的反應產物。由於甘油本身是重要的可再利用的材料，並可以多 種方式進一步利用，所以將其在步驟f)中從剩餘混合物中分離出是有利的。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，該方法在步驟f)後還包括 附加步驟g)，其中將至少一個包括至少甘油的組分分離為至少兩個質量等 級。這是有利的，尤其是如果分離出的甘油不具備直接進一步使用所需的 純度。因此，通過步驟g)確保在生產工藝中對進一步使用的各種目的的要 求分別進行相應的考慮。
在根據本發明的方法的另一個有利進展中，該方法在步驟c)後還包括 步驟h)，其包括從至少一個分離相中分離包含鈉離子的至少一種羧酸的至 少一種鹽。如果在酯交換過程中通過通過鹼性酯水解出現包含鈉離子的羧 酸鹽，有利的是在該附加的方法步驟h)中分離這些也是可再利用的材料的 化合物。如果例如將植物油用作該方法包含酯基的組分，那麼得到的羧酸 鹽為脂肪酸鹽，被認為是皂。
根據本發明的方法的另一優勢在於可從被認為是廢料的產物中獲得可 再利用的材料，甚至反應過程中形成的副產物通常是不期望的，成為可再 利用的材料。這些另外產生的可再利用的材料可以特別有利的方式用於各 種目的。
本發明的另一個有利進展包括利用在步驟h)分離的包含鈉離子的至少 一種羧酸的鹽作為植物處理劑，尤其在害蟲侵襲的情況下。使用該羧酸鹽 作為殺蟲劑不但在經濟上有利，因為這可以利用根據本發明的方法的反應 產物，而且在生態上有利，因為羧酸鹽是生物可降解的因此對環境基本無危害。
在本發明的另一個有利進展中，所述用作植物處理劑的包含鈉離子的 至少一種羧酸的鹽用至少一種溶劑，尤其是水稀釋。從而，可以根據情況 簡單地調節所需的目標濃度，而對其作用或生物兼容性沒有限制。因此， 羧酸鹽可以利用通常的農業儀器作為水溶液很容易地應用於待處理的植物 材料。
本發明的另一個有利進展包括利用在步驟h)中分離的包含鈉離子的至 少一種羧酸的鹽作為洗滌劑，尤其是在清潔和/或洗滌試劑中。因為該類化 合物的多脂特性分離的羧酸鹽用作清潔劑是有利的，並且使得本發明方法 的產品得到附加的經濟利用。
通過該方法產生的脫鹼紅泥本身具有很廣泛的可能的用途。 本發明的另一個有利進展包括利用分離的脫鹼紅泥作為應用於農業的 鐵肥的供鐵組分。對植物充分的鐵供應特別是在農業中是十分重要的，因 為鐵促進葉綠素的形成，從而促進生長，尤其是對樹木和草坪。其中，紅 泥可使用其中性形式的，或者根據使用的目的特別調節為弱鹼性pH值。這 尤其是對不斷增加的酸雨是有利的，因為這樣實現了對土壤自然pH值的調 節。
本發明的另 一個有利進展在於所述鐵肥還包括至少石灰石。附加石灰 石的混合物有利地說明了農業植物栽培的要求，並在一個產品中結合了多 種促進植物生長特性，由於定期的石灰供給是施肥的基礎。另外，混合石
灰石調節鐵肥的pH值。
具體實施例方式
本發明的進一步的優點、特徵和細節將通過下述幾個具體實施例來體現。
實施例1
為了儘可能完全地中和鹼性紅泥，同時提取儘可能多的可再利用的材
料，在第一個實施方案中，使用400ml菜油作為包含酯基的組分、100ml 乙醇(96%)作為包含羥基的組分和400g紅泥作為促進反應的組分用於酯交換方法。
首先，在室溫下，在反應容器中混合乙醇和紅泥並均化。將均化的混
