DE69604545T2

DE69604545T2 - Direkte Veresterung von propoxyliertem Glycerin

Info

Publication number: DE69604545T2
Application number: DE69604545T
Authority: DE
Inventors: Michael R. Ferenz
Original assignee: Arco Chemical Technology LP
Current assignee: Lyondell Chemical Technology LP
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2016-08-21
Also published as: ES2136945T3; MX9603552A; JPH09136860A; ATE185339T1; EP0759422B1; EP0759422A1; US5681939A; DE69604545D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Veresterung eines propoxylierten Glycerins unter Verwendung eines Fettsäureüberschusses. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Veresterungsverfahren, bei dem Verluste an Fettsäure minimal gehalten werden, während die Hydroxylgruppen des propoxylierten Glycerins rasch umwandelt werden.

Hintergrund der Erfindung

Mit Fettsäure veresterte propoxylierte Glycerine sind zur Verwendung als Fettersatz in Lebensmitteln mit verringertem Kaloriengehalt vorgeschlagen worden (siehe US-A-4,861,613, White et al.). Verschiedene Verfahren zur Synthese nützlicher Lebensmittelbestandteile dieses Typs sind beschrieben worden. Zum Beispiel lehren EP-A- 0 353 928 und US-A-4,983,329, daß verestertes propoxyliertes Glycerin dadurch hergestellt werden kann, daß man ein propoxyliertes Glycerin mit einem Überschuß an C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub4;-Fettsäuren bei Temperaturen von etwa 100ºC bis etwa 250ºC zur Umsetzung bringt. US-A-4,983,329 weist außerdem darauf hin, daß die Veresterungsgeschwindigkeit erhöht werden kann, wenn man die Reaktion unter verringertem Druck von etwa 0,01 mm bis zu atmosphärischem Druck durchführt, wobei Gas oder niedrig siedende Flüssigkeiten abgetrieben werden. Eines der Probleme bei einem solchen Veresterungsverfahren besteht darin, daß nicht umgesetzte Fettsäure während der Veresterung aus der Reaktionszone entfernt wird. Die Fettsäure geht nicht nur als Folge der niedrigen Drücke und der hohen Temperaturen während der Veresterung als Destillat ab, sondern auch weil sie dazu neigt, zusammen mit dem wäh rend der Veresterungsreaktion erzeugten Wasser eine Dampfdestillation zu durchlaufen. Da es im allgemeinen wünschenswert ist, einen hohen Umwandlungsgrad der Hydroxylgruppen des propoxylierten Glycerinausgangsmaterials zu erreichen (im allgemeinen mindestens 90%), und zwar ohne Katalysator (mit Ausnahme überschüssiger Fettsäure), kommt es angesichts der Schwierigkeiten und Kosten, die durch quantitative Entfernung solcher Substanzen aus Produkten von Lebensmittelqualität entstehen, zu einem nicht den Spezifikationen entsprechenden Produkt (z. B. unzureichend verestertes propoxyliertes Glycerin) oder unwirtschaftlich langen Chargenzeiten. Das vorstehend zitierte Patent gibt an, daß jede als Destillat entfernte Fettsäure wieder zurück in die Reaktionszone geführt werden kann. Eine solche Rückführung ist zwar praktisch durchführbar, unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten jedoch unerwünscht, da besondere Ausrüstungsgegenstände und. Anlagen erforderlich wären, die die Herstellung eines veresterten propoxylierten Glycerins verteuern würden. Darüber hinaus lassen sich bestimmte Fettsäuren wie langkettige gesättigte Fettsäuren nur schwer zurückführen, weil sie einen relativ holen Schmelzpunkt haben und dazu neigen, die Verarbeitungsanlagen zu verstopfen, wenn sie als Destillat entfernt werden. Folglich wäre es von großem Vorteil, ein Verfahren zur raschen direkten Veresterung zu entwickeln, bei dem die Notwendigkeit zur Rückführung der Fettsäure entfällt.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Verfügung gestellt wird ein Verfahren zur Herstellung eines mit Fettsäure veresterten propoxylierten Glycerins, bei dem man
(a) ein propoxyliertes Glycerin und einen molaren Überschuß einer Fettsäure in eine Reaktionszone einführt, um ein Reaktionsgemisch zu bilden;
