一种生物柴油合成方法技术

本发明专利技术属于生物能源技术领域，特别涉及一种生物柴油合成方法。脂肪酸和氯化亚砜在２０－４０℃的条件下反应１－３ｈ，然后再加入Ｃ１－Ｃ４的醇反应０．５－１．５ｈ，制得脂肪酸酯，其中脂肪酸、氯化亚砜和醇的投料物质的量比为１∶１－１．３∶１－１．３。本发明专利技术合成方法能耗小、安全、工艺及后处理较简便、生产成本低、产率高、环保无污染，可合成的生物柴油种类多。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物能源
，特别涉及。(二)
技术介绍
近年来，国际原油价格一路飙升，与油价疯长相伴的，是我国经济快速增 长、原油消耗节节攀升的现实。有资料称，据保守估计，全国柴油缺口每年已达5000万吨。据预测，地球上蕴藏的可开发利用的煤和石油等矿物能源将分 别在200年和30 ~ 40年内耗竭，天然气按储采比也只能使用60年。能源短缺 问题今后将会长期困扰人类社会的发展。为了维持经济的可持续发展，可再生 的生物能源正成为各国政府大力研发可替代能源的首选。生物柴油是一种优良的矿物柴油替代燃料，与普通柴油相比，具有很多优 点硫含量很低，有优良的环保性能；具有可再生性；闪点在IO(TC以上，具 有较好的安全性；具有良好的润滑性，可以大大延长发动机使用寿命。目前的生物柴油生产工艺分为两大类， 一类是酯化反应，即利用脂肪酸和 曱醇反应，生成脂肪酸曱酯和水的反应；第二类是酯交换反应，即利用植物油 或动物油直接与曱醇反应，生成脂肪酸曱酯和甘油的反应。但这两类反应都存 在以下问题(1)均需要在高温下进行，这就增加了易燃易爆的危险，又需要 巨大的能耗；(2)反应中需要用强酸或强碱作催化剂，后处理困难，环境污染 大；(3)酯化反应和酯交换反应均为可逆反应，副产物多，反应不彻底；(4) 产品由于脂肪酸反应不彻底，故酸值很高，后处理困难，且容易腐蚀发动机； (5)反应中需要过量曱醇参与，过量甲醇需要精馏回收利用，产品中易残留 曱醇，导致闪点不合格；(6)投资高， 一个成熟的有规模的生物柴油厂投资不 少于l亿人民币；(7)合成带支链醇(如异丙醇、叔丁醇等)低凝点的生物柴 油时比较困难。综合以上因素，传统生物柴油的生产方法不仅成本高，而且合 成困难，导致绝大多数生物柴油厂处于停产状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的生物柴油合成方法，本方法能耗小，安全， 后处理简单，成本低，且对于合成一些用传统酯交换法或酯化法较难合成的生 物柴油，如合成带支链醇(如异丙醇、叔丁醇等)低凝点的生物柴油具有很大 的优势。，脂肪酸和氯化亚;风在20-40。C的条件下反应1-3h, 然后再加入C1-C4的醇反应0. 5-1.5h，制得脂肪酸酯，其中脂肪酸、氯化亚砜 和醇的投料物质的量比为1: 1-1.3: 1-1.3。所述投料物质的量比为1: 1.2: 1.2。反应的温度为30°C。所述脂肪酸和氯化亚砜的反应时间为2h。 力口入醇后再反应lh。所述的醇为曱醇、乙醇、丙醇、异丙醇、2-丁醇、叔丁醇或丁醇。 本专利技术采用的合成路线是先用脂肪酸与氯化亚辆反应生成脂肪酰氯，脂肪酰氯再与醇反应生成脂肪酸酯，以甲醇为例，合成脂肪酸曱酯的反应式如下所示(1) RCOOH + S0C12 ^ RC00C1 +S02 +HC1 (2 ) RC00C1 + CH3OH ^ RC00CH3 + HC1该反应过程由于在常温下就能进行，不需要加热或仅需稍微加热，因此 节约能耗、安全；该反应为不可逆反应，反应产率高达93%以上，无副反应， 产物纯净，不需复杂的后处理过程；副产物S02和HC1均为易溶气体，只需用 NaOH或NaHC03水溶液吸收，生成NaCl和Na2S03两种化工产品，对环境无污染； 无需催化剂，原料用量少，投资少，成本低。本专利技术相对于现有技术，有以下优点本专利技术合成方法能耗小、安全、工艺及后处理较简便、生产成本低、产率 高、环保无污染，可合成的生物柴油种类多。