一种混合脂肪酸的制备方法技术

本发明专利技术涉及脂肪酸的制备技术领域，具体涉及一种混合脂肪酸的制备方法。本发明专利技术提供了一种混合脂肪酸的制备方法，包括以下步骤：在十二烷基苯磺酸钠、吡咯烷酮离子液体和水存在条件下将油脂进行水解反应，得到混合脂肪酸。本发明专利技术以十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂，起到了增强油水乳化的效果，降低了水解反应的温度，促进水解反应的进行。本发明专利技术采用吡咯烷酮离子液体作为催化剂，催化活性高、成本低、毒性低且可以循环利用。本发明专利技术的制备方法操作简单，适宜规模化生产。实施例测试结果表明，本发明专利技术提供的制备方法油脂的水解率可达97.11％；吡咯烷酮离子液体催化菜籽油水解重复利用6次后，水解率仍然在94％以上，重复利用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种混合脂肪酸的制备方法
本专利技术涉及脂肪酸的制备
，具体涉及一种混合脂肪酸的制备方法。
技术介绍
脂肪酸是油脂化学工业中必不可少的化学物质原料。由动植物油脂水解产生的游离脂肪酸通常用于制备肥皂、表面活性剂、润滑剂、油漆、食品、化妆品、药品等。生物柴油也可以通过脂肪酸与短链醇经酯化反应而得，其碳链长度分布类似于化石柴油燃料。这些生物燃料是石油基燃料和化学品的理想替代品。动植物油脂水解成脂肪酸一般使用化学方法或生物方法进行。其中，生物方法主要是经脂肪酶催化水解。脂肪酶催化动植物油脂的水解可在温和条件下进行，一般在常压下进行，反应温度为308K。但是，酶的成本较高，不能适用于工业化生产过程。对于化学方法，Colgate-Emery工艺是生产脂肪酸的普遍工业工艺，其操作条件较为苛刻，通常要求工作温度为250℃，反应压力为5MPa，而且在高温、高压下，甘油三酯和由它们裂解产生的脂肪酸会发生氧化、脱水和酯交换等副反应，导致产物脂肪酸变质。Twitchell脂肪分解过程是由Twitchell试剂在较温和的条件下(373K和1atm)进行的催化反应过程，但是，Twitchell试剂主要由碳氢化合物、油酸和浓硫酸组成，使用这种强无机酸催化剂会增加设备的腐蚀，并产生大量的工业废水。目前，固体超强酸催化剂已成功用于将油脂水解成游离脂肪酸，例如Ngaosuwan等(参见Ngaosuwan,K.,Lotero,E.,Suwannakarn,K.,GoodwinJr,J.G.,Praserthdam,P.(2009).Hydrolysisoftriglyceridesusingsolidacidcatalysts.Ind.Eng.Chem.Res.,48(10),4757-4767.doi:10.1021/ie8013988.)报道了在介孔二氧化硅上负载的钨酸锆和纳米Nafion树脂粒子构成的固体酸催化剂，用于水解三辛酸甘油酯；该反应过程在半间歇式反应器中进行，常压下操作，反应温度为110～150℃，水以低流速的方式连续加入。Satyarthi等(参见Satyarthi,J.K.,Srinivas,D.,Ratnasamy,P.(2011).Hydrolysisofvegetableoilsandfatstofattyacidsoversolidacidcatalysts.Appl.Catal.A-Gen.391(1-2),427-435.doi:10.1016/j.apcata.2010.03.047.)采用固体Fe-Zn双金属氰化物(DMC)配合物作为植物油和动物油脂水解的催化剂，在常压，温度为190℃，催化剂用量为油脂重量的5％条件下，催化剂选择性达73％以上。然而，上述固体酸催化剂容易失活，且再生利用非常困难。离子液体(Ionicliquids，ILs)由于具有良好的热稳定性、出色的溶解性、可靠的不挥发性、可调节的物理和化学性质，而被广泛用作绿色溶剂和催化剂。现有技术中用于催化油脂水解的离子液体主要为己内酰胺、吡啶、咪唑、三乙胺类离子液体，如1-(4-磺酸基)丁基己内酰胺硫酸氢盐([HSO3-bCPL][HSO4])、1-(4-磺酸基)丁基吡啶硫酸氢盐([HSO3-bPy][HSO4])、1-(4-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bMIM][HSO4])、1-(4-磺酸基)丁基三乙胺硫酸氢盐([HSO3-bTEA][HSO4])。但是这些离子液体的合成原料成本高，而且反应温度高，对设备要求及能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低反应温度、低成本且能够实现吡咯烷酮离子液体重复利用的混合脂肪酸的制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种混合脂肪酸的制备方法，包括以下步骤：在十二烷基苯磺酸钠、吡咯烷酮离子液体和水存在条件下将油脂进行水解反应，得到混合脂肪酸。优选地，所述油脂包括菜籽油、麻疯树油、棕榈油、棉籽油、大豆油、花生油、核桃油、猪油、牛油、菜籽酸化油、大豆酸化油、棕榈酸化油、棉籽酸化油和餐饮废油中的一种或几种。