專利名稱：氨基酸離子液體催化酯交換制備生物柴油的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及離子液體，環(huán)境保護，可再生資源技術，具體是指一種利用氨基酸離子 液體催化蓖麻油生產(chǎn)生產(chǎn)生物柴油的方法。
背景技術：
目前世界上廣泛采用的生物柴油生產(chǎn)技術是液堿催化的常溫、常壓酯交換工藝， 該工藝具有對原料要求苛刻，流程復雜、污染環(huán)境等缺點。近年來世界各國在改進上述傳統(tǒng) 生產(chǎn)工藝方面做了許多探索性的工作，綜合起來看研究主要集中在開發(fā)綠色催化劑、使用 過程強化技術2個方面。開發(fā)的綠色催化劑有固體酸、固體堿、離子液體、酶等；過程強化技 術有高溫高壓的超臨界技術、水力空化技術、微波、超聲波輻射技術，加入共(助)溶劑技術寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種生物催化生物油脂酯交 換制備生物柴油的方法。該方法由于使用的催化劑更為綠色，且可循環(huán)使用，降低生產(chǎn)污 染，更為綠色、環(huán)保，更有效的提高的柴油的產(chǎn)率。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述原料蓖麻油屬生物油脂，所述氨基酸離子液體是近 年來新出現(xiàn)的環(huán)境友好型溶劑和液體催化劑，所述反應結(jié)束是分離出的氨基酸離子液體可 循環(huán)使用，而分離出的甘油經(jīng)過精制可得到成品純甘油。本發(fā)明是利用氨基酸離子液體作為催化劑的生物柴油制備反應。將蓖麻油轉(zhuǎn)化為 環(huán)保的生物柴油，既能減少空氣污染又能節(jié)省化石能源，提供一種非石化能源制備柴油的 新方法。對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以及確保我國的能源安全均具有重要意義。本發(fā)明以蓖麻油為原料，采用氨基酸離子液體為催化劑，氨基酸離子液體是近年 來新出現(xiàn)的環(huán)境友好型溶劑和液體催化劑，可作為多種反應的溶劑和催化劑，將離子液體 用于催化制備生物柴油的研究也偶有報道，而氨基酸離子液體相比其它離子液體更為綠 色、環(huán)保。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果1、本發(fā)明以生物油脂蓖麻油為原料，提供一種非石化能源制備柴油的新方法。2、本發(fā)明以氨基酸離子液體為催化劑，可簡化物料處理及產(chǎn)品回收工藝，催化劑 可回收循環(huán)使用，降低污染。
具體實施例方式本發(fā)明所述一種蓖麻油經(jīng)氨基酸離子液體催化制備生物柴油。其特征是，它包括 如下的步驟和反應條件按一定配比將一定量的蓖麻油、甲醇和氨基酸離子液體加入到裝 有電動攪拌器、回流冷凝管及溫度計的預先干燥過的三口燒瓶中，開啟攪拌器及恒溫油浴， 當溫度升至常壓回流溫度時，開始計時，整個反應過程保持常壓回流，在不同反應時刻，取
3樣測定生成的甘油含量，以確定對應時刻的甘油收率。若要制備生物柴油產(chǎn)品，應在選定的 優(yōu)化條件下反應。反應結(jié)束后.將反應液轉(zhuǎn)入分液漏斗中靜置，上層為粗生物柴油相(甲 酯和甲醇混合物)，下層為氨基酸離子液體相(離子液體、甲醇及甘油混合物)。分離后粗 生物柴油經(jīng)蒸餾除去過量甲醇即得生物柴油產(chǎn)品；離子液體相經(jīng)常壓蒸餾、減壓蒸餾除去 甲醇和甘油，提純處理后的氨基酸離子液體循環(huán)使用。下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例一經(jīng)過預處理的蓖麻油、甲醇(按醇油摩爾比為9 1)和氨基酸離子液體[Bmim] [Gly](甘氨酸離子液體)用量為7%，加入到裝有電動攪拌器、回流冷凝管及溫度計的預先 干燥過的250mL三口燒瓶中，開啟攪拌器及恒溫油浴(油浴溫度為100°C )，當溫度升至常 壓回流溫度時，開始計時，整個反應過程保持常壓回流，在不同反應時刻，取樣測定生成的 甘油含量，以確定對應時刻的甘油收率。整個反應維持6h。