(b) beginnend bei einer Anfangstemperatur von 20 bis 80ºC und einem Anfangsdruck von 89,6 bis 110,3 kPa (13 bis 16 psia) gleichzeitig den Druck allmählich bis auf einen Endwert von 27,6 kPa (4 psia) oder weniger verringert und die Temperatur des Reaktionsgemischs allmählich auf einen Endwert von höchstens 275ºC erhöht, während man das Reaktionsgemisch rührt und das durch die Veresterung des propoxylierten Glycerins mit der Fettsäure erzeugte Wasser als Destillatstrom aus der Reaktionszone entfernt, wobei der Druck und die Temperatur so eingestellt werden, daß man die destillative Entfernung von anderen Komponenten als Wasser aus der Reaktionszone vermeidet, und zwar so lange, bis mindestens 90% des propoxylierten Glycerins verestert sind.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Reaktant aus propoxyliertem Glycerin kann durch alle in der Technik bekannten Standardverfahren hergestellt werden, z. B. durch die basisch katalysierte Reaktion von Propylenoxid mit Glycerin. Das Molverhältnis von Propylenoxid zu Glycerin ist zwar nicht kritisch, beträgt jedoch vorzugsweise 2 bis 20 Mol umzusetzendes Epoxid pro Mol Glycerin, wenn das veresterte propoxylierte Glycerin als Fettersatzstoff mit verringertem Kaloriengehalt verwendet werden soll. Die Propoxylierung von Glycerin kann durch Zugabe von Propylenoxid zu Glycerin in Gegenwart einer katalytischen Menge eines Alkalimetallalkoxylats bei einer Temperatur von etwa 70 bis 130ºC durchgeführt werden. Das Alkalimetallalkoxylat sollte durch Erhitzen einer Alkalimetallverbindung wie Natrium- oder Kaliumhydroxid mit Glycerin bei erhöhter Tem peratur unter kontinuierlicher Entfernung von Wasser, vorzugsweise bei verringertem Druck, hergestellt werden. Bevorzugt ist während der Propoxylierung ausreichend Katalysator vorhanden, um einen Alkalimetallgehalt von etwa 0,0003 bis 3,3 Mol Alkalimetall pro 100 g Glycerin zur Verfügung zu stellen. Das Propylenoxid wird vorzugsweise nach und nach in einen das Glycerin und den Katalysator enthaltenden Reaktor eingespeist, und zwar mit ausreichender Geschwindigkeit, um im Reaktor einen Druck von 276 bis 552 kPa (40 bis 80 psia) aufrechtzuerhalten. Der Propoxylierungsgrad - und damit auch das Molekulargewicht des propoxylierten Glycerins - wird dadurch gesteuert, daß man die in den Reaktor eingespeiste Menge Propylenoxid entsprechend einstellt. Nachdem das erwünschte Molekulargewicht erreicht ist, kann das Alkalimetall vor der Veresterung durch jedes geeignete Verfahren wie Absorption, Ionenaustausch oder Extraktion entfernt werden.
Das auf diese Weise erhaltene propoxylierte Glycerin hat damit die folgende allgemeine chemische Struktur:
wobei x, y und z gleich oder voneinander verschieden sind und 0 oder vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 20 sind, wobei die Summe aus x + y + z vorzugsweise im Bereich von 2 bis 20 (bevorzugter 3 bis 15) liegt. Die Oxypropyleneinheiten im propoxylierten Glycerin haben die Struktur
und/oder
wobei der erste Strukturtyp vorzugsweise vorherrscht.
Die Fettsäuren, die in der Erfindung als Reaktanten verwendet werden können, können gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren oder Mischungen davon sein. Es können sowohl gerad- als auch verzweigtkettige Fettsäuren verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man eine C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub4;-Fettsäure (d. h. eine Fettsäure, die 10 bis 24 Kohlenstoffatome enthält). Die Fettsäure kann eine Polycarbonsäure (z. B. eine Dimer- oder Trimerfettsäure) sein. Im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man einen Überschuß an Fettsäure, vorzugsweise einen Molüberschuß von 1 bis 40% bezogen auf die Menge des propoxylierten Glycerins, um die angestrebte Veresterung zu katalysieren, so daß das erwünschte veresterte propoxylierte