專(zhuān)利名稱(chēng)：一種季銨堿離子交換樹(shù)脂催化制備生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物油料合成、綠色可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種堿性樹(shù)脂一季銨II型堿離子交換樹(shù)脂催化制備生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)石油資源的日益枯竭，油價(jià)的飆升推動(dòng)了國(guó)際生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，引起了各國(guó)政府的重視。作為清潔無(wú)毒的陽(yáng)光綠色能源一生物柴油已成為新能源研制和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，它是優(yōu)質(zhì)的石油替代品。生物柴油是由動(dòng)植物油脂與低碳醇通過(guò)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)生成的短鏈烷基脂肪酸酯的混合物。大力發(fā)展生物柴油對(duì)減少大氣污染，緩解環(huán)境壓力，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展有相當(dāng)重要的積極作用。目前酯交換法制備生物柴油有超臨界催化法、酶催化法、酸催化法、堿催化法。傳統(tǒng)的酯交換工藝是以液體酸或堿為催化劑的均相工藝，均相酸催化劑如硫酸、磷酸或鹽酸， 均相堿催化劑如NaOH、KOH等，這些催化劑不但用完后處理起來(lái)比較麻煩，對(duì)設(shè)備也有腐蝕作用，而且廢酸廢堿的排放對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而高分子非均相催化劑的使用方便性，環(huán)境友好性，可再生性，對(duì)設(shè)備的零腐蝕性引起了國(guó)內(nèi)外化學(xué)工業(yè)的特別關(guān)注。Anton A. Kiss 等報(bào)道了Nafion NR50和Amberlyst-15兩種酸性樹(shù)脂催化制備生物柴油(Anton A. Kiss, Alexandre C. Dimian and Gadi Rothenberg, Journal of American Society Chemistry, 2006，348，75-81)，該方法簡(jiǎn)化了產(chǎn)物的分離過(guò)程，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，而且可循環(huán)利用，但是反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。楊儒等公開(kāi)了一種吸水性樹(shù)脂載體固體堿作催化劑制備生物柴油的方法 (CN101108338)，不足在于催化劑制備繁瑣，并且存在一定的堿損失。朱建良等公開(kāi)了一種在滴流床中堿性樹(shù)脂催化油脂醇解反應(yīng)制備生物柴油的方法(CN10116868》，提高了傳質(zhì)速率，避免了催化劑的分離等后續(xù)工序，但此方法造成甲醇的浪費(fèi)，且設(shè)備復(fù)雜，不易操作。 Yijun Liu等報(bào)道了季胺I型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂(A26)催化生物柴油的制備(Yijim Liu, Edgar Lotero, James G. Goodwin Jr. and Changqing Lu，Journal of catalysis, 2007，246，似8-433)，該方法具有催化效果好，避免產(chǎn)生皂化等優(yōu)點(diǎn)。季銨II型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的交換容量比I型大，再生能力比I型高，在生物柴油的制備工藝中具有更好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出用季銨II型堿離子交換樹(shù)脂催化制備生物柴油，具有反應(yīng)活性高，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件溫和，不會(huì)發(fā)生皂化，對(duì)設(shè)備沒(méi)有腐蝕，產(chǎn)物后處理簡(jiǎn)便，所用催化劑可重復(fù)利用因此能降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提出一種生物柴油的制備方法，其特征在于所述方法為用季銨II型堿離子交換樹(shù)脂催化植物油和低碳醇發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，反應(yīng)液經(jīng)分離得到產(chǎn)品生物柴油。根據(jù)所述的制備生物柴油的方法，其特征在于所述季銨II型堿離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1.一種生物柴油的制備方法，其特征在于所述方法為用季銨II型堿離子交換樹(shù)脂催化植物油和低碳醇發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，反應(yīng)液經(jīng)分離得到產(chǎn)品生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備生物柴油的方法，其特征在于所述季銨II型堿離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)式為 其中，R是以二乙烯苯交聯(lián)的聚苯乙烯為骨架的共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備生物柴油的方法，其特征在于所述植物油為大豆油、轉(zhuǎn)基因大豆油、紅花油、油茶籽油、玉米油(栗米油)、芥菜籽油、葵花油、橄欖油、菜籽油、轉(zhuǎn)基因菜籽油、花生油、芝麻油、棕櫚油、蓖麻油、棉籽油、桐油、黃連木油、麻風(fēng)樹(shù)籽油、卡蘭賈樹(shù)籽油中的一種或兩種以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備生物柴油的方法，其特征在于所述低碳醇為甲醇、乙醇、 正丙醇、異丙醇或正丁醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備生物柴油的方法，其特征在于所述植物油和低碳醇的摩爾比為1 3 1 30。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備生物柴油的方法，其特征在于所述催化劑用量為植物油質(zhì)量的5% 30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備生物柴油的方法，其特征在于所述所述反應(yīng)溫度為 20 180°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 5 30小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備生物柴油的方法，其特征在于分離方法為過(guò)濾除去催化劑，減壓蒸發(fā)除去醇，靜置分層，收集上層酯相干燥，得到生物柴油。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用季銨II堿離子交換樹(shù)脂制備生物柴油的方法其特征是采用低碳醇和植物油進(jìn)行轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，以季銨堿離子交換樹(shù)脂作為催化劑，反應(yīng)溫度為20～180℃，植物油和低碳醇的摩爾比為1∶3～1∶30，催化劑質(zhì)量為植物油質(zhì)量的5％～30％，反應(yīng)0.5～30小時(shí)制備生物柴油。本發(fā)明方法的顯著優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)活性高，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件溫和，不會(huì)引起皂化，無(wú)設(shè)備腐蝕，產(chǎn)物后處理簡(jiǎn)便且所用催化劑可重復(fù)利用因此能降低生產(chǎn)成本，有利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)C11C3/10GK102191135SQ20111009050
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者李振江, 蔣曉勤, 陶志強(qiáng), 顧玲玲 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)