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一種增溶易分離離子液體均相催化制備生物柴油的方法獲國家發明專利授權

文章來源:  |  發布時間:2017-10-31  |  【打印】 【關閉

  

  生物柴油不含硫和芳烴、十六烷值高、潤滑性好,是一種優質的清潔柴油。傳統的生物柴油制備工藝,多采用硫酸或氫氧化鈉等均相酸堿爲催化劑,該方法雖然高效,但該類催化劑難以回收重複利用,産品需要中和洗滌,副産物甘油分離精制困難,酸堿汙染嚴重,以上問題嚴重制約了生物柴油的綠色工業化發展。因而,尋找高效環保的催化劑對生物柴油工業化發展具有十分重要的意義。

  離子液體作爲一種新型的環境友好型酸堿催化劑,擁有液體酸堿的高密度反應活性位和固體酸堿的不揮發性,同時它的結構和酸堿性可調,與傳統酸堿催化劑相比,腐蝕性低,過程清潔,穩定性高,轉化率高,易與産物分離,可重複使用,是真正意義上的綠色溶劑和催化劑,近年來受到人們的廣泛關注。但現有采用的離子液體對反應底物溶解性差,油脂與短鏈醇基本不互溶,生物柴油制備過程,是一個典型的非均相酯化反應,反應速率慢,反應時間長,且離子液體在室溫下爲液態,離子液體催化劑需要蒸餾精細回收才能夠重複利用,後處理工藝長。

  中科院广州能源所生物質能生化轉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,处理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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