益效果如下:
[0020]本發(fā)明提供了一種增溶易分離離子液體均相催化制備生物柴油的方法，該方法利用離子液體可設(shè)計(jì)性，根據(jù)反應(yīng)底物的極性以及疏水性調(diào)節(jié)陰、陽離子的結(jié)合，利用了丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨([N222JPs)離子液體同時(shí)具有的增溶作用和酸催化作用，從而實(shí)現(xiàn)在生物柴油制備過程中，酯交換反應(yīng)和酯化就在均相溶液中進(jìn)行，這無疑將提高酯交換和酯化的反應(yīng)速率。
[0021]同時(shí)本發(fā)明利用丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨([N222JPs)離子液體高熔點(diǎn)在室溫下結(jié)晶析出的特點(diǎn)，建立一種酯交換反應(yīng)和酯化反應(yīng)后產(chǎn)物分離的新方法。本發(fā)明的離子液體熔點(diǎn)在75°C左右，它不是真正意義上的室溫離子液體。而生物柴油酯交換反應(yīng)本身需要一定的溫度，80°C左右。在這個(gè)溫度下，丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨([N222JPs)離子液體已經(jīng)熔融成液體，其分解溫度在270°C左右，因此也不會(huì)分解，正好可以表現(xiàn)出離子液體的特性。反應(yīng)后只要稍加冷卻，離子液體就結(jié)晶析出，其增溶作用也隨之消失，這樣反應(yīng)所生成的生物柴油也將隨之與過剩甲醇和副產(chǎn)品甘油分層，即降溫后將形成離子液體固相和以生物柴油為主并溶解有少量未反應(yīng)的油脂原料的油相以及以甲醇和甘油組成的醇相等3個(gè)異相，經(jīng)過濾和傾析就能很容易地將反應(yīng)后的體系進(jìn)行分離。分離出來的丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體即可循環(huán)使用。
[0022]綜上，本發(fā)明在生物柴油制備過程中，利用一種在室溫條件下為固態(tài)，加熱到80°C以上熔融成液體，對(duì)油脂和短鏈醇溶解性好的丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體既作為反應(yīng)的催化劑又作為底物的增溶劑，反應(yīng)結(jié)束后，通過冷卻，丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體成為固態(tài)自動(dòng)分離出來，設(shè)計(jì)巧妙，工藝操作簡(jiǎn)單方便、反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物易分離純化，催化劑離子液體價(jià)格便宜、可重復(fù)使用、腐蝕性低、不污染環(huán)境，綠色環(huán)保，能快速制備生物柴油，從而大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
:
[0023]以下是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]將醇油摩爾比為6:1的大豆油和甲醇混合后置于10mL反應(yīng)釜中，再加入1wt%的[N222JPs離子液體，攪拌升溫至80°C，恒溫50min。反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，通冷卻水冷卻至室溫后取出混合物置于分液漏斗中靜置分層，上層為生物柴油，產(chǎn)率可達(dá)89%。下層為離子液體與甲醇及副產(chǎn)物甘油的混合物，經(jīng)過濾分離出離子液體，套用到下一次反應(yīng)進(jìn)行循環(huán)使用。
[0026]實(shí)施例2
[0027]將醇油摩爾比為8:1的桐子油和甲醇混合后置于10mL反應(yīng)釜中，再加入12wt%的[N222JPs離子液體，攪拌升溫至80°C，恒溫lh。反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，通冷卻水冷卻至室溫后取出混合物置于分液漏斗中靜置分層，上層為生物柴油，產(chǎn)率可達(dá)92%。下層為離子液體與甲醇及副產(chǎn)物甘油的混合物，經(jīng)過濾分離出離子液體，套用到下一次反應(yīng)進(jìn)行循環(huán)使用。
[0028]實(shí)施例3
[0029]將醇油摩爾比為8:1的菜籽油和甲醇混合后置于10mL反應(yīng)釜中，再加入15wt%的[N222JPs離子液體，攪拌升溫至85°C，恒溫1.5h。反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，通冷卻水冷卻至室溫后取出混合物置于分液漏斗中靜置分層，上層為生物柴油，產(chǎn)率可達(dá)94%。下層為離子液體與甲醇及副產(chǎn)物甘油的混合物，經(jīng)過濾分離出離子液體，套用到下一次反應(yīng)進(jìn)行循環(huán)使用。
[0030]實(shí)施例4
[0031 ] 將醇油摩爾比為10:1的大豆油和甲醇混合后置于10mL反應(yīng)釜中，再加入18wt %的[N222JPs離子液體，攪拌升溫至100°C，恒溫1.5ho反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，通冷卻水冷卻至室溫后取出混合物置于分液漏斗中靜置分層，上層為生物柴油，產(chǎn)率可達(dá)96.5%。下層為離子液體與甲醇及副產(chǎn)物甘油的混合物，經(jīng)過濾分離出離子液體，套用到下一次反應(yīng)進(jìn)行循環(huán)使用。
