[發(fā)明專利]現(xiàn)場誘導低共熔體系中合成生物柴油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510895002.6
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN105349268B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 方東;彭歡;陳社云;武力左;戴兢陶;孫思宇;黃雄;郁闖
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城師范學院
• 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

本發(fā)明公開了現(xiàn)場誘導低共熔體系中合成生物柴油的方法。原料為植物油、甲醇，常壓下攪拌加熱得到生物柴油。本發(fā)明優(yōu)點為：(1)以N?磺酸丙基三羥乙基銨為低共熔體系的誘導劑，消除了乳化現(xiàn)象，簡化了工藝流程；(2)體系中不含鹵素離子，避免了其對金屬設備的危害；(3)采用氫氧化鈉催化劑，成本低廉、活性高、用量少；(4)反應條件溫和，可在常壓以及甲醇回流溫度條件下反應；(5)產(chǎn)品純度高，雜質(zhì)少；(6)反應結(jié)束后低共熔催化體系與產(chǎn)品容易分離，易回收循環(huán)利用，環(huán)境友好。

一 技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及現(xiàn)場誘導低共熔體系中合成生物柴油的方法，屬于化學材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本方法適用于以植物油、甲醇為原料，合成生物柴油的場合。

二 背景技術(shù)

世界范圍內(nèi)的能源供給緊張以及環(huán)境污染的日益加劇，迫使人們尋找石油的替代品。作為一種新型的可再生清潔能源，生物柴油是以油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。生物柴油是典型“綠色能源”，大力發(fā)展生物柴油對經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，推進能源替代，減輕環(huán)境壓力，控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。

酯交換反應、酯化反應都是合成生物柴油的常用反應，酯交換反應通常采用強酸(硫酸)或強堿(KOH和NaOH)作催化劑，存在著催化劑腐蝕性強且反應后不易分離回收，或產(chǎn)物易皂化，產(chǎn)生大量的廢水，廢堿(酸)液排放容易對環(huán)境造成二次污染等缺點。因此，消除皂化現(xiàn)象和減少廢酸廢堿的排放成為生物柴油大規(guī)模應用的當務之急。

低共熔溶劑(Deep Eutectic Solvents，DESs)的物理化學性質(zhì)與離子液體極其相似，因此也被歸為一類新型離子液體。低共熔溶劑是指由一定化學計量比的氫鍵受體(如季銨鹽)和氫鍵給體(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)組合而成的兩組分或三組分低共熔混合物，其凝固點顯著低于各個組分純物質(zhì)的熔點。低共熔溶劑在生物活性成分的提取分離、有機合成、氣體吸收等領(lǐng)域具有廣泛的用途，作為一種新型的綠色溶劑目前已經(jīng)引起了人們廣泛的關(guān)注，是一種環(huán)境友好型材料也是目前綠色化學研究領(lǐng)域的熱點內(nèi)容之一(J MDeSimone.For recent reviews.Science，2002，297：799.)，與離子液體類似，低共熔溶劑具有低熔點、選擇性溶解力、低揮發(fā)性、高熱穩(wěn)定性、和可設計性等優(yōu)點。

氯化膽堿/甘油為低共熔劑(DES)可以用于生物柴油制備中的后處理、分離提純等工序，本課題組也公開了氯化膽堿作為現(xiàn)場誘導劑在生物柴油中的應用。

三 發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供反應條件溫和、反應過程無皂化現(xiàn)象、產(chǎn)品易分離、產(chǎn)品純度高、催化體系能夠回收循環(huán)使用的合成生物柴油的方法，整個體系中所有的工藝環(huán)節(jié)中都不含鹵素離子，對環(huán)境、金屬設備沒有潛在的危害。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：現(xiàn)場誘導低共熔體系制備生物柴油的方法，以氫氧化鈉為催化劑，在N-磺酸丙基-N，N，N-三羥乙基銨與反應過程中生成的甘油組成的低共熔體系中，將植物油、甲醇在常壓下加熱攪拌得到生物柴油。

本發(fā)明所述的現(xiàn)場誘導低共熔體系制備生物柴油的方法，具體措施是以氫氧化鈉為催化劑，N-磺酸丙基-N，N，N-三羥乙基銨為現(xiàn)場形成低共熔體系的誘導劑，植物油、甲醇為原料，在常壓下加熱回流2-4小時得到生物柴油；反應過程中N-磺酸丙基-N，N，N-三羥乙基銨與反應生成的副產(chǎn)物甘油現(xiàn)場形成動態(tài)比例的低共熔溶劑，反應完畢后過冷卻至室溫，形成液-液兩相體系，上層是粗產(chǎn)品，下層是現(xiàn)場形成的低共熔溶劑、未反應完全的原料、催化劑、副產(chǎn)物甘油的混合物，分液得到的粗產(chǎn)品經(jīng)水洗、干燥后得到生物柴油產(chǎn)品；下層低共熔體系，可回收并重復使用。

本發(fā)明所用植物油可以是棉籽油、轉(zhuǎn)基因大豆油、蓖麻油等。

本發(fā)明所用物料的摩爾比為植物油∶甲醇：＝1∶3～8，其中優(yōu)選1∶4～6。

本發(fā)明所用催化劑用量為植物油質(zhì)量的0.5～5％，其中優(yōu)選1∶0.8～1.5％。