循环利用磷钨酸铈催化剂合成混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯方法技术

技术编号:8526513 阅读:286 留言:0更新日期:2013-04-04 07:23
本发明专利技术涉及一种循环利用磷钨酸铈催化剂合成混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯方法,属于化工技术领域。将从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸投入到反应釜中,加入无水甲醇,再加入混合的棕榈酸和硬脂酸总质量8-9%的磷钨酸铈作为催化剂,加热回流反应后,减压蒸出未反应的甲醇;将反应釜中混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯与固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离,上层为混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯,下层为固体磷钨酸铈催化剂;将下层固体磷钨酸铈催化剂用去离子水溶解,加入盐酸调配溶液pH值<1,过滤除去不溶于水低聚物,得到磷钨酸铈水溶液,磷钨酸铈水溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈,固体磷钨酸铈作为下次反应的催化剂。按上述方法循环利用磷钨酸铈作为混合的棕榈酸和硬脂酸与无水甲醇反应的催化剂,每次混合的棕榈酸和硬脂酸总转化率均达到97%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,属于化工

技术介绍
从动、植物油脂中得到的固体脂肪酸,主要成分为硬脂酸和棕榈酸,两种酸沸点较高,不易分离,将两种酸转化为硬脂酸甲酯和棕榈酸甲酯降低其沸点,便于分离,并作为可应用的产品;硬脂酸甲酯用于表面活性剂、润滑剂、塑料抗氧化剂、展开剂、冷却液、是精细化工产品的一种重要中间体,因此具有广泛的开发前景和应用价值;棕榈酸甲酯是表面活性剂及其它精细化工的原料,主要用作乳化剂、湿润剂、稳定剂和增塑剂的中间体,也是生 物间信息素、生物柴油的成分、化妆品的原料,制备植物杀螨剂中应用原料;目前合成硬脂酸甲酯和棕榈酸甲酯的主要合成方法是以浓硫酸为催化剂,但是浓硫酸对设备腐蚀严重,产品不易分离,后处理工序复杂,且废水会对环境造成严重污染,另外在反应过程中由于浓硫酸的强氧化性,很容易造成产品颜色加深,因而有必要寻找一种无污染、催化性能好的环境友好催化剂;李金麟报导的硅钨杂多酸(HSIW)催化合成硬脂酸甲酯的研究,催化剂循环利用6次,酯化率由98%下降到84%,主要原因是固体酸催化剂有少量积碳物覆盖在固体酸表面,掩盖了部分酸中心,催化活性降低;杜美菊报导的磷钨酸催化合成硬脂酸甲酯的研究,催化剂循环利用3次,酯化率由88. 9%下降到60. 8%,主要原因是磷钨酸催化剂酸性较高,产生积碳量物相对较多,积碳物覆盖在固体酸表面,掩盖了部分酸中心,催化活性降低;闻鹏报导的稀土固体超强酸S042_/Sn02-Nd 203和固体酸Zr (SO4)2/Ti02催化合成棕榈酸甲酯,合成棕榈酸甲酯酯化率分别为90. 1%和98. 9%,当催化剂循环使用酯化率逐渐下降;田志茗报导的催化剂Zr02-S042_/SBA-15和Ce (SO4)2/SBA_15合成棕榈酸甲酯,合成棕榈酸甲酯酯化率为87. 7%和92%,催化剂循环利用酯化率下降很快,固体酸催化剂有少量积碳物覆盖在固体酸表面,掩盖了部分酸中心,加之催化剂表面的活性组分溶脱流失,固体酸表面酸量下降,催化活性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种,该方法不产生酸性废水和固体废弃物,是绿色合成工艺。技术解决方案本专利技术将从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸投入到反应釜中,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为57-60%和40-43%,加入无水甲醇,混合的棕榈酸和硬脂酸总摩尔与无水甲醇摩尔比为1:10,再加入混合的棕榈酸和硬脂酸总质量8-9%的磷钨酸铈作为催化剂,加热回流反应4小时,反应结束后,减压蒸馏回收未反应的甲醇;将反应釜中混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯与固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离,上层为混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯,将混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯进一步分离得到单一的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯产品,下层为固体磷钨酸铈催化剂;将下层固体磷钨酸铈催化剂用去离子水溶解,磷钨酸铈与去离子水质量比为1:1. 5,加入盐酸调配溶液pH值〈I,过滤除去不溶于水积碳物,得到磷钨酸铈水溶液,磷钨酸铈水溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈,固体磷钨酸铈作为下次反应的催化剂;按上述方法循环利用磷钨酸铈作为混合的棕榈酸和硬脂酸与无水甲醇反应的催化剂,每次混合的棕榈酸和硬脂酸总转化率均达到97%以上。专利技术效果本专利技术中催化剂活性是关键,磷钨酸铈虽然是一种温和的催化剂,但还会有少量积碳物形成覆盖在催化剂表面,降低磷钨酸铈催化剂的活性,如将每次反应后的磷钨酸铈直接作为下次反应的催化剂循环利用,导致转化率逐渐下降;利用磷钨酸铈易溶解于水的 性质,将固体磷钨酸铈与酯分离后,用去离子水溶解固体磷钨酸铈,用盐酸调配溶液PH值〈1,过滤除去悬浮在磷钨酸铈溶液中不易溶解的积碳物,得到的磷钨酸铈溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈,固体磷钨酸铈直接作为酯化反应的催化剂,实现了在合成混合棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯反应中磷钨酸铈催化剂的循环利用,转化率均达到97%,该方法便于实现工业化生产。