Glycerinprodukt rasch hergestellt werden kann, ohne daß andere Katalysatoren zugesetzt werden müssen. Beispielhaft für verwendbare C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub4;-Fettsäuren sind gesättigte Säuren wie Caprin-, Laurin-, Myristin-, Pentadecan-, Palmitin-, Heptadecan-, Stearin-, Nonadecan-, Eicosan- und Behensäure. Ungesättigte Fettsäuren, die sich zur Verwendung eignen, sind Palmitolein-, Olein-, Linol-, Linolen- und Arachidonsäure. Die Mischungen von Fettsäuren, die auf einfache Weise durch herkömmliches Aufspalten (Hydrolyse) natürlicher und hydrierter Pflanzenöle und tierischer Öle und Fette erhältlich sind, sind ebenfalls zur Verwendung geeignet, z. B. Fettsäuren aus Sojabohnenöl, hydriertem Rapssamenöl mit hohem Erucaanteil, Kokosnußöl u. ä. Ein wichtiger Vorteil der Erfindung liegt darin, daß kein großer Fettsäureüberschuß verwendet werden muß, da kaum Fettsäure aus dem Reaktor verloren geht. Daher kann das Verfahren mit gutem Ergebnis mit einem molaren Überschuß von nur 5 bis 15% Fettsäure durchgeführt werden.
Das propoxylierte Glycerin und die Fettsäure werden in die Reaktionszone eingebracht, um ein Reaktionsgemisch zu bilden. Die beteiligten Reaktanten können getrennt eingebracht oder auf Wunsch auch vor dem Einbringen in die Reaktionszone kombiniert oder vermischt werden. Das Reaktionsgemisch hat zu Beginn eine Temperatur von 20 bis 80ºC und einen Druck von 89,6 bis 110,3 kPa (13 bis 16 psia). Der Anfangsdruck kann beispielsweise atmosphärisch und die Anfangstemperatur die Raumtemperatur sein. Wenn die Reaktanten vollständig schmelzen sollen, um eine homogene flüssige Phase zu bilden, kann der Wert auch über der Raumtemperatur liegen. Die Konfiguration und der Aufbau der Reaktionszone sind zwar nicht kritisch, aber man sollte ein Reaktorgefäß wählen, dessen Inhalt bei subatmosphärischem Druck erhitzt und gerührt (vermischt) werden kann. Außerdem sollte eine Vorrichtung vorgesehen sein, mit der die Reaktanten eingebracht und das Wasser der Reaktion (vorzugsweise als Destillatstrom in Dampfform) entfernt werden können. Es kann von Vorteil sein, eine Anlage zu verwenden, die ein großes Ausmaß an Schermischung zur Verfügung stellt (z. B. eine Geschwindigkeit von 5 bis 600 m/min an der Spitze; dies erreicht man typischerweise mit einem Motorenergieaufwand von 1,5 bis 3 kW pro 1.000 l Reaktionsgemisch). Auch Dünnfilmreaktionssysteme können verwendet werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden keine anderen Materialien als die Fettsäure und das propoxylierte Glycerin in die Reaktionszone eingebracht, d. h. es sind kein Katalysator, Lösungsmittel, Schleppmittel oder azeotropes Abtreibmittel vorhanden.
Anschließend wird der Druck innerhalb der Reaktionszone nach und nach verringert, während man gleichzeitig die Temperatur des Reaktionsgemischs erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Druck auf einen subatmosphärischen Wert gesenkt, wenn die Temperatur des Reaktionsgemischs 80ºC übersteigt. Das Reaktionsgemisch wird gerührt, während das durch die Veresterung des propoxylierten Glycerins durch die Fettsäure erzeugte Wasser aus der Reaktionszone entfernt wird, vorzugsweise als Dampf in einem Destillatstrom. Wie sich gezeigt hat, ist die Entfernung des Wassers wesentlich, um die Veresterung, bei der es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, zum erwünschten Abschluß zu bringen. Wie sich gezeigt hat, kann die Veresterung am schnellsten abgeschlossen werden, wenn die Wasserkonzentration im Reaktionsgemisch durch Steuern der Geschwindigkeit der Wasserentfernung unter 5 Gew.-% (vorzugsweise unter 1 Gew.