雙酸型離子液體催化廢油脂制備生物柴油并聯(lián)產(chǎn)三醋酸甘油酯.pdf

1、生物柴油，是為緩解能源危機(jī)降低對(duì)石油能源的依賴(lài)而開(kāi)發(fā)研究的新的能源形勢(shì)。它的主要成份是脂肪酸甲酯，一般以大豆油、棕櫚油等植物油或者動(dòng)物脂肪為原料與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)制備而得。以廢油脂為原料可很大程度上降低成本，但廢油脂中含有較多的游離脂肪酸及其他雜質(zhì)，酸值較高，會(huì)使催化劑失活。因此，在使用前需要進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的處理方法能耗高、損失大、成本高、工藝復(fù)雜。本文采用濕熱法處理，成本低、工藝簡(jiǎn)單、損失少。以廢油脂為原料制備生物柴油的傳統(tǒng)方法是采

2、用預(yù)酯化和酯交換兩步法，工藝復(fù)雜、能耗大，催化劑基本無(wú)重復(fù)使用性，因此制備成本較高。本文以Br(φ)nsted-Lewis雙酸型離子液體為催化劑催化廢油脂制備生物柴油，利用其Br(φ)nsted酸位催化游離脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)，Lewis酸位催化酯交換反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“一鍋法”制備生物柴油。并對(duì)副產(chǎn)物甘油進(jìn)行產(chǎn)業(yè)延伸，制備三醋酸甘油酯，增加經(jīng)濟(jì)效益。
　　以濕熱法處理廢油脂，考察了對(duì)油脂品質(zhì)影響明顯的指標(biāo)因素，得到最佳工藝條件即廢油脂30

3、 g、水12 g于100℃密閉濕熱處理45 min，油品的酸值由2.26 mgKOH/g降為2.06 mgKOH/g，碘值由73.84 I2g/100g降為70.80 I2g/100g，皂化值由200.27 mgKOH/g升至204.39 mgKOH/g。油脂的品質(zhì)明顯改善，適合用來(lái)制備生物柴油。
　　合成了三種催化酯化反應(yīng)效果較明顯的Br(φ)nsted-Lewis雙酸型離子液體，通過(guò)FT-IR、1H NMR、13C NMR、M

4、S等表征手段對(duì)催化效果好的離子液體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和有關(guān)基團(tuán)的確認(rèn)，并測(cè)定其哈密特(Hammett)酸度函數(shù)H0。結(jié)果表明，以[HSO3-(CH2)3-NEt3]Cl-FeCl3(x=0.67)為催化劑，濕熱處理后的廢油脂為原料制備生物柴油效果最好，反應(yīng)條件為:廢油脂10g，n（廢油脂）∶n（甲醇）=1∶8，離子液體1 g，高壓反應(yīng)釜中140℃下攪拌反應(yīng)5h時(shí)，產(chǎn)品收率在97％以上，離子液體可重復(fù)使用。
　　對(duì)比考察了常規(guī)Br(φ)ns

5、ted酸和Lewis酸以及[HSO3-(CH2)3-NEt3] Cl-MClx(x=0.67)對(duì)制備三醋酸甘油酯的催化效果，確定[HSO3-(CH2)3-NEt3] Cl-FeCl3(x=0.67)為對(duì)甘油制備三醋酸甘油酯的最佳催化劑，通過(guò)單因素試驗(yàn)考察得到最佳工藝條件為:甘油10 g，離子液體占甘油質(zhì)量10％，n（甘油）∶n（冰醋酸）∶n（乙酸酐）=1∶3.5∶1投料，30 mL甲苯做帶水劑，110℃下反應(yīng)7h，酯化粗產(chǎn)率最高可達(dá)99