合物與菜袖混合，並攪拌加熱至6(TC。其中，通常通過氣態化合物的出現 可觀察到反應的開始。反應約1小時後，將溫度上升至約IOO'C直至混合物 沸騰，以從反應混合物中除去過量的乙醇和水。收集蒸餾出的乙醇-水混合 物，並可通過本領域技術人員己知的常規方法將其分離為單一組分。剩餘 的產物混合物首先通過玻璃纖維過濾器進行粗濾。主要包含紅泥的濾餅繼 而將自身用作過濾體，由於其小的粒徑而具有優異的分離能力。將濾液借 助於紅泥過濾器再過濾兩次，直至濾液不再呈現紅色。此時，混濁的濾液 呈中性pH值，將其轉移到分液漏鬥中。在約30分鐘到2小時之內，混合 物分離成三相，然後通過傾析簡單地將其彼此分離。其中，第一分離相的 比重為1.22g/cm2，包含甘油為可再利用的材料，第二相是由各種脂肪酸鹽 的懸浮液組成，和第三相含有油菜乙酯，比重為0.87g/cm3，可用作生物柴 油。
實施例2
在自身體積為lmS的預混合器中，將水比例為約30% (w/w，相當於約 1501)的0.5t紅泥和5001甲醇(約90%)進行攪拌。代替甲醇或者乙醇， 還可以使用別的醇或不同醇的混合物。接著，萃取醇/水混合物。紅泥中的 水含量因而降至約10%(w/w)，從而顯著改善了對紅泥質量的進一步處理。 高度鹼性的醇/水混合物通過真空液體萃取被分離為96°/。醇和水。高度鹼性 水隨後用於蒸汽發生器後面的氣體洗滌裝置中。
在第二個工序中，加入2501含有96%乙醇的生物醇，該量相當於酯交 換所需要量的2.5倍，攪拌幾分鐘。接著，將液體抽吸至體積為約1.51113的 酯交換反應器中，並加入約lmM本積的來自榨機的未過濾菜油。之前將菜 油預加熱至60-70°C，這優選藉助於下述反應階段之一中的熱量回收來實 現。
隨後將混合物攪拌加熱至高於5(TC，有利的是到至少6(TC，並保持在 該溫度約l個小時。通過控制溶液的pH值，可以簡單的方式確定過程的完 成，然後任選加入附加的植物油或附加的醇/紅泥混合物以達到近乎完全轉化。
接著，將溫度上升至約8(TC，在約250hPa的減壓下抽走在酯交換中未 消耗的殘留水和醇的混合物。例如，可使用隔膜泵用於減壓。接著，通過 液體萃取過程再次分離為醇和水。醇被再循環，水為中性並可作為正常用 水利用。
剩餘的酯/甘油/皂混合物通過多個沉積過濾器而被抽掉，經過過濾，然 後抽入傾析器中，在那裡由於比重的不同而迅速分離為三相，每相都可單 獨抽出並作為單一產品使用。不含鹼的中性紅泥沉積物包含相當多的可燃 殘留溶液，進行熱利用，任選加入木材廢料等。氧化後剩餘的金屬殘留物 可用作鐵肥或者進一步分離為磁鐵礦和水泥添加成分，分別單獨使用。
實施例3
將來自處置場的水含量為24-27M(w/w)的紅泥首先在真空反應器中在 約100mbar的低真空下，利用後續燃燒步驟的餘熱加熱至約60°C ，從而通 過真空蒸餾萃取大部分水。大約30分鐘後，還含有僅少量的水。乾燥的紅 泥被吸出至下一步反應器中。
在下一步中，以甲醇:紅泥為約l:2(v/w)的比例加入甲醇，並將混合物 充分混合以使甲醇接觸到所有礦物顆粒表面，並促進通過與化學吸附在表 面的NaOH反應形成甲醇鈉。其中，反應溫度為約40-5(TC，反應通常持續 10-15分鐘。
接著，將植物油預加熱至50-7(TC的溫度，優先利用過程中的廢熱，將 例如菜油、大豆油或棕櫚油以基於紅泥的1:1-1:2 (v/w)的比例加入到反應 器中。混合物的溫度保持在60-65°C，反應進行約30分鐘，其中由於紅泥 極高的表面積，較短的反應時間通常是不合理的。反應期間，混合物充分 混合。其中，發生了以下幾個過程
其中，主反應是植物油的酯交換，形成了游離脂肪酸的甲酯或由植物 油釋放出的脂肪酸的甲酯。
第二副反應主要包括游離氫氧化鈉濃溶液和通過酯斷裂形成的或已含 在植物油中的游離脂肪酸之間在水的存在下進行皂化反應，形成皂和甘油； 蛋白質、磷脂在過程的剛開始通過高度鹼性溶液的水解；以及氫氧化鈉濃溶液或碳酸鈉的中和，形成脂肪酸鈉鹽。
