)。例如,本文通過使用過量0. 2-0. 5重量%的NaOH有效地實(shí)現(xiàn)了 FFE至FFA和脂肪 醇的皂化以及全部FFA的中和。NaOH的理論量由粗脂肪醇中的FFA、FFE和羰基決定。強(qiáng)堿 通常以包含至少約1重量% (例如至少5重量%、至少10重量%、至少15重量%、至少20 重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少40重量%、至少50重量%和至少60重量% ) 堿的含水混合物形式使用。所述皂(即FFA的鹽)為FFA和強(qiáng)堿之間的皂化反應(yīng)的副產(chǎn) 物。所述皂依賴于用于強(qiáng)堿的堿的性質(zhì),且包括例如第I族(例如Li、Na、K等)和/或第 II族(例如Mg、Ca等)的成員。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,所述皂為鈉皂。
[0018] 典型的中和/皂化工藝條件包括110_140°C的操作溫度,至少1小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間, 和/或環(huán)境壓力至360托部分真空的壓力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,第一混合物的產(chǎn) 生(例如FFA中和和FFE皂化)可例如在約80-180°C下利用相對于原料的總SAP值過量約 0.05-1.0重量%的堿實(shí)施約0.5-4小時(shí)。當(dāng)FFA被中和時(shí),粗脂肪醇的粘度顯著增大。中 和的粗脂肪醇在完全移除水分時(shí)通??稍诘陀诩sll〇°C的溫度下固化。在高于約130°C的 溫度下,觀察到中和且除濕的粗脂肪醇(具有至多約10%的FFA水平)為液相。
[0019] 原料通常包含水分(例如至少1重量%、至少2重量%、至少3重量%、至少4重 量%和至少5重量% ;但小于10重量%、小于8重量%和小于6重量% )。例如,原料可包 含約3. 5重量%的水。由于添加20-50%堿溶液以及在FFA中和期間產(chǎn)生的水分而導(dǎo)致的過 量水分在脂肪醇蒸發(fā)期間導(dǎo)致顯著起泡。可在SAP降低反應(yīng)(其通常在130°C和360托下 運(yùn)行2小時(shí))之前或之后安裝水分干燥工藝(例如具有約130°C的操作溫度和80托)。可 施加部分真空以減少干燥和SAP減少反應(yīng)步驟二者中的脂肪醇產(chǎn)物的氧化。存在于粗脂肪 醇中的少量己醇是不希望的副產(chǎn)物組分,且可在水分干燥步驟期間同時(shí)移除,從而達(dá)到隨 后的下游處理所需的水平。用強(qiáng)堿中和FFA和皂化FFE (即水解)的步驟可包括減少含羰基 化合物(例如脂肪醛和脂肪酮)的量。例如,含羰基化合物的濃度降低至少1%、至少5%、 至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至 少70%、至少80%或至少90%。蒸發(fā)可在約155°C蒸氣溫度和1托下、187°C和5托下、或 對應(yīng)于C1S醇蒸氣壓的溫度下進(jìn)行。蒸氣溫度通常在夾帶物分離器的頂部測定??墒褂谜?鏈烷醇的VLE圖來確定蒸氣溫度和真空水平。當(dāng)蒸發(fā)完成時(shí),高度粘稠的蒸發(fā)器塔底物包 含脂肪醇(大部分為C1S0H)、鹽和過量堿。為了保持蒸發(fā)器塔底中的液態(tài)或凝膠態(tài),通常將 溫度保持在約130°C或更高下。蒸發(fā)器塔底溫度通常比相應(yīng)的蒸氣溫度高10_50°C,其中蒸 氣溫度由蒸發(fā)表面至完全冷凝點(diǎn)的壓降確定。因此,蒸發(fā)器塔底溫度依賴于所用的設(shè)備。粗 FALC蒸發(fā)的餾出物稱為"EC-FALC",其中任選產(chǎn)生EC-FALC (參見實(shí)施例3)。EC-FALC的總 SAP 為約 6. 5mg K0H/g(2. 5% FFA 當(dāng)量)。
