一种生物柴油制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物柴油制备方法。采用的技术方案是：取一定量的大豆油放入反应容器中，在30～70℃下预热10～90分钟；加入溶有离子液体的甲醇溶液，搅拌下反应30～150分钟，室温下静置，分层，取下层物质，加入水进行洗涤，静置分层，上层物质即为目标产物。本发明专利技术方法简单，绿色无污染，催化剂易于分离，催化体系选择性极高，能在复杂的大豆油体系中，只催化亚油酸和棕榈酸的酯交换反应，产品纯度高，为亚油酸甲酯和棕榈酸甲酯，催化剂可循环使用，稳定性好，克服了原有体系不能循环，对环境造成污染的缺憾，属环境友好工艺路线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工催化领域，尤其涉及通过以氨基酸二烷基咪唑盐离子液体作为催化剂选择性催化大豆油制备生物柴油的方法。
技术介绍
生物柴油在第二次世界大战中曾经出现过，不过当时是在能源紧张的情况下将食用油直接加入到发动机中进行燃烧。对生物柴油的研究最早开始于20世纪70年代。最初是为了解决当时的能源危机，研究的重点也只是放在将动植物油直接用作燃料使用，但是植物油以及动物脂肪分子量较大、碳链较长，直接作为燃料使用时存在粘度高、低温性能差、易碳化结焦、堵塞油喷嘴等问题，再加上不易完全氧化，使植物油直接代替生物柴油受到很大的打击。但是随着能源危机的日益紧迫和环境问题的日益尖锐，迫使人们去寻找一些不仅可以再生的，而且是清洁的，对环境友好的能源。生物柴油由于跟石化柴油有相似的·物理与化学特性，逐渐吸引了环境与能源工作者的关注，人们逐渐又把生物柴油的研究推进到一个新的阶段。美国、法国、意大利等国家成立了专门的生物柴油研究机构。在美国，近几年生物柴油已形成规模，并成为该国产量增长量最快的替代燃油。1996年生物柴油的产量为150 kt，主要用于具有集中加油站的大巴和卡车运输公司使用，1999年只有3个主要的汽车运输公司使用，而到2000年3月已超过40个，美国联邦政府是生物柴油的最大用户。1990年美国修正空气洁净法，禁止在有严重空气污染城市的公共运输车上使用石油柴油燃料。该政策为生物柴油进入市场提供了政策和法律保证。生物柴油是唯一能够通过空气洁净法211 (b)条款规定的对人体健康测试标准的石油柴油替代品。同时美国为了保证生物柴油的质量，美国制定了生物柴油的标准。1985年.生物柴油在拖拉机中广泛试用，得到了一致的好评及认可，成为生物柴油成功走向市场的里程碑。1996年德国和法国建立了生物柴油的工业化生产装置。并在VoIkswageruAudi等小轿车中使用生物柴油作为发动机燃料；同年，欧洲还成立了以生产生物柴油为主的生物柴油委员会，这表明了又一个新兴产业的形成。1991年奥地利标准局首次发布了生物柴油的标准，之后，世界上其他一些国家，如法国、意大利、捷克、瑞典、美国和德国，也相继建立了生物柴油标准。目前生产成本0.33欧元/升，批发价格0. 45欧元/升，零售价格0. 71欧元/升，低于常规柴油的0. 75欧元/升，极大地刺激了产业发展。这将有助于欧洲生物柴油市场价值由2000年5. 04亿美元提高到2007年24亿美元，年增长率可望达到25%。欧盟推广生物柴油的目标是到2003年达230万吨，2010年达830万吨。至目前为止，已保证可以很好使用生物柴油的汽车类型(汽车制造商提供)有Audi、Case-IH、BMW、Class、Faryman Diesel、Fiatagri、FordAG、Holder、Iseki、John Deere^KHD^Kubota^Lamborghini^Mercedes-Benz^Nissan^Same^Seat^Akoda^Steyr、Valmet、Volkswagen、Volvo。我国“十五发展纲要”已明确提出发展各种石油替代品，并将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向，加快我国生物柴油的研发和应用是新时期赋予我们千载难逢的发展机遇。至今，我国对生物柴油的开发和研究尚处于起步阶段。而随着世界范围的能源短缺以及人们对环境保护的日益重视，开发和研究生物柴油这一绿色环保型燃料，以替代不断枯竭的石油的任务已迫在眉睫。它不仅是开发新能源的有效途径之一，而且可充分利用我国的土地资源，调整我国农作物结构，促进农业的发展；同时还可促进新兴工业一生物柴油工业的生产和发展，产生巨大的社会效益和经济效益。