具体实施例方式以下以具体实施例来说明本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此实施例1取一定量的油酸，加入到带有冷凝管和温度计的三口烧瓶中，固定在恒 温磁力搅拌电热套中，在30。C开启搅拌；用恒压漏斗滴加氯化亚砜，反应2h 后，加入无水曱醇，继续搅拌反应lh,然后冷却至室温，将反应液转移至分液 漏斗，用碳酸氬钠溶液洗至碱性，以除去混入的酸性气体，蒸馏水洗至中性。 旋蒸除去少量水分，即得到脂肪酸曱酯，收率97%;才更料物质的量比为油酸 氯化亚砜无水曱醇为1: 1.2: 1.2。实施例2取一定量的大豆油脂肪酸，加入到带有冷凝管和温度计的三口烧瓶中， 固定在恒温磁力搅拌电热套中，在20。C开启搅拌；用恒压漏斗滴加氯化亚砜， 反应140min后，加入无水异丙醇，继续搅拌反应70min，然后冷却至室温，将 反应液转移至分液漏斗，用石灰酸氪钠溶液洗至石咸性，以除去混入的酸性气体， 蒸馏水洗至中性。旋蒸除去少量水分，即得到脂肪酸异丙酯，收率94%;投料 物质的量比为大豆油脂肪酸氯化亚^s风无水异丙醇为1: 1.1: 1.1。实施例3取一定量的菜籽油脂肪酸，加入到带有冷凝管和温度计的三口烧瓶中， 固定在恒温磁力搅拌电热套中，在35。C开启搅拌；用恒压漏斗滴加氯化亚砜， 反应l. 5h后，加入无水叔丁醇，继续搅拌反应50min,然后冷却至室温，将反 应液转移至分液漏斗，用碳酸氬钠溶液洗至碱性，以除去混入的酸性气体，蒸 馏水洗至中性。旋蒸除去少量水分，即得到脂肪酸7k丁酯，收率93%;投料物 质的量比为菜籽油脂肪酸氯化亚砜无水^又丁醇为1: 1.2: 1.2。实施例4取一定量的油酸，加入到带有冷凝管和温度计的三口烧瓶中，固定在恒 温磁力搅拌电热套中，在40。C开启搅拌；用恒压漏斗滴加氯化亚砜，反应lh 后，加入无水乙醇，继续搅拌反应30min,然后冷却至室温，将反应液转移至 分液漏斗，用碳酸氬钠溶液洗至碱性，以除去混入的酸性气体，蒸馏水洗至中 性。旋蒸除去少量水分，即得到脂肪酸乙酯，收率97%;投料物质的量比为油 酸氯化亚砜无水乙醇为1: 1.3: 1.3。权利要求1.，其特征在于，脂肪酸和氯化亚砜在20-40℃的条件下反应1-3h，然后再加入C1-C4的醇反应0.5-1.5h，制得脂肪酸酯，其中脂肪酸、氯化亚砜和醇的投料物质的量比为1∶1-1.3∶1-1.3。2. 如权利要求1所述的生物柴油合成方法，其特征在于，所述投料物质的 量比为1: 1. 2: 1. 2。3. 如权利要求1所述的生物柴油合成方法，其特征在于，反应的温度为 30°C。4. 如权利要求l-3之一所述的生物柴油合成方法，其特征在于，所述脂肪 酸和氯化亚s风的反应时间为2h。5. 如权利要求4所述的生物柴油合成方法，其特征在于，加入醇后再反应lh。6. 如权利要求1-3之一所述的生物柴油合成方法，其特征在于，所述的 醇为曱醇、乙醇、丙醇、异丙醇、2-丁醇、叔丁醇或丁醇。全文摘要本专利技术属于生物能源
，特别涉及。脂肪酸和氯化亚砜在20-40℃的条件下反应1-3h，然后再加入C1-C4的醇反应0.5-1.5h，制得脂肪酸酯，其中脂肪酸、氯化亚砜和醇的投料物质的量比为1∶1-1.3∶1-1.3。本专利技术合成方法能耗小、安全、工艺及后处理较简便、生产成本低、产率高、环保无污染，可合成的生物柴油种类多。文档编号C07C69/24GK101538487SQ20091006476公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日专利技术者张苗娟, 耿再新, 蒋登高 申请人:郑州大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物柴油合成方法，其特征在于，脂肪酸和氯化亚砜在２０－４０℃的条件下反应１－３ｈ，然后再加入Ｃ１－Ｃ４的醇反应０．５－１．５ｈ，制得脂肪酸酯，其中脂肪酸、氯化亚砜和醇的投料物质的量比为１∶１－１．３∶１－１．３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿再新，张苗娟，蒋登高，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]