具体实施例方式实施例1在反应釜中加入27 g从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为58. 04 %和41.96 %,加入32 g无水甲醇,2. 2 g磷钨酸铈作为催化剂,加热回流反应4小时,反应结束后,减压蒸馏回收得到未反应的甲醇;将反应釜中混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯与固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离,上层为混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯,将混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯进一步分离得到单一的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯产品,转化率为97. 12%,下层为固体磷钨酸铈催化剂,用3. 3 g去离子水溶解分离出的固体磷钨酸铈催化剂,加入盐酸调配溶液pH值〈1,过滤除去悬浮在磷钨酸铈溶液中不易溶解的积碳物,得到的磷钨酸铈溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈2. 2 g,固体磷钨酸铈直接作为下次酯化反应的催化剂。实施例2磷钨酸铈催化剂第一次循环利用。在反应釜中加入27 g从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为58. 04 %和41.96 %,加入32 g无水甲醇,加入实例I反应后经浓缩、结晶得到2. 2 g固体磷钨酸铈,加热回流反应,按实例I反应方法操作,转化率为97%。实施例3磷钨酸铈催化剂第五次循环利用。在反应釜中加入27 g从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为58. 04 %和41.96 %,加入32 g无水甲醇,加入第四次反应后经浓缩、结晶得到的2. 2 g固体磷钨酸铈,加热回流反应,按实例I反应方法操作,转化率为97. 2%。实施例4磷钨酸铈催化剂第十次循环利用。在反应釜中加入27 g从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为58. 04 %和41.96 %,加入32 g无水甲醇,加入第九次反应后经浓缩、结晶得到的2. 2 g固体磷钨酸铈,加热回流反应,按实例I反应方法操作,转化率为97. 2%。实施例5磷钨酸铈催化剂第二十次循环利用。在反应釜中加入27 g从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为58. 04 %和41. 96 %,加入32g无水甲醇,加入第十九次反应后经浓缩、结晶得到的2. 2 g固体磷钨酸铈,加热回流反应,按实例I反应方法操作,转化率为97. 1%。本文档来自技高网
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【技术保护点】
循环利用磷钨酸铈催化剂合成混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯方法,其特征在于,将从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸投入到反应釜中,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为57?60%和40?43%,加入无水甲醇,混合的棕榈酸和硬脂酸总摩尔与无水甲醇摩尔比为1:10,再加入混合的棕榈酸和硬脂酸总质量8?9%的磷钨酸铈作为催化剂,加热回流反应4小时,反应结束后,减压蒸馏回收未反应的甲醇;将反应釜中混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯与固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离,上层为混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯,将混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯进一步分离得到单一的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯产品,下层为固体磷钨酸铈催化剂;将下层固体磷钨酸铈催化剂用去离子水溶解,磷钨酸铈与去离子水质量比为1:1.5,加入盐酸调配溶液pH值<1,过滤除去不溶于水积碳物,得到磷钨酸铈水溶液,磷钨酸铈水溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈,固体磷钨酸铈作为下次反应的催化剂;按上述方法循环利用磷钨酸铈作为混合的棕榈酸和硬脂酸与无水甲醇反应的催化剂,每次混合的棕榈酸和硬脂酸总转化率均达到97%以上。

【技术特征摘要】
1.循环利用磷钨酸铈催化剂合成混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯方法,其特征在于,将从植物油中提取出的混合的棕榈酸和硬脂酸投入到反应釜中,棕榈酸和硬脂酸质量百分含量分别为57-60%和40-43%,加入无水甲醇,混合的棕榈酸和硬脂酸总摩尔与无水甲醇摩尔比为1:10,再加入混合的棕榈酸和硬脂酸总质量8-9%的磷钨酸铈作为催化剂,加热回流反应4小时,反应结束后,减压蒸馏回收未反应的甲醇;将反应釜中混合的棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯与固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离,上层为混合的棕榈酸甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝先库张瑞祥胡珊珊陈蛟华汪立新王士智刘海旺马显东赵永志许宗泽
申请(专利权)人:包头市京瑞新材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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