可见，在我国开展生物柴油的开发研究，具有重大的意义和广阔的应用前景。中国科技大，石化科学研究院，西北农林科技大，辽河化工厂，东北林业大学，华东理工大，辽宁省能源所等分别进行了实验室研究开发，但都尚未成功实现产业化。但我国有丰富的植物油脂及动物油脂资源，我国每年豆油产量达6000万吨，而且饭店产生大量的煎炸油，如加以充分利用，有很大的发展空间。生物柴油产业是新兴的高新科技产业，我国“十五发展纲要”已明确提出发展各种石油替代品，并将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向，加快我国生物柴油的研发和应用是新时期赋予我们千载难逢的发展机遇。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方法简单，绿色无污染，催化剂易于分离，以氨基酸二烷基咪唑盐离子液体为催化剂的制备生物柴油的方法。为实现上述目的，本专利技术提供的离子液体催化大豆油制备生物柴油的方法，其步骤为取一定量的大豆油放入反应容器中，在3(T70°C下预热1(T90分钟；加入溶有离子液体的甲醇溶液，搅拌下反应3(T150分钟，室温下静置，分层，取下层物质，加入水进行洗涤，静置分层，上层物质即为目标产物。上述的生物柴油制备方法，所述的离子液体为由咪唑阳离子与氨基酸阴离子构成的氨基酸二烷基咪唑盐。所述的氨基酸阴离子为丙氨酸阴离子、脯氨酸阴离子、缬氨酸阴离子、亮氨酸阴离子、甘氨酸阴离子、赖氨酸阴离子、或谷氨酸阴离子。氨基酸二烷基咪唑盐结构如下(以氨基酸阴离子为丙氨酸阴离子为例) P /=\ H2N-CH-C _ .N. .N' c!h3 O RZ(R=CKH2n+1;t-i=2~16) 上述的生物柴油制备方法大豆油与甲醇的体积比为1:0. 9 1:30，大豆油与离子液体的体积比为1:0. 01 1:5，，搅拌速率为100 r/min 500 r/min。本专利技术的有益效果是①催化体系在常温常压下进行。②本专利技术中离子液体催化剂只是选择性催化大豆油成分中的亚油酸衍射物以及棕榈酸衍生物。③本专利技术中离子液体为氨基酸二烷基咪唑盐，其原料为绿色可降解材料，所合成的离子液体也是绿色可降解的化合物，对环境无毒无害。④反应体系自动分层，实现了原料与产品的分离。⑤催化体系选择性极高，能在复杂的大豆油体系中，只催化亚油酸和棕榈酸的酯交换反应。⑥产品纯度高，为亚油酸甲酯和棕榈酸甲酯。除满足生物柴油的需求外，也可作为一般化工原料使用。⑦催化剂可循环使用，稳定性好，克服了原有体系不能循环，对环境造成污染的缺憾。⑧属环境友好工艺路线。附图说明图I是实施例I制备的产物的气相色谱图。具体实施例方式实施例一 取50毫升大豆油放入反应容器中，在30°C下，预热60分钟；加入溶有10% (v/v)丙氨酸二烷基咪唑盐离子液体(I-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸)的甲醇溶液50毫升，开启搅拌装置，控制转速250 r/min，剧烈反应90分钟；取出转移到分液漏斗中，经过室温静置，待体系明显分为两层后，转移下层物质到另外一个分液漏斗中，并加入等体积的温水进行洗涤，待溶液分为两层，上层产物即为目标产物。产率为80%。目标产物经气相色谱检测，结果如图I所示，表明采用本专利技术的方法获得的目标产物主要为亚油酸甲酯和棕榈酸甲酯。 实施例二 取25毫升大豆油放入反应容器中，在50°C下，预热40分钟；加入溶有20% (v/v)脯氨酸二烷基咪唑盐离子液体(I-丁基-3-甲基咪唑脯氨酸)的甲醇溶液100毫升，开启搅拌装置，控制转速100 r/min，剧烈反应60分钟；取出转移到分液漏斗中，经过室温静置，待体系明显分为两层后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物柴油制备方法，其特征在于包括以下步骤：取一定量的大豆油放入反应容器中，在30~70℃下预热10~90分钟；加入溶有离子液体的甲醇溶液，搅拌下反应30~150分钟，室温下静置，分层，取下层物质，加入水进行洗涤，静置分层，上层物质即为目标产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：臧树良，房大维，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：