-%) gehalten werden kann. Gleichzeitig wird der Druck nicht mit solchen Geschwindigkeiten gesenkt bzw. die Temperatur erhöht, daß außer dem Wasser noch andere Komponenten des Reaktionsgemischs in einem erheblichen Ausmaß als Dampf aus der Reaktionszone entfernt oder mitgerissen werden. Das heißt, wenn man sowohl die Temperatur als auch den Druck von Anfang an oder rasch auf die Werte einstellt, die letztendlich zum Erreichen der vollständigen Veresterung notwendig sind, kann das sich schnell entwickelnde große Wasservolumen dazu führen, daß die im Reaktionsgemisch vorhandenen leichter flüchtigen Spezies (z. B. nicht umgesetzte Fettsäuren, vor allem Fettsäuren mit kürzeren Ketten oder propoxyliertes Glycerin mit einer Mindestzahl an Oxypropyleneinheiten) zusammen mit dem Wasser aus der Reaktionstone verloren gehen. Ein Teil dieser Verluste kann auf den Dampfstrippeffekt des Wassers zurückzuführen sein, obwohl auch Schäumen, stoßweises Sieden oder Mitreißen zu der unerwünschten Entfernung von Reaktantenkomponenten beitragen können. Anders ausgedrückt, ist es kritisch, einen ausreichend niedrigen Druck und eine ausreichend hohe Temperatur aufrechtzuerhalten, um das Wasser rasch zu entfernen. Der Druck darf jedoch nicht so niedrig oder die Temperatur so hoch sein, daß Fettsäuren u. ä. aus dem Reaktionsgefäß abgetrieben werden.
Die Geschwindigkeiten, mit der der Druck und die Temperatur nach und nach eingestellt werden, werden bevorzugt so gewählt, daß das erwünschte Ausmaß der Veresterung des propoxylierten Glycerins innerhalb kurzer Zeit (z. B. 12 Stunden oder weniger) erreicht und der Verlust an organischen Substanzen aus der Reaktionszone gleichzeitig minimal gehalten wird. Die Geschwindigkeiten, mit denen Druck und Temperatur variiert werden, können konstant oder auf Wunsch auch periodisch erhöht oder gesenkt werden. In einer Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise die Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung während der ersten 1 bis 2 Stunden der Reaktion ziemlich hoch, während die Geschwindigkeit der Drucksenkung während dieses Zeitraums relativ niedrig ist. Die Erfindung kann so durchgeführt werden, daß weniger als 5% (vorzugsweise weniger als 1%) der Fettsäure, die zu Beginn in die Reaktionszone eingebracht wird, im Laufe der Veresterung verloren geht. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis von Wasser zu Fettsäure, die aus der Reaktionszone entfernt wird, mindestens 10 zu 1. Die optimalen Reaktionsparameter schwanken etwas, und zwar abhängig von solchen Faktoren wie der Menge der überschüssigen Fettsäure und der relativen Reaktivität und Flüchtigkeit der Reaktanten aus Fettsäure und propoxyliertem Glycerin, können jedoch durch Routineexperimente ohne weiteres festgestellt werden. Bei den nachstehend aufgeführten Temperaturen ist es in einer Ausführungsform der Erfindung wünschenswert, den Druck in folgenden Bereichen zu halten:
Temp. ºC Druckbereich (psia)
100 11,5-14,5
125 9,5-14,2
150 7,5-13,8
175 5,5-13,5
200 3,5-12,0
1 psia = 6,895 kPa
Vorzugsweise wird der Druck nach und nach eingestellt, so daß er zu den angegebenen Zeiten im folgenden Bereich liegt (gemessen von dem Zeitpunkt an, zu dem man beginnt, den Druck zu senken):
Vergangene Zeit (h) Druckbereich (psia)
0,0 13,0-16,0
0,5 10,0-14,2
1,0 6,0-13,5
1,5 4,0-12,0
2,0 2,0-10,0
2,5 0,7-7,5
3,0 0-5,5
3,5 bis zum Ende der Veresterung 0-4
Vorzugsweise wird die Temperatur nach und nach erhöht, so daß sie zu den angegebenen Zeiten in den im folgenden aufgeführten Bereichen bleibt (gemessen von dem Zeitpunkt, zu dem man beginnt, die Temperatur zu erhöhen).
Vergangene Zeit (h) Temperaturbereich (ºC)
0,0 20-80
0,5 75-125
1,0 125-175
1,5 175-225
2,0 bis zum Ende der Veresterung - 200-260