优选地，所述吡咯烷酮离子液体包括N-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐、N-甲基-2-吡咯烷酮甲烷磺酸盐、2-吡咯烷酮硫酸氢盐、2-吡咯烷酮甲烷磺酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐或1-(3-磺酸基)丙基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐。优选地，所述吡咯烷酮离子液体与油脂的质量比为(0.1～0.2)：1。优选地，所述十二烷基苯磺酸钠与油脂的质量比为(0.02～0.04)：1。优选地，所述水和油脂的质量比为(1.5～2.5)：1。优选地，所述水解反应在常压条件下进行，所述水解反应的温度为90～120℃。优选地，所述水解反应后还包括：将所述水解反应终止后所得体系冷却至室温，进行分层，得到上相和下相；其中，所述上相包括混合脂肪酸，所述下相包括甘油、水、十二烷基苯磺酸钠和吡咯烷酮离子液体。优选地，得到所述上相后还包括：将所述上相依次进行热水洗涤和干燥，得到混合脂肪酸。优选地，得到所述下相后还包括：将所述下相依次进行常压蒸馏和减压蒸馏，得到吡咯烷酮离子液体。本专利技术提供了一种混合脂肪酸的制备方法，包括以下步骤：在十二烷基苯磺酸钠、吡咯烷酮离子液体和水存在条件下将油脂进行水解反应，得到混合脂肪酸。本专利技术以十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂，起到了增强油水乳化的效果，降低了水解反应的温度，促进水解反应的进行，而且十二烷基苯磺酸钠为阴离子表面活性剂，含有苯基和磺酸基官能团，在油脂水解过程中能增强酸催化剂的催化效率，使其在反应中起到协同增效的作用。本专利技术采用吡咯烷酮离子液体作为催化剂，催化活性高、成本低、毒性低且可以循环利用。本专利技术的制备方法操作简单，适宜规模化生产。实施例测试结果表明，本专利技术提供的制备方法油脂的水解率可达97.11％；吡咯烷酮离子液体催化菜籽油水解重复利用6次后，水解率仍然在94％以上，重复利用性好。具体实施方式本专利技术提供了一种混合脂肪酸的制备方法，包括以下步骤：在十二烷基苯磺酸钠、吡咯烷酮离子液体和水存在条件下将油脂进行水解反应，得到混合脂肪酸。在本专利技术中，所述混合脂肪酸的制备方法优选具体包括以下步骤：将十二烷基苯磺酸钠、吡咯烷酮离子液体、水和油脂混合，在搅拌条件下进行水解反应，至所得反应体系的酸值不变，水解反应终止，得到混合脂肪酸。在本专利技术中，所述油脂为任何动植物油脂及废弃油脂，优选包括菜籽油、麻疯树油、棕榈油、棉籽油、大豆油、花生油、核桃油、猪油、牛油、菜籽酸化油、大豆酸化油、棕榈酸化油、棉籽酸化油和餐饮废油中的一种或几种。在本专利技术中，所述水和油脂的质量比优选为(1.5～2.5)：1，更优选为(1.7～2.3)：1，最优选为(1.9～2.1)：1。在本专利技术中，所述吡咯烷酮离子液体优选包括N-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐([HNMP]HSO4)、N-甲基-2-吡咯烷酮甲烷磺酸盐([HNMP]CH3SO3)、2-吡咯烷酮硫酸氢盐([Hnhp]HSO4)、2-吡咯烷酮甲烷磺酸盐([Hnhp]CH3SO3)、1-(3-磺酸基)丙基-1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐([C3SO3HNMP]HSO4)或1-(3-磺酸基)丙基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐([C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合脂肪酸的制备方法，包括以下步骤：在十二烷基苯磺酸钠、吡咯烷酮离子液体和水存在条件下将油脂进行水解反应，得到混合脂肪酸。

【技术特征摘要】
1.一种混合脂肪酸的制备方法，包括以下步骤：在十二烷基苯磺酸钠、吡咯烷酮离子液体和水存在条件下将油脂进行水解反应，得到混合脂肪酸。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述油脂包括菜籽油、麻疯树油、棕榈油、棉籽油、大豆油、花生油、核桃油、猪油、牛油、菜籽酸化油、大豆酸化油、棕榈酸化油、棉籽酸化油和餐饮废油中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吡咯烷酮离子液体包括N-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐、N-甲基-2-吡咯烷酮甲烷磺酸盐、2-吡咯烷酮硫酸氢盐、2-吡咯烷酮甲烷磺酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐或1-(3-磺酸基)丙基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐。4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述吡咯烷酮离子液体与油脂的质量比为(0.1～0.2)：1。5.根据权利要求1或2所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张无敌，韩本勇，尹芳，王昌梅，赵兴玲，吴凯，刘士清，柳静，杨红，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：云南,53