酯交換結束後，從容器中抽出與植物油相當的量的非極性溶劑如己垸 到反應器中。接著，將所有的非極性組分或主要非極性組分在充分混合下 萃取出，其主要包括未反應的植物油和生成的甲基酯。
在下一步，將萃取物抽入到沉積器中。經過20-30分鐘的沉積時間後，
提取出單獨清晰分離的餾分。其中在上層，有甲基酯和植物油，下面是甲 醇、皂、甘油和水的混合物，底層相主要是由中性紅泥組成。提出液體餾 分，其中己垸和未反應的甲醇分別在後續反應器中進行真空蒸餾，隨後又 返回循環。
過量的植物油和生成的甲基酯最終被精細過濾，成為有價值的產品。
其中，甲基酯的收率通常為至少40°/。。皂、甘油和水在進一步反應中被轉 化，生成蘇打、水和碳氫化合物，它們可以被收集並進一步用作可再利用 的材料。
將底層也抽出，用己烷萃取任選兩次或更多次以提高燃料的收率，並 沉澱。通過真空轉鼓過濾機粗濾後，將生成的濾餅通過螺杆通道傳送螺杆 而轉移到壓丸機。在壓丸機中，除了粒料，另外出現壓出的液體，其實質 上包括上述步驟的全部組分。將其收集，並定期與新的或者之前回收的植 物油一起抽送回反應器中，以完全利用。
將粒料轉移到熔爐或蒸氣發生器中，為這種形式的能量載體進行最優 化，在那裡有機組分燃燒為C02和水。由於植物油含有高能量，相應地可 以釋放出高能量。產生的水蒸氣可以有利地用作載熱體，例如用於預加熱 植物油，過剩的可以轉化為電能。此外，氫氧化鐵氧化為紅泥中所含的赤 鐵礦產生的能量被釋放。在還原或分離鐵礦之後剩餘的灰是中性的或者可 調至略微鹼性的pH值，將其隨後沉積或者可用作填料、建築材料、土壤改 良劑或無機肥料。
權利要求
1、至少一種包含至少一個酯基的組分與至少一種包含至少一個羥基的組分進行酯交換的方法，其特徵在於，向所述方法中加入通過用於鋁生產的拜耳法而產生的紅泥作為促進反應的組分。
2、 如權利要求1的方法，其特徵在於如下步驟a) 混合所述包含至少一個酯基的組分、所述包含至少一個羥基的組分和所述紅泥；b) 加熱並/或混合所生成的混合物，持續預定的時間；和C)分離至少一個第一液相與至少一個第二相，其中所述液相包括至少 一種羧酸垸基酯，而所述第二相包括至少脫鹼紅泥。
3、 如權利要求1或2的方法，其特徵在於，所述包含至少一個酯基的組分包括植物油，尤其是菜油和/或棕櫚油和/或大豆油。
4、 如權利要求1或2的方法，其特徵在於，所述包含至少一個羥基的 組分包括至少一種選自CrQ—元醇的化合物。
5、 如前述任一權利要求的方法，其特徵在於，將至少一種組分溶於溶 劑中，並且/或者其自身發揮溶劑的功能。
6、 如權利要求2-5之一的方法，其特徵在於，在步驟a)中，首先將所 述包含至少一個羥基的組分與紅泥混合，隨後混入所述包含至少一個酯基 的組分。
7、 如權利要求2-6之一的方法，其特徵在於，將至少一種組分的溫度 在混合前調至預定的溫度。
8、 如權利要求2-7之一的方法，其特徵在於，在步驟b)中將混合物加熱至約6(TC，持續約60分鐘的時間，並且/或者至少部分混合。
9、 如權利要求2-8之一的方法，其特徵在於，在步驟a)後，尤其是在 步驟b)過程中，收集第四組分，其包括至少一種在常溫常壓下為氣態的組 分。
10、 如權利要求2-9之一的方法，其特徵在於，所述方法在步驟b)後 還包括附加步驟d)，所述步驟d)包括從混合物中共同分離至少一個第五組 分和至少一個第六組分，其中所述第五組分包括至少一種選自Q-Q—元醇 的化合物，而所述第六組分至少包括水。
11、 如權利要求10的方法，其特徵在於，所述步驟d)包括溫度和/或壓 力條件中的至少一個發生變化。