反應結(jié)束后，將反應液轉(zhuǎn)入分液 漏斗中靜置，上層為粗生物柴油相(甲酯和甲醇混合物)，下層為氨基酸離子液體相(離子 液體、甲醇及甘油混合物)。分離后粗生物柴油經(jīng)蒸餾除去過量甲醇即得生物柴油產(chǎn)品 ’離 子液體相經(jīng)常壓蒸餾、減壓蒸餾除去甲醇和甘油，提純處理后的氨基酸離子液體循環(huán)使用。實驗的重復性較好，甘油收率較為穩(wěn)定，平均收率可達84%。精制生物柴油經(jīng) 氣-質(zhì)聯(lián)用儀分析結(jié)果為棕櫚酸甲酯1.38%，油酸甲酯4. 62%，亞油酸甲酯4. 51%，其他 甲酯4. 49%，蓖麻油酸甲酯83. 4% ；甲酯總含量為87. 8%。實施例二經(jīng)過預處理的蓖麻油、甲醇(按醇油摩爾比為10 2)和氨基酸離子液體[Bmim] [Glu](谷氨酸離子液體)用量為8%，加入到裝有電動攪拌器、回流冷凝管及溫度計的預先 干燥過的250mL三口燒瓶中，開啟攪拌器及恒溫油浴(油浴溫度為100°C )，當溫度升至常 壓回流溫度時，開始計時，整個反應過程保持常壓回流，在不同反應時刻，取樣測定生成的 甘油含量，以確定對應時刻的甘油收率。整個反應維持7h。反應結(jié)束后，將反應液轉(zhuǎn)入分液 漏斗中靜置，上層為粗生物柴油相(甲酯和甲醇混合物)，下層為氨基酸離子液體相(離子 液體、甲醇及甘油混合物)。分離后粗生物柴油經(jīng)蒸餾除去過量甲醇即得生物柴油產(chǎn)品 ’離 子液體相經(jīng)常壓蒸餾、減壓蒸餾除去甲醇和甘油，提純處理后的氨基酸離子液體循環(huán)使用。實驗的重復性較好，甘油收率較為穩(wěn)定，平均收率可達83%。精制生物柴油經(jīng) 氣-質(zhì)聯(lián)用儀分析結(jié)果為棕櫚酸甲酯1.25%，油酸甲酯4. 75%，亞油酸甲酯4. 62%，其他 甲酯4. 38%，蓖麻油酸甲酯80. 4% ；甲酯總含量為87. 8%。
權利要求
按一定配比將一定量的蓖麻油、甲醇和氨基酸離子液體加入到裝有電動攪拌器、回流冷凝管及溫度計的預先干燥過的三口燒瓶中，開啟攪拌器及恒溫油浴，當溫度升至常壓回流溫度時，開始計時，整個反應過程保持常壓回流，在不同反應時刻，取樣測定生成的甘油含量，以確定對應時刻的甘油收率。若要制備生物柴油產(chǎn)品，應在選定的優(yōu)化條件下反應。反應結(jié)束后，將反應液轉(zhuǎn)入分液漏斗中靜置，上層為粗生物柴油相(甲酯和甲醇混合物)，下層為氨基酸離子液體相(離子液體、甲醇及甘油混合物)。分離后粗生物柴油經(jīng)蒸餾除去過量甲醇即得生物柴油產(chǎn)品；離子液體相經(jīng)常壓蒸餾、減壓蒸餾除去甲醇和甘油，提純處理后的氨基酸離子液體循環(huán)使用。
2.根據(jù)權利要求1所述一種蓖麻油經(jīng)氨基酸離子液體催化制備生物柴油。所述氨基酸 離子液體是甘氨酸離子液體[Bmim] [Gly]和谷氨酸離子液體[Bmim] [Glu]。
3.根據(jù)權利要求1所述一種蓖麻油經(jīng)氨基酸離子液體催化制備生物柴油。分離后粗生 物柴油經(jīng)蒸餾除去過量甲醇即得生物柴油產(chǎn)品；氨基酸離子液體相經(jīng)常壓蒸餾、減壓蒸餾 除去甲醇和甘油，提純處理后的離子液體循環(huán)使用，甲醇也可單獨蒸出循環(huán)使用。
全文摘要
制備了綠色環(huán)保的氨基酸離子液體，對其催化蓖麻油酯交換反應制備生物柴油進行了研究。在反應溫度為常壓回流溫度(80℃～100℃)、醇油摩爾比為9∶1～1∶9、催化劑用量為4％～6％、反應時間為4h～6h的優(yōu)化工藝條件下，甘油收率平均可達84％以上。產(chǎn)物中甲酯質(zhì)量分數(shù)高達87％以上。催化劑可重復使用多次。由于氨基酸離子液體具有許多獨特的性質(zhì)并且生產(chǎn)成本低，使其在實驗和理論研究上都得到廣泛的重視，而用氨基酸離子液體來催化蓖麻油制備生物柴油更是符合綠色環(huán)保，應對能源危機、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
文檔編號C11C3/10GK101974372SQ20101052043
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權日2010年10月27日
發(fā)明者于智超, 劉超, 王海軍, 陳琳, 高海燕 申請人:江南大學