[0020] 如上所述(上述),典型的中和/皂化條件包括約110_140°C (例如100_130°C ) 的操作溫度,至少1小時(shí)(例如2-4小時(shí))的反應(yīng)時(shí)間,和/或環(huán)境壓力至360托(例如80 托)部分真空的壓力。在具體實(shí)例中,在約130°C下使用0. 3-0. 5重量%的過量NaOH實(shí)施 約2小時(shí)的中和和皂化工藝制得了鈉鹽和具有不可檢測水平的FFA、小于0. 2的SAP值和 顯著降低的羰基濃度的脂肪醇。在另一具體實(shí)例中,在約130°C和約80托下使用約0. 4重 量%的過量NaOH實(shí)施約4小時(shí)的中和和皂化工藝制得了鈉鹽和具有類似地不可檢測水平 的FFA、小于0. 2的SAP值和顯著降低的羰基濃度的脂肪醇。在約155°C蒸氣溫度和1托下、 約187°C和5托下、或者在對應(yīng)于C1S醇蒸氣壓的溫度下實(shí)施中和/皂化的脂肪醇的蒸發(fā)移 除了全部鈉鹽且將餾出物中的硫濃度降至20-30ppm。脂肪醇餾出物的產(chǎn)率可為包含約5% ??八和總54?值大于2〇11^1(0!1/^的粗脂肪醇中的脂肪醇含量的約98%或更大。
[0021] 所述方法可進(jìn)一步包括:(d)將第一混合物(中和/皂化的脂肪醇)的蒸餾塔底 物酸化,從而產(chǎn)生酸化的塔底物??墒褂萌魏魏线m的酸,例如無機(jī)酸或有機(jī)酸(例如磺酸、 羧酸)。無機(jī)酸的實(shí)例包括但不限于鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、次氯酸、亞氯酸、氯酸、高氯酸、硫 酸、氟磺酸、硝酸、磷酸、六氟磷酸、鉻酸和硼酸。有機(jī)酸的實(shí)例包括但不限于甲烷磺酸、對甲 苯磺酸、乙酸、檸檬酸、乳酸、葡糖酸和甲酸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,所述酸為無機(jī)酸(例 如硫酸)。所述酸可以以任何合適的濃度用于酸化第一混合物(中和/皂化的脂肪醇)。例 如,所述酸可為包含至少約1重量% (例如至少5重量%、至少10重量%、至少15重量%、 至少20重量%和至少25重量% )酸的含水混合物??蓪?shí)施原位酸化方法以模擬商業(yè)過程, 其中可借助在線強(qiáng)力混合器或者在間歇混合槽中將低于240°C的來自刮板式薄膜蒸發(fā)器的 塔底出料酸化。在具體實(shí)例中,使用20%化學(xué)計(jì)量過量的20重量%硫酸溶液與鈉皂和剩余 的NaOH反應(yīng),從而形成FFA、Na2S04和水。該方法通過將蒸發(fā)器塔底溫度保持在130°C且低 于環(huán)境壓力而實(shí)施。緩慢引入20重量%的硫酸溶液加料,從而不導(dǎo)致過多的水蒸氣煙霧。 隨著酸劑量的提高,蒸發(fā)器塔底溫度降至約l〇〇°C。在100°C下10分鐘的反應(yīng)時(shí)間后,將所 得的蒸發(fā)器塔底物完全液化。在該階段,在完全液化的蒸發(fā)器塔底物中添加大致等體積的 去離子水以用于清潔目的和稀釋酸化混合物。在熱量導(dǎo)出后,將所得混合物混合過夜以充 分清潔蒸發(fā)裝置。
[0022] 原料可包含至多40-90 %的各種鏈長的單不飽和脂肪醇。在某些實(shí)施方案中,F(xiàn)ALC 具有至少5個(gè)、至少6個(gè)、至少7個(gè)、至少8個(gè)、至少9個(gè)、至少10個(gè)、至少11個(gè)、至少12個(gè)、 至少13個(gè)、至少14個(gè)、至少15個(gè)、至少16個(gè)、至少17個(gè)、至少18個(gè)或至少19個(gè)碳的長度。 替代地或者除此之外,F(xiàn)ALC具有20個(gè)或更少、19個(gè)或更少、18個(gè)或更少、17個(gè)或更少、16個(gè) 或更少、15個(gè)或更少、14個(gè)或更少、13個(gè)或更少、12個(gè)或更少、11個(gè)或更少、10個(gè)或更少、9 個(gè)或更少、8個(gè)或更少、7個(gè)或更少,或6個(gè)或更少碳的長度。因此,F(xiàn)ALC可具有由任意兩個(gè) 上述端點(diǎn)所限定的鏈長。例如,R基團(tuán)可具有6-16個(gè)碳的長度、10-14個(gè)碳的長度,或12-18 個(gè)碳的長度。在一些實(shí)施方案中,F(xiàn)ALC 為 C6、C7、Cs、C9、C1Q、C n、C12、C13、C14、C15、C 16、C17、C1S、 C19、C2。