[發(fā)明專利]一種在離子液體中制備生物柴油的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110382804.9
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102492558A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 王海軍;馬潔;顧俊
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及綠色能源、新能源生產技術領域。具體涉及一種在離子液體中制備生物柴油的方法，更具體的涉及一種在醋酸鹽類離子液體中制備生物柴油的方法。

背景技術

由于化石燃料的大量、無節(jié)制的使用，造成了能源危機及環(huán)境惡化等問題，使人類面對能源與環(huán)境的雙重壓力，因此，人類急需尋找一種綠色環(huán)保的可再生能源即生物柴油。生物柴油的理化性質與石化柴油非常相似，且具有科生物降解、可完全燃燒、有害物質排放少等優(yōu)點，是種非常有潛力的未來能源。目前世界上廣泛采用的生物柴油生產技術是液堿或固體堿常溫常壓酯交換工藝，該工藝屬于傳統生產工藝，具有流程復雜、環(huán)境污染嚴重等缺點。所以探索性的開發(fā)綠色催化劑和現代過程強化技術是十分必要的，綠色催化如離子液體、酶等；過程強化技術如微波、超聲波輻射技術，加入共(助)溶劑技術等。

離子液體是綠色的溶劑和催化劑，其應用已經作為研究的熱點。2005年中科院化學所張軍等發(fā)現1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽是纖維素的優(yōu)良溶劑，形成均相溶液。最近，研究人員指出1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([emim]Ac)對木質素也具有良好的溶解能力，(Fu，D.；Mazza，G.；Tamaki，Y.，Lignin?Extraction?from?Straw?by?Ionic?Liquids?and?Enzymatic?Hydrolysis?of?the?Cellulosic?Residues.J.Agric.Food?Chem)；但是此種離子液體作為催化劑用于生物柴油的研究較少。Zhang等(Bioresource?Technology)合成了具有B酸活性的磷酸吡咯離子液體，用于催化游離脂肪酸與甲醇的酯化反應，反應8h后酯化率可達90％以上。青島生物能源與過程所咸漠等合成具有酸功能化烷基吡啶、二烷基咪唑和烷基胺鹽陽離子的離子液體用于催化游離脂肪酸與乙醇的反應，反應9h酯化率可達95％以上(CN200810057894.2)。廣東工業(yè)大學黃寶華等合成的磺酸吡咯烷酮類和嗎啡啉類離子液體用作酯交換反應的催化劑，催化油脂與甲醇制備生物柴油，收率達80％以上(CN200810220576.3).以上功能化離子液體雖然活性較高，但是合成過程復雜、純化困難、成本較高，從而極大的限制了離子液體的應用。

蓖麻是一種世界性油物作物，是集多種開發(fā)潛力于一身的生物質能源，被人們譽為極具開發(fā)潛力又可再生的“綠色礦源”。蓖麻在我國產量很高，價格低廉，其含油量很高達80％。該領域技術產品的研發(fā)和應用日益受到各國重視。美國將其列為八大戰(zhàn)略物資；巴西將其作為國家能源替代主要原料；法國將用蓖麻生產尼龍11技術列為國家機密等等，所以生物質產業(yè)也為世人所共識。故實驗采用蓖麻油作為原料，酯交換制備生物柴油。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種在離子液體中制備生物柴油的方法。

為實現上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽/NaOH為催化劑比例為1∶3～1∶18，反應溫度范圍為20～80℃常壓回流、催化劑用量為8％～25％、醇油摩爾比為9∶1～27∶1、反應時間1.5h～24h。

除非另有說明，本發(fā)明所采用的百分數均為質量百分數。

本發(fā)明提供一種在離子液體中催化油脂酯交換制備生物柴油的方法，所述原料采用蓖麻油生物油脂，所述醋酸鹽類離子液體屬環(huán)境友好型溶劑和液體催化劑，可循環(huán)使用，更為綠色、環(huán)保。制備的生物柴油能提供一種非石化原料制備柴油的新方法，對實現可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及確保我國的能源安全具有重要意義。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1.[emim]Ac粘度很低，無需加入共溶劑，對于整個催化體系有著良好的溶解與催化作用，操作方便，便于工業(yè)生產；

2.NaOH對[emim]Ac有助催化作用，可以提高脂肪酸甲酯的產率；

3.離子液體性能穩(wěn)定，可以重復使用，后處理成本低，環(huán)境友好；

4.離子液體催化劑的催化性能良好，反應速度快，反應條件溫和，催化酯化率高。

具體實施方式

根據相關離子液體的合成方法，制備和純化了離子液體，干燥，用于本發(fā)明專利的實施。

操作步驟如下：

①在反應器中加入一定催化劑量[emim]Ac，放入電熱真空干燥箱中70℃干燥；

②2h后取出，搭好實驗裝置，加入蓖麻油；將NaOH溶于甲醇，加入三口燒瓶；

③連接好回流裝置，接通攪拌器的電源，調整攪拌速率，設置反應溫度，開始反應；