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Temperatur mit einer solchen Geschwindigkeit erhöht, daß man innerhalb 1,5 bis 4 Stunden ab dem Zeitpunkt, zu dem man mit der Temperaturerhöhung beginnt, bis auf 20ºC an die Endtemperatur herankommt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich, kontinuierlich oder halbkontinuierlich durchgeführt werden. Wenn man beispielsweise diskontinuierlich arbeitet, können die anfänglichen Reaktanten einfach in einem einzigen Gefäß kombiniert und dann dem vorstehend beschriebenen Temperatur- und Druckschema unterworfen werden, so daß der gesamte Inhalt des Gefäßes gleichzeitig den gleichen Reaktionsbedingungen ausgesetzt ist. In einem kontinuierlichen Verfahren können die Fettsäure und das propoxylierte Glycerin an einem Ende des Reaktors unter den vorstehend aufgeführten Anfangstemperatur- und -druckbedingungen eingebracht und dann in einer Reihe von Stufen o. ä. weitergeleitet werden, wobei in jeder aufeinanderfolgenden Stufe die Temperatur allmählich erhöht und der Druck allmählich gesenkt und das veresterte propoxylierte Glycerinprodukt am anderen Ende entnommen wird. An jeder Stufe befindet sich eine Vorrichtung, mit der Wasserdampf aus dem Reaktionsgemisch entzogen wird. Zum Beispiel kann eine Reaktorbatterie mit einem mehrstufigen Rührkessel, eine Kaskade mit zwei oder mehreren getrennten Reaktoren oder ein mehrstufiger Rührkessel in einem einzigen Gehäuse verwendet werden.
Die Temperatur des Reaktionsgemischs wird im Laufe des Verfahrens allmählich erhöht, bis man einen Endwert von höchstens 275ºC erreicht. In einer bevorzugten Ausführungsform übersteigt die Endtemperatur 260ºC nicht, da es bei höheren Temperaturen zu einem gewissen Abbau der Reaktanten und/oder des veresterten propoxylierten Glycerins kommen kann. Die Endtemperatur ist vorzugsweise um mindestens 120ºC höher (bevorzugt mindestens 150ºC höher) als die Anfangstemperatur. Ein Enddruck von 27,6 kPa (4 psia) oder weniger (d. h. 0-4 psia) hat sich als notwendig erwiesen, um die Veresterungsreaktion in einer relativ kurzen Zeit zum erwünschten Ausmaß zu bringen. Im allgemeinen werden mindestens 90% (bevor zugter mindestens 95%) der zur Verfügung stehenden Hydroxylgruppen des propoxylierten Glycerins verestert. Um ein so hohes Ausmaß der Veresterung rasch zu erreichen, sollte die Endtemperatur mindestens 200ºC betragen. Das Reaktionsgemisch kann solange auf der Endtemperatur bzw. dem Enddruck gehalten werden, bis der erwünschte Veresterungsgrad erreicht ist. Je nachdem, welche Endtemperatur bzw. welchen Enddruck man wählt, kann diese Zeit zwischen nur einer Minute und bis zu 4 bis 6 Stunden oder länger liegen. Die für die Veresterung erforderliche Gesamtzeit, gemessen von dem Zeitpunkt, zu dem man mit der Änderung des Drucks und der Temperatur beginnt, beträgt typischerweise 4 bis 15 Stunden.
Wenn der erwünschte Veresterungsgrad einmal erreicht ist, sollte rückständige nicht umgesetzte Fettsäure aus dem veresterten propoxylierten Glycerin entfernt werden, um die Azidität auf ein Niveau zu senken, das für Lebensmittel akzeptabel ist. Geeignete Verfahren sind unter anderem Vakuumstrippen (Destillation) bei erhöhter Temperatur (wie z. B. in US-A-4,983,329 beschrieben), alkalische Neutralisierung zur Ausfällung von Fettsäuresalzen, die dann durch Filtration entfernt werden können, Extraktion (z. B. mit Methanol) und Verdünnen mit einem Lösungsmittel wie Hexan, in dem das erwünschte Produkt löslich und die Fettsäure unlöslich ist und aus dem die ausgefällte Fettsäure dann durch Filtration entfernt werden kann.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte veresterte propoxylierte Glycerin kann zusätzlich gereinigt oder behandelt werden, damit es sich besser zur Verwendung in Lebensmittelzubereitungen eignet. Dazu kann man alle in der Technik bekannten Verfahren zum Verfeinern natürlicher Pflanzenöle und -fette bzw. tierischer Öle und Fette verwenden. Solche Technik umfaßt unter anderem Abkochen, Bleichen, Filtrieren, Desodorieren, Hydrieren, Entwachsen u. ä. Außerdem können verschiedene Additive wie Stabilisierungsmittel, Antioxidantien, Vitamine usw. in das veresterte propoxylierte Glycerin inkorporiert werden.

