一種低共熔體系中製備生物柴油的方法
2023-12-06 04:18:41 4
一種低共熔體系中製備生物柴油的方法
【專利摘要】本發明公開了一種低共熔體系中製備生物柴油的方法。原料為植物油、甲醇，常壓下攪拌加熱得到生物柴油。本發明優點為：(1)採用氫氧化鈉催化劑，成本低廉、催化活性高、用量少；(2)反應條件溫和，可以在常壓、甲醇回流溫度條件下反應；(3)以氯化膽鹼與甘油組成低共熔溶劑，消除了乳化現象，簡化了工藝流程；(4)產品純度高，雜質少；(5)低共熔溶劑與氫氧化鈉組成的低共熔催化體系，易回收循環使用，環境友好。
【專利說明】一種低共熔體系中製備生物柴油的方法
一【技術領域】
[0001]本發明涉及低共熔體系中製備生物柴油的方法，屬於化學材料製備【技術領域】。本方法適用於以植物油、甲醇為原料，合成生物柴油的場合。
二【背景技術】
[0002]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、廢餐飲油等為原料製成的液體燃料，是優質的石油柴油代用品。生物柴油是典型「綠色能源」，大力發展生物柴油對經濟可持續發展，推進能源替代，減輕環境壓力，控制城市大氣汙染具有重要的戰略意義。
[0003]合成生物柴油是酸鹼均能催化的酯交換反應，通常採用強酸(硫酸)或強鹼(Κ0Η和NaOH)作催化劑，存在著催化劑腐蝕性強且反應後不易分離回收，或產物易皂化，產生大量的廢水，廢鹼(酸)液排放容易對環境造成二次汙染等缺點。因此，消除皂化現象和減少廢酸廢鹼的排放成為生物柴油大規模應用的當務之急。[0004]低共熔溶劑(Deep Eutectic Solvents, DESs)的物理化學性質與離子液體極其相似，因此也有人把它歸為一類新型離子液體。低共熔溶劑通常是由一定化學計量比的季銨鹽和氫鍵給體(如醯胺、羧酸和多元醇等化合物)組合而成的低共熔混合物。作為一種新型的綠色溶劑目前已經引起了人們廣泛的關注，其是一種環境友好型材料也是目前綠色化學研究領域的熱點內容之一 (J M DeSimone.For recent reviews.Science, 2002, 297:799.)，低共熔溶劑具有低熔點、選擇性溶解力、低揮發性、高熱穩定性、和可設計性等優點。
三
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供反應條件溫和、反應過程無皂化現象、產品易分離、產品純度高、催化體系能夠回收循環使用的合成生物柴油的方法。
[0006]實現本發明目的的技術解決方案為:一種生物柴油的製備新方法，以氫氧化鈉為催化劑，在氯化膽鹼與甘油組成的低共熔溶劑中，將植物油、甲醇在常壓下加熱攪拌得到生物柴油。
[0007]本發明所述的一種低共熔體系中製備生物柴油的方法，具體措施是以氫氧化鈉為催化劑，氯化膽鹼與甘油組成的低共熔溶劑，植物油、甲醇為原料，在常壓下加熱回流2-6小時得到生物柴油；反應完畢後過冷卻至室溫，形成液-液兩相體系，上層是粗產品，下層是低共熔體系，分液得到的粗產品經水洗、乾燥後得到生物柴油產品；下層低共熔體系中含有未反應完全的原料、催化劑、副產物甘油，可回收並重複使用。
[0008]本發明所用植物油可以是棉籽油、轉基因大豆油、蓖麻油等。
[0009]本發明低共熔體系中氯化膽鹼與甘油的摩爾比為1:1.0~1.19。
[0010]本發明所用物料的摩爾比為植物油:甲醇:=1:3~10，其中優選1:4~6。
[0011]本發明所用催化劑用量為植物油質量的0.5~5%，其中優選1:0.8~1.5%。
[0012]本發明所述低共熔體系用量為植物油質量的5~15%，其中優選8~10% ;所述的物料、催化劑按照比例投料混合攪拌。
[0013]本發明所用的植物油、催化劑、低共熔溶劑均為商品原料，直接購買使用。
[0014]本發明所述氯化膽鹼與甘油組成的低共熔溶劑，可以按照文獻公開的方法，將氯化膽鹼與甘油按照上述摩爾比，常壓條件下加熱到80°C，攪拌1-2小時形成均勻透明液體，即可得到目標溶劑。
[0015]本發明所依據的化學反應原理如下:
【權利要求】
1.一種低共熔體系中製備生物柴油的方法，其特徵在於:以氫氧化鈉為催化劑，氯化膽鹼與甘油組成的低共熔體系，植物油、甲醇為原料，在常壓下加熱回流2-6小時得到生物柴油；反應完畢後過冷卻至室溫，形成液-液兩相體系，上層是粗產品，下層是低共熔體系，分液得到的粗產品經水洗、乾燥後得到生物柴油產品；下層低共熔體系中含有未反應完全的原料、催化劑、副產物甘油，可回收並重複使用； 生物柴油的製備反應如下:
2.根據權利要求1所述的一種低共熔體系中製備生物柴油的方法，其特徵在於:低共熔體系中氯化膽鹼與甘油的摩爾比為1:1.0~1.19。
3.根據權利要求1所述的一種低共熔體系中製備生物柴油的方法，其特徵在於:所用物料的摩爾比為植物油:甲醇:=1:3~10，催化劑用量為植物油質量的0.5~5%，低共熔體系用量為植物油質量的5~15%，所述的物料、催化劑按照比例投料混合攪拌。
【文檔編號】C11C3/10GK103525561SQ201310489256
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】方東, 姜晨寧, 趙志心, 戴兢陶, 王京平, 王彥卿, 邢勝先 申請人:鹽城師範學院