12、 如權利要求ll的方法，其特徵在於，所述溫度條件的變化包括調 節溫度值至約98。C。
13、 如權利要求ll的方法，其特徵在於，所述溫度條件的變化包括調 節溫度值至約S0。C，和所述壓力條件的變化包括調節壓力值至大大低於常 壓的值，優選是低於250hPa。
14、 如權利要求10-13之一的方法，其特徵在於，所述方法在步驟d) 後還包括附加步驟e)，在步驟d)中共同分離的所述第五和第六組分在該步 驟e)中被分離。
15、 如權利要求14的方法，其特徵在於，步驟e)包括至少一個分離均 質混合物的過程，尤其是萃取蒸餾過程。
16、 如權利要求15的方法，其特徵在於，所述分離均質混合物的過程 包括夾帶劑，尤其是甘油和/或石蠟油和/或乙二醇。
17、 如權利要求2-16之一的方法，其特徵在於，步驟c)包括至少一個 蒸餾和/或過濾和/或沉澱和/或傾析過程。
18、 如權利要求17的方法，其特徵在於，所述至少一個沉澱過程包括 紅泥沉積物的分離。
19、 如權利要求18的方法，其特徵在於，所述至少一個過濾過程包括 通過紅泥沉積物的過濾步驟。
20、 如權利要求17的方法，其特徵在於，所述至少一個過濾過程包括 通過真空過濾器的過濾步驟。
21、 如權利要求20的方法，其特徵在於，所述真空過濾器是分級的。
22、 如權利要求19-21之一的方法，其特徵在於，對至少一部分由所述 過濾步驟產生的濾餅進行熱利用，尤其是燃燒。
23、 如權利要求22的方法，其特徵在於，在熱利用之前將塑料和/或木 材和/或生物廢料與所述濾餅混合。
24、 如權利要求22或23的方法，其特徵在於，將在熱利用中產生的 熱能供給方法步驟a)-c)和/或任選d)和/或e)中的至少一步。
25、 如權利要求2-24之一的方法，其特徵在於，在步驟c)後的附加步 驟f)包括分離至少一種包括至少甘油的組分。
26、 如權利要求25的方法，其特徵在於在步驟f)後，在進一步的步驟 g)中，所述至少一種包括至少甘油的組分被分離成至少兩個質量等級。
27、 如權利要求2-26之一的方法，其特徵在於，在步驟c)後，在進一步的步驟h)中，將含有鈉離子的至少一種羧酸的至少一種鹽從至少一個分 離相中分離。
28、 如權利要求27的步驟h)中分離的所述含有鈉離子的至少一種羧酸 的至少一種鹽(皂)用作植物處理劑，尤其是處理害蟲蔓延的植物處理劑 的用途。
29、 如權利要求28的用途，其中所述含有鈉離子的至少一種羧酸的至 少一種鹽用至少一種溶劑，尤其是水稀釋。
30、 如權利要求27的步驟h)中分離的所述含有鈉離子的至少一種羧酸 的至少一種鹽用作洗滌劑，尤其是在清潔和/或洗滌試劑中的用途。
31、 如權利要求2的步驟c)中分離的脫鹼紅泥用作尤其可用於農業的 鐵肥中的供鐵成分的用途。
32、 如權利要求31的用途，其特徵在於，所述鐵肥另外包括至少石灰石。
全文摘要
本發明涉及至少一種包含至少一個酯基的組分與至少一種包含至少一個羥基的組分的酯交換方法，其中向所述方法中加入通過用於鋁生產的拜耳法而產生的紅泥作為促進反應的組分。本發明還涉及在酯交換方法中產生的羧酸鹽用作植物處理劑和用作洗滌和清潔試劑中的洗滌劑的用途。本發明還涉及利用通過本發明的方法得到的脫鹼紅泥用作尤其可用於農業的鐵肥中的供鐵成分的用途，向鐵肥中還可加入石灰石。
文檔編號C07C69/24GK101432244SQ200780015331
公開日2009年5月13日 申請日期2007年4月25日 優先權日2006年4月28日
發明者E·克勞澤, V·勒姆 申請人:克勞澤-勒姆-系統股份公司