[0032]實(shí)施例5
[0033]將醇油摩爾比為5:1的微藻油脂和甲醇混合后置于10mL反應(yīng)釜中，再加入20界七％的[N222JPs離子液體，攪拌升溫至100°C，恒溫3h。反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，通冷卻水冷卻至室溫后取出混合物置于分液漏斗中靜置分層，上層為生物柴油，產(chǎn)率可達(dá)87.5%。下層為離子液體與甲醇及副產(chǎn)物甘油的混合物，經(jīng)過濾分離出離子液體，套用到下一次反應(yīng)進(jìn)行循環(huán)使用。
[0034]實(shí)施例6
[0035]將醇油摩爾比為12:1的花生油脂和甲醇混合后置于10mL反應(yīng)釜中，再加入20界七％的[N222JPs離子液體，攪拌升溫至120°C，恒溫5h。反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，通冷卻水冷卻至室溫后取出混合物置于分液漏斗中靜置分層，上層為生物柴油，產(chǎn)率可達(dá)93.5%。下層為離子液體與甲醇及副產(chǎn)物甘油的混合物，經(jīng)過濾分離出離子液體，套用到下一次反應(yīng)進(jìn)行循使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增溶易分離離子液體均相催化制備生物柴油的方法，其特征在于，該方法將醇類物質(zhì)和油脂按照醇油摩爾比為5:1?12:1加入反應(yīng)釜中，再加入質(zhì)量為反應(yīng)物總質(zhì)量的10?20%的丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體催化劑，反應(yīng)溫度為80°C?120°C，攪拌反應(yīng)50min?5h，得到含有生物柴油的混合物，水浴中冷卻1_1.5小時(shí)，靜止分層，上層相為生物柴油和微量甲醇，經(jīng)蒸餾除去甲醇后得到目標(biāo)產(chǎn)物；下層相為甘油、丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體催化劑、過量甲醇的混合物，經(jīng)過濾回收得到丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體催化劑，循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增溶易分離離子液體均相催化制備生物柴油的方法，其特征在于，所述丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體的制備方法如下:冰浴條件下，向濃度為lmol/L的丁基三乙基氫氧化銨中慢慢滴加濃度為lmol/L的對(duì)甲苯磺酸水溶液，丁基三乙基氫氧化銨與對(duì)甲苯磺酸的摩爾比為1:1，滴加完畢，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)完全后，60°C真空旋蒸除去水，65°C真空干燥12h，得目標(biāo)產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增溶易分離離子液體均相催化制備生物柴油的方法，其特征在于，所述油脂選自大豆油、蓖麻油、菜籽油、花生油、桐子油、棉籽油、魚油、微藻油脂中的一種或是上述幾種的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增溶易分離離子液體均相催化制備生物柴油的方法，該方法將醇類物質(zhì)和油脂加入反應(yīng)釜中，再加入反應(yīng)物總質(zhì)量的10～20％的丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體催化劑，攪拌反應(yīng)得到含有生物柴油的混合物，水浴中冷卻靜止分層，上層相為生物柴油和微量甲醇，經(jīng)蒸餾除去甲醇后得到目標(biāo)產(chǎn)物；下層相為甘油、丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體催化劑、過量甲醇的混合物，回收丁基三乙基對(duì)甲苯磺酸銨離子液體催化劑，循環(huán)使用。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，工藝操作簡(jiǎn)單方便、反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物易分離純化，催化劑離子液體價(jià)格便宜、可重復(fù)使用、腐蝕性低、綠色環(huán)保，能快速制備生物柴油，降低生產(chǎn)成本，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【IPC分類】C07C303-32, C11C3-04, C07C209-00, C07C211-63, B01J31-02, C11C3-10, C10L1-02, C07C309-30
【公開號(hào)】CN104694259
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510078892
【發(fā)明人】袁振宏, 苗長林, 呂鵬梅, 羅文 , 李惠文, 楊玲梅, 劉姝娜, 李志兵, 王治元, 王忠銘, 莊新姝
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院廣州能源研究所
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日