、C21、C22、C23、C 24、C25或 C 26FALC。在某些實(shí)施方案中,F(xiàn)ALC 為 C12、C13、C14、C15、C16、C n或C1SFALC。原料可包含任意量的任意上述鏈長的FALC。原料也可包含支化或未支化FALC。 支鏈可具有超過一個(gè)的支化點(diǎn),且可包括環(huán)狀支鏈。在一些實(shí)施方案中,支化FALC為C6、C7、 C8、C9、C10、Cn、C12、C 13、C14、C15、C16、 C17、C1S、C19、C2Q、C21、C 22、C23、C24、C25或 C 26支化 FALC。在 一個(gè)實(shí)施方案中,支化 FALC 為 C6、Cs、C1Q、C12、C13、C 14、C15、C16、C17或 C 1S支化 FALC。在另一 實(shí)施方案中,支化FALC的羥基位于伯(CJ位。在另一實(shí)施方案中,支化FALC為異脂肪醇或 反異脂肪醇。在又一實(shí)施方案中,支化FALC包括但不限于異C7#異C&。、異C&。、異C1(h。、異 (^· Βι (^· Βι (^· Βι (^· Βι (^· Βι (^· Βι (^· Βι (^· Βι (^· CC O CC O CC 111 :0、升 ^12:0、升 ^13:0、升 ^14:0''升 ^15:0、升 ^16:0、升 ^17:0、升 ^18:0、升 ^19:0、漢升 ^7:0、漢升 :0、漢升 Cg:〇、反異C1Q:Q、反異:Q、反異C12:Q、反異C13:Q、反異C 14:Q、反異C15:Q、反異C16:Q、反異C17:Q、反異 c^。和反異C 19:。支化脂肪醇。此外,原料可包含飽和或不飽和的FALC。如果不飽和,則FALC 可具有一個(gè)或超過一個(gè)不飽和點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中,不飽和FALC為單不飽和FALC。在 另一實(shí)施方案中,不飽和FALC包括但不限于C6:1、C7:1、C8:1、C9:1、C10 :1、C11:1、C12:1、 C13:1、C14:1、C15:1、C16:1、C17:1、C18:1、C19:1、C20:1、C21:1、C22:1、C23:1、C24:1、C25:1 和026:1不飽和?4^:。在某些實(shí)施方案中,不飽和?4^:為(:10:1、(:12 :1、(:14:1、(:16:1或 C18:l。在仍然其它實(shí)施方案中,不飽和FALC為ω-7位不飽和的。在其它實(shí)施方案中,不 飽和FALC包含順式雙鍵。
[0023] 不飽和FALC可轉(zhuǎn)化成完全或近似完全飽和的。因此,所述方法可進(jìn)一步包括:(d) 用氫氣和催化劑氫化第二混合物,從而產(chǎn)生氫化FALC。氫化步驟可使用本領(lǐng)域已知的方法 實(shí)施,包括一鍋法漿液反應(yīng),漿液反應(yīng)和隨后的填充床反應(yīng),兩個(gè)串聯(lián)的填充床反應(yīng),或者 這些技術(shù)的組合。氫化FALC包含至少約50 % (例如至少55%、至少60%、至少65%、至少 70%、至少75%和至少80%)的C12-C1S脂肪醇。氫化FALC通常包含至多約100% (例如 至多99%、至多97%、至多95%、至多93%、至多91%、至多88%和至多85% )的C12-C1S 脂肪醇。氫化FALC可包含上述值任意組合的任意范圍,例如50-99%、55-97%等的C12-C1S脂肪醇。決定氫化反應(yīng)化學(xué)計(jì)量和動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵參數(shù)是進(jìn)料脂肪醇的飽和水平(通過碘值 (IV)測量)、脂肪醇密度、氫氣在脂肪醇中的溶解度、催化劑裝填量和反應(yīng)溫度和/或壓力。 除進(jìn)行IV滴定之外,飽和水平也可通過GC或GC-MS分析確定。可使用催化劑來驅(qū)動(dòng)氫化 反應(yīng)。在第一反應(yīng)步驟中,不飽和脂肪醇在反應(yīng)條件下開始熱或動(dòng)力學(xué)地旋轉(zhuǎn),從而由順位 重整為反位。由于其較低的能態(tài),反式脂肪醇通常有利于氫化反應(yīng)。然后氫氣在催化劑表 面上加成至雙鍵上,從