[發明專利]雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法

在審

• 申請號: 201310638636.4
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103664583A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 常濤;袁明霞;張廣清;邊麗;何樂芹;鄭仕兵
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/58;C07C69/24;C10L1/02;B01J31/02
• 代理公司: 邯鄲市久天專利事務所 13117
• 代理人: 薛建鐸

1.雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，包括酸功能化雙子離子液體制備步驟和生物柴油制備步驟，其特征在于，生物柴油制備工藝步驟為：

A)用酸功能化雙子離子液體作為反應的催化劑，在40-80℃條件下催化脂肪酸與短鏈醇的混合物，反應時間為3-6小時；

B）將步驟A制得的反應液冷卻至室溫，通過重力沉降，將反應液進行分層處理，下層即為酸功能化雙子離子液體，將上層液體減壓脫除短鏈醇，得到生物柴油。

2.如權利要求1所述的雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，其特征在于，所述的酸功能化雙子離子液體為磺酸基功能化雙子烷基胺鹽陽離子與無機或有機陰離子構成的鹽；其中脂肪酸與短鏈醇的摩爾比為1:1至1:4；酸功能化雙子離子液體質量與脂肪酸與短鏈醇的混合物的總質量比為1：20～20：1。

3.如權利要求2所述的雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，其特征在于，所述的陽離子為磺酸基功能化雙子烷基胺鹽陽離子，其結構通式如下所示，其中，m=1,2，n=1～5，R為C₄～C₁₈。

4.如權利要求2所述的雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，其特征在于，所述的陰離子為氯、溴、碘、硫酸根、硫酸氫根、硝酸根、磷酸二氫根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、乙酸根、甲磺酸根、對甲苯磺酸根、三氟甲磺酸根或三氟乙酸根負離子。

5.如權利要求1所述的雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，其特征在于，其中，步驟B中分離出的酸功能化雙子離子液體重復用于反應。

6.如權利要求1所述的雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，其特征在于，其中，步驟A中脂肪酸為高級脂肪酸；所述的短鏈醇為甲醇、乙醇或丙醇。

7.如權利要求1所述的雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，其特征在于，所述的酸功能化雙子離子液體制備步驟，為將N,N’-二甲基乙二胺與溴代十二烷反應，得到雙（甲基十二烷基）乙二胺；將雙（甲基十二烷基）乙二胺同1,3-丙磺酸內酯反應，得到雙（甲基十二烷基磺丙基）乙撐雙季銨鹽，將雙（甲基十二烷基磺丙基）乙撐雙季銨鹽與兩摩爾的對甲苯磺酸反應后，減壓脫水得到二對甲苯磺酸鹽代雙（甲基十二烷基磺酸丙基）乙撐雙季銨鹽。

8.如權利要求1所述的雙子離子液體催化劑制備生物柴油的方法，其特征在于，所述的酸功能化雙子離子液體制備步驟：

1）酸功能化雙子離子液體的制備過程：將16.8份質量的氫氧化鈉溶解于126份質量乙醇中，加入17.6份質量的N,N’-二甲基乙二胺，加熱至80℃，滴加50份質量的溴代十二烷，滴加完畢，保溫反應48小時后，過濾，溶液蒸除乙醇后，用80份質量的丙酮溶解，將不溶物過濾，蒸除溶劑；得到白色蠟狀固體雙（甲基十二烷基）乙二胺；取42.5份質量的雙（甲基十二烷基）乙二胺，溶解于40份質量的丙酮中，加熱至60℃，滴加26.9份質量的1,3-丙磺酸內酯，滴加完畢，保溫反應48小時后，過濾，濾餅用丙酮洗滌，并與80℃真空干燥5小時，得到黃色固體雙（甲基十二烷基磺丙基）乙撐雙季銨鹽；取33.4份質量的雙（甲基十二烷基磺丙基）乙撐雙季銨鹽溶于30份質量的乙醇中，加入19份質量的對甲苯磺酸，升溫至90℃并保溫反應3小時，反應完畢后，減壓脫除乙醇得淡黃色粘稠液體二對甲苯磺酸鹽代雙（甲基十二烷基磺酸丙基）乙撐雙季銨鹽；

2）生物柴油的制備：在配有磁力攪拌器、回流冷凝管和溫度計的三口瓶內，加入一定配比的脂肪酸、短鏈醇、離子液體，其中脂肪酸與短鏈醇的摩爾比為1:1～1:4，離子液體質量與反應物總質量比為1：20～20：1；升溫至40-80℃開始反應計時，反應4小時后，停止反應，反應液冷卻靜置分層后，上層液體蒸餾得到生物柴油。