Beispiele 1 bis 3

Ein Reaktor wurde bei Umgebungstemperatur und Druck mit verschiedenen Mengen Emery 610 Sojafettsäuren (einem Gemisch aus Fettsäuren, die von Sojabohnenöl abgeleitet sind) und propoxyliertem Glycerin (Glycerin, das mit 8 Äquivalenten Propylenoxid umgesetzt wurde, Molekulargewicht ca. 550) beschickt. Die Mengen der verwendeten Reaktanten sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Temperatur des Reaktorinhalts wurde wie in Tabelle 2 gezeigt allmählich auf 240ºC und der Druck im Reaktor nach und nach auf einen Wert von 10,3 kPa (1,5 psi) oder weniger gesenkt. Jede Probe wurde auf 240ºC und dem niedrigsten in Tabelle 2 aufgeführten Druck gehalten, bis eine Umwandlung der Hydroxylgruppen im propoxylierten Glycerin von etwa 95% erreicht war. Die Reaktionszeiten waren wie folgt:
Beispiel 1: 15 Stunden,
Beispiel 7: 9,5 bis 11,5 Stunden,
Beispiel 3: 11,5 Stunden. Tabelle 1
Tabelle 2 Beispiel 1 2 3
* 1 psia = 6,895 kPa

Beispiel 4

Das Verfahren von Beispiel 1 bis 3 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß man einen 5%igen Molüberschuß Fettsäure bezogen auf das propoxylierte Glycerin und ein propoxyliertes Glycerin, das durchschnittlich 5 Oxypropyleneinheiten pro Glycerinäquivalent enthielt, verwendete. Der Druck und die Temperatur wurden im Laufe der Reaktion wie in Tabelle 3 angegeben verändert. Nach 11 Stunden waren 90% der Hydroxygruppen im propoxylierten Glycerin umgewandelt. Tabelle 3
* 1 psia = 6,895 kPa

Beispiel 5

Das Verfahren von Beispiel 4 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß, wie die folgende Tabelle 4 zeigt, der Druck im Reaktor rascher gesenkt wurde. Nach nur 7 Stunden erreichte man eine Umwandlung von mehr als 95% der Hydroxygruppen im propoxylierten Glycerin. Tabelle 4
* 1 psia = 6,895 kPa

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines mit Fettsäure veresterten propoxylierten Glycerins, bei dem man

(a) ein propoxyliertes Glycerin und einen molaren Überschuß einer Fettsäure in eine Reaktionszone einführt, um ein Reaktionsgemisch zu bilden;

(b) beginnend bei einer Anfangstemperatur von 20 bis 80ºC und einem Anfangsdruck von 89, 6 bis 110,3 kPa (13 bis 16 psia) gleichzeitig den Druck allmählich bis auf einen Endwert von 27,6 kPa (4 psia) oder weniger verringert und die Temperatur des Reaktionsgemischs allmählich auf einen Endwert von höchstens 275ºC erhöht, während man das Reaktionsgemisch rührt und das durch die Veresterung des propoxylierten Glycerins mit der Fettsäure erzeugte Wasser als Destillatstrom aus der Reaktionszone entfernt, wobei der Druck und die Temperatur so eingestellt werden, daß man die destillative Entfernung von anderen Komponenten als Wasser aus der Reaktionszone vermeidet, und zwar so lange, bis mindestens 90% des propoxylierten Glycerins verestert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das propoxylierte Glycerin 2 bis 20 Oxypropyleneinheiten pro Glycerinäquivalent umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der molare Überschuß der Fettsäure bezogen auf das propoxylierte Glycerin 1 bis 40% beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (b) in einem Zeitraum von 4 bis 15 Stunden abgeschlossen ist.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure aus C&sub1;&sub0;- C&sub2;&sub4;-Fettsäuren und deren Mischungen ausgewählt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ohne einen anderen Katalysator als die überschüssige Fettsäure durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 95% des propoxylierten Glycerins verestert werden.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Temperatur in Schritt (b) den Wert T hat, der Druck im folgenden Bereich P liegt:

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endtemperatur mindestens 200ºC beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur des Reaktionsgemischs 80ºC übersteigt, auf einen Wert unter dem atmosphärischen Druck verringert wird.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mit einer mehrstufigen Durchflußrührkesselbatterie oder einem mehrstufigen Durchflußrührkessel in einer einzelnen Schale durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endtemperatur in Schritt (b) 200 bis 260ºC beträgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Temperatur und Druck in den folgenden Bereichen gehalten werden:

wobei die abgelaufene Zeit ab dem Zeitpunkt gemessen wird, zu dem in Schritt (b) mit der Temperaturerhöhung und Druckverringerung begonnen wird.