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一种增溶易分离离子液体均相催化制备生物柴油的方法获国家发明专利授权

文章来源:  |  发布时间:2017-10-31  |  【打印】 【关闭

  

  生物柴油不含硫和芳烃、十六烷值高、润滑性好,是一种优质的清洁柴油。传统的生物柴油制备工艺,多采用硫酸或氢氧化钠等均相酸碱为催化剂,该方法虽然高效,但该类催化剂难以回收重复利用,产品需要中和洗涤,副产物甘油分离精制困难,酸碱污染严重,以上问题严重制约了生物柴油的绿色工业化发展。因此,寻找高效环保的催化剂对生物柴油工业化发展具有十分重要的意义。

  离子液体作为一种新型的环境友好型酸碱催化剂,拥有液体酸碱的高密度反应活性位和固体酸碱的不挥发性,同时它的结构和酸碱性可调,与传统酸碱催化剂相比,腐蚀性低,过程清洁,稳定性高,转化率高,易与产物分离,可重复使用,是真正意义上的绿色溶剂和催化剂,近年来受到人们的广泛关注。但现有采用的离子液体对反应底物溶解性差,油脂与短链醇基本不互溶,生物柴油制备过程,是一个典型的非均相酯化反应,反应速率慢,反应时间长,且离子液体在室温下为液态,离子液体催化剂需要蒸馏精细回收才能够重复利用,后处理工艺长。

  中科院广州能源所生物质能生化转化研究室利用离子液体具有很强的可塑性,开发出一种在室温条件下为固态,加热到80℃以上熔融成液体,对油脂和短链醇溶解性好的离子液体。在生物柴油制备过程中,离子液体即作为催化剂又作为反应底物的增溶剂,使反应体系呈相溶的“一相”状态,进而有利于反应进行。反应结束后,通过冷却,离子液体结晶析出,其增溶作用也随之消失,反应体系转变成以离子液体为“固相”,生物柴油为主并溶解有少量未反应的油脂原料的“油相”以及以甲醇和甘油组成的“醇相”3个异相。反应后的体系经过滤和倾析就很容易进行分离,解决了现有技术中离子液体对底物的溶解性差,油脂与短链醇基本不互溶,反应速率慢,反应时间长,离子液体需要蒸馏回收等问题。

  该成果已获得国家发明专利授权(一种增溶易分离离子液体均相催化制备生物柴油的方法,专利号:ZL 201510078892),其工艺操作简单方便、反应速度快、转化率高、产物易分离纯化,催化剂离子液体价可重复使用、腐蚀性低、不污染环境,绿色环保,能快速制备生物柴油,能大大提高生产效率,降低生产成本,具有较好的工业化应用前景。

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