[發明專利]利用動植物油脂聯產生物柴油和二聚酸酯的方法

無效

• 申請號: 200810025459.1
• 申請日: 2008-04-29
• 公開（公告）號: CN101260311A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 王車禮;李為民;姚超;鄔國英;林西平;田剛
• 申請（專利權）人: 江蘇工業學院
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00;C11C3/04;C07C69/52;C07C67/465
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于一種生物柴油制備新方法，特指利用動植物油脂聯產生物柴油和二聚酸酯的方法。

背景技術

動植物油脂經由酯化或酯交換反應得到的酯類產品，廣泛用作工業原材料及藥物。利用脂肪酸甲酯作生物柴油的研究較多，但大多對酯化反應催化劑及工藝條件進行研究。當前制約我國生物柴油產業化的根本問題是成本太高，其中原材料成本約占75％。就目前市場而言，天然油脂因其原料價格高于生物柴油產品售價，無法作為生物柴油正常產業化的原料。由于動植物油脂中含有大量雙鍵，經酯化制備的混合脂肪酸酯中，含有大量的不飽和脂肪酸酯。從混合脂肪酸酯中分離提取不飽和脂肪酸酯，可制備多種具有較高附加值的化工產品，如二聚酸甲酯、聚酰胺樹脂等。這樣，不僅可以生產出重要的化工原料和高分子材料，還可以保證生產生物柴油取得良好的經濟效益。

中國專利200410014887.6將天然油脂與低碳醇(含1～3個碳)進行酯化反應，酯化產物脂肪酸酯與含二個或以上共軛雙鍵的脂肪酸甲酯共混聚合，經減壓蒸餾得生物柴油(脂肪酸酯)和二聚酸甲酯。該法不是直接將油脂酯化產物脂肪酸酯作為生物柴油使用，而是利用脂肪酸酯結構上存在雙鍵的特點，首先制備具有一定利潤的產品，從而降低了生產成本。但該法存在明顯的缺點，一是大量的飽和脂肪酸酯參與不飽和脂肪酸酯的聚合反應，降低了反應物的濃度，減緩了聚合反應速度。二是引入共軛雙鍵體系，增加了生產制約因素。

發明內容

本發明目的是克服上述制備方法的不足，提供一種利用動植物油脂既可利用脂肪酸酯結構上存在雙鍵的特點，制備具有一定利潤的產品，又能提高不飽和脂肪酸酯的聚合反應速度，且無須額外引入共軛雙鍵體系的生物柴油和二聚酸酯聯產的方法。所述動植物油脂為棉籽油、菜籽油、大豆油以及廢棄動植物油脂。

本發明采取以下路線聯產生物柴油和二聚酸酯：

酯化反應：

動植物油脂+低碳醇→混合脂肪酸酯+甘油

混合脂肪酸酯分離：

混合脂肪酸酯→飽和脂肪酸酯+不飽和脂肪酸酯

聚合反應：

不飽和脂肪酸酯→二聚脂肪酸酯+單體脂肪酸酯

混合：

飽和脂肪酸酯+單體脂肪酸酯→生物柴油

實現上述目的的技術方案：

酯化反應。動植物油脂經減壓脫水處理，按油醇摩爾比1∶3~1∶10加入低碳醇(含1～3碳)及相對油脂質量0.1％～5％的催化劑，在壓力為常壓～10MPa、反應溫度為室溫～300℃下，反應0.1～8h，反應完畢，蒸餾出多余醇，然后冷卻靜置分層。分離出下層副產品甘油，得到混合脂肪酸酯。上述酯化反應催化劑可為強酸和強堿。強酸為98％濃硫酸、無水磷酸、固體超強酸等其中的任一種，強堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、固體堿(CaO或MgO)等其中的任一種。

混合脂肪酸酯分離。按混合脂肪酸酯∶尿素∶溶劑質量比(W/W/W)為1∶(0.6～4)∶(1.6～8)，先在尿素中加入溶劑，加熱回流，待尿素完全溶解后，加入預熱到40～60℃的混合脂肪酸酯，回流30～60min，冷卻至0～25℃，靜置5～30小時，析出大量結晶。經抽濾得濾餅和濾液。濾餅用熱水溶解，分層后得到飽和脂肪酸酯和尿素水溶液。濾液經減壓蒸餾回收溶劑、溫水洗滌后，再用無水硫酸鈉干燥，即得不飽和脂肪酸酯。上述溶劑為甲醇、乙醇、丙酮等其中的任一種。

聚合反應。不飽和脂肪酸酯在酸性催化劑存在下，加熱到150～300℃，聚合反應1～12小時，反應完畢，降溫到100～240℃，抽真空，保持真空度在750mmHg以上進行減壓蒸餾，分離出單體脂肪酸酯和二聚脂肪酸酯。上述酸性催化劑包括各種類型的活性白土、對甲基苯磺酸、三氯化鋁、固體酸等，其加入量相當于不飽和脂肪酸酯質量的0～12％。

混合。將單體脂肪酸酯與上述由混合脂肪酸酯分離得到的飽和脂肪酸酯合并，即為生物柴油。

本發明的有益效果是：

本發明不是直接將油脂酯化產物脂肪酸酯作為生物柴油使用，而是利用脂肪酸酯結構上存在雙鍵的特點，在制備生物柴油的同時，聯產化工產品二聚脂肪酸酯。本發明采用尿素包合法將油脂酯化產物脂肪酸酯分離成飽和脂肪酸酯和不飽和脂肪酸酯兩部分，通過調整尿素包合工藝條件，控制兩部分產品的比例和純度。由于大量的飽和脂肪酸酯不參與聚合反應，提高了不飽和脂肪酸酯的聚合反應速度，縮短了反應時間。因分離得到的不飽和脂肪酸酯含量高，提高了聚合產品二聚脂肪酸酯的質量。此外，本發明無須額外引入共軛雙鍵體系，從而減少了生物柴油和二聚酸酯聯產技術在原料上的限制因素。

附圖說明

圖1為本發明的工作流程示意圖

具體實施方式