[發明專利]一種負載型固體堿催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201711000675.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107754827B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 胡道華;鄭自健;張思源;楊菁
• 申請（專利權）人: 廣州美晨科技實業有限公司
• 主分類號: B01J27/135
• 分類號: B01J27/135;C07C69/33;C07C67/08;C07C69/58
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 宋靜娜;郝傳鑫

本發明公開了一種負載型固體堿催化劑及其制備方法與應用。本發明采用KF?SnCl₂/Al₂O₃負載型固體堿催化劑，由縮水甘油與脂肪酸按一定的比例，在一定的條件下反應制得粗酯，再通過三級分子蒸餾提純，制得單，雙甘油脂肪酸酯產品。該方法降低了反應溫度，降低了能耗，克服了傳統工藝在高溫下反應導致脂肪酸易分解、甘油易聚合而產生較多雜質的問題，獲得單甘油脂肪酸酯重量百分比高的粗酯，降低了分離提純的難度，制得的最終成品中單甘油脂肪酸酯重量百分比非常高，可進行工業化生產。

技術領域

本發明涉及精細化工領域，具體涉及一種負載型固體堿催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

食品乳化劑是食品行業使用最廣泛的食品添加劑，當前世界范圍內食品乳化劑的用量超過40萬噸，而單，雙甘油脂肪酸酯(簡稱單甘酯)是食品乳化劑中用量最大的品種。我國單甘酯產量已經達到10萬噸，占據食品乳化劑的50％左右，單甘酯是一種油包水型乳化劑，由于乳化性獨特，也可作為水包油型乳化劑，HLB值在3～4，在國家標準GB2760中規定可按生產需要用于各類食品，是“一般公認為安全的”(GRAS)，聯合國糧農組織和世界衛生組織(FAO/WHO) 食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)定為“不限使用”的乳化劑。我國目前的高重量百分比單，雙甘油脂肪酸酯(簡稱分子蒸餾單甘酯)基本都是分子蒸餾單甘油硬脂酸酯。

單甘酯的制備方法有化學法和生物法，包括：(1)直接酯化法，即甘油與脂肪酸酯化合成單甘酯；(2)酯交換法，即甘油與氫化油酯交換合成單甘酯；(3) 縮水甘油皂化法，由縮水甘油與脂肪酸反應制得單甘酯；(4)生物法是采用酶作為催化劑，由脂肪酸與甘油合成單甘酯。這些工藝各有優缺點，而目前國內最普遍的工業化生產工藝是采用在堿催化劑條件下，氫化油與過量的甘油在 220～230℃高溫下進行酯交換反應，得到含有未反應甘油、脂肪酸、單甘油脂肪酸酯、雙甘油脂肪酸酯以及未反應氫化油的混合物(簡稱粗酯)。粗酯再通過三級分子蒸餾提純，分別將未反應甘油及游離脂肪酸脫除，并將單甘油脂肪酸酯蒸餾出來而得到分子蒸餾單甘酯。其工藝存在的主要缺點在于：粗酯的重量百分比低，一般單甘油脂肪酸酯重量百分比在40～50％，而且在堿催化劑存在下高溫反應會造成甘油聚合而生成聚甘油等雜質，因此提純分離的成本較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種負載型固體堿催化劑及其制備方法與應用。

本發明的另一個目的在于提供一種利用KF-SnCl₂/Al₂O₃負載型固體堿催化劑制備單，雙甘油脂肪酸酯的方法，該方法操作簡單、能耗低，制得的單，雙甘油脂肪酸酯中單甘油脂肪酸酯重量百分比高。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種KF-SnCl₂/Al₂O₃負載型固體堿催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將KF、SnCl₂和Al₂O₃按重量比(0.3～0.5)：(0.2～0.3)：1加入水中；

(2)攪拌加熱至60℃，充分攪拌后，靜置8小時以上；

(3)將靜置后的催化劑干燥、研磨、焙燒后得到KF-SnCl₂/Al₂O₃負載型固體堿催化劑；所述焙燒的溫度為400～600℃，時間為3～6小時。

作為本發明所述的KF-SnCl₂/Al₂O₃負載型固體堿催化劑的制備方法的優選實施方式，所述步驟(1)中，KF、SnCl₂和Al₂O₃的重量比為0.4:0.25:1。