專利名稱：生物柴油副產(chǎn)物制備單硬脂酸甘油酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬脂酸甘油酯的生產(chǎn)方法，尤其是以烏桕梓油生物柴 油副產(chǎn)物為原料制備單硬脂酸甘油酯的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國石油能源供應(yīng)大量依靠進口的局 面在我國石油蘊藏量極為有限的情況下將會長期持續(xù)，生物柴油作為可再 生生物質(zhì)新能源，發(fā)展前景自然極為廣闊。目前生物柴油的主要問題是成 本高，相關(guān)的專家及其研究人員正在積極從各個方面來降低生物柴油的生 產(chǎn)成本，包括選擇廉價的原料來制備生物柴油、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、減少不必 要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及不必要的消耗，同時還可從提高副產(chǎn)物甘油的綜合利用 率、提高產(chǎn)品的附加值來降低生物柴油的生產(chǎn)成本，提高生物柴油生產(chǎn)的 經(jīng)濟效益，但目前還沒有找到非常理想的解決方法。甘油是生物柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，其產(chǎn)量較高，如果將大量的副 產(chǎn)物甘油合理利用，不僅可以減少資源浪費，而且對于減少環(huán)境污染具有 重要的意義。所以從副產(chǎn)物甘油的研究利用角度出發(fā)，開發(fā)高純度甘油及 其各種應(yīng)用途徑的甘油產(chǎn)品不僅可以降低生物柴油的成本、減輕政府對生 物柴油生產(chǎn)的補貼，而且還可以緩解我國高純度甘油和重要的醫(yī)藥和化工 產(chǎn)品進口的壓力，對我國的經(jīng)濟發(fā)展有明顯的促進作用，發(fā)展勢頭勢不可 擋。相對于石化柴油而言，其高成本阻礙了生物柴油的產(chǎn)業(yè)化進程。單硬脂酸甘油酯(單甘酯，MST)為白色固體物質(zhì)，結(jié)構(gòu)由憎水基一0C0R和親 水基-OH構(gòu)成，是一種多元醇型非離子表面活性劑，具有優(yōu)良的乳化性能， 在食品工業(yè)、制藥工業(yè)及日化工業(yè)中都有廣泛的用途。其合成方法主要有 直接酯化法、醇解反應(yīng)法、溶劑法、化學(xué)基團保護法等。直接酯化法一般 只能得到含量為40% 60%的產(chǎn)品，需精制才能得到90%以上的單甘酯產(chǎn)品，生產(chǎn)成本較高；而酶解反應(yīng)所得產(chǎn)物成分復(fù)雜，進一步提純所得產(chǎn)品 的含量仍低于60%;溶劑法反應(yīng)溫度低，條件溫和，有利于產(chǎn)品色澤的提高，但是成本較高；基團保護法操作簡便，產(chǎn)品易分離，產(chǎn)率高，產(chǎn)品中單甘酯的質(zhì)量分數(shù)高，原料來源有保證，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種生物柴油副產(chǎn)物制備單硬脂酸甘油酯的方法。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，將生物柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物一-甘油與等物質(zhì)量的基團保護劑硼酸或丙酮置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定 時間，得到微黃透明玻璃狀配合物-一縮水甘油A。將A與硬脂酸按1. 0— 4. 5:1重量比混合，200。C一26(TC攪拌l一4個小時后，得到粗單硬脂酸甘 油酯B。將B在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入有機溶劑乙醇或石油醚萃取，三 次萃取棄渣，然后合并三次萃取液，蒸去萃取劑，再進行重結(jié)晶，過濾干 燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸甘油酯C。粗甘油的制備方法烏桕梓油與甲醇在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)，取 下層反應(yīng)液，調(diào)節(jié)pH值除去皂角，調(diào)節(jié)pH進行活性碳脫色，減壓蒸發(fā)除 去水分，得到純度為75%的粗甘油。本發(fā)明的優(yōu)點是以生物柴油副產(chǎn)物-一粗甘油為原料，無需精制，操 作簡便，工藝簡單，產(chǎn)品易分離，產(chǎn)率高，產(chǎn)品中單甘酯的質(zhì)量分數(shù)高， 原料來源有保證。
具體實施方式
粗甘油的制備方法烏桕梓油與甲醇在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)，取下層反應(yīng)液，調(diào)節(jié)pH值除去皂角，調(diào)節(jié)pH進行活性碳脫色，減壓蒸發(fā)除 去水分，得到純度為75%的粗甘油。將粗甘油供以下實驗用。實施例一將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時間，得到配合物縮水甘油A。取A15mo1，硬脂酸10mo1，在200。C反應(yīng)4h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例二將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A15mo1，硬脂酸10mo1，在23(TC反應(yīng)3h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例三將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A20mo1，硬脂酸lOmol，在240。C反應(yīng)2. 5h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例四將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A20mo1，硬脂酸10mo1，在23(TC反應(yīng)2h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例五將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A25mo1，硬脂酸10mo1，在240。C反應(yīng)2. 5h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸甘油酯。實施例六將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A25mo1，硬脂酸lOmol，在23(TC反應(yīng)3h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例七將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A30mo1，硬脂酸10mo1，在240'C反應(yīng)2h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例八將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A30mo1，硬脂酸10mo1，在260。C反應(yīng)lh。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例九將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A35mo1，硬脂酸lOmol，在220。C反應(yīng)2. 5h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。實施例十將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A30mo1，硬脂酸lOmol，在25(TC反應(yīng)1. 5h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例十一將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，100。C油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A35mo1，硬脂酸lOmol，在26(TC反應(yīng)1. 5h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例十二將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A35mo1，硬脂酸10mo1，在260。C反應(yīng)2h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例十三將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A15mo1，硬脂酸10mo1，在260。C反應(yīng)2h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例十四將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，100。C油浴恒溫攪拌一定時間，得到配合物縮水甘油A。取A20mo1，硬脂酸lOmol，在26(TC反應(yīng)2. 5h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例十五將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A25mo1，硬脂酸10mo1，在25(TC反應(yīng)2h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。 實施例十六將等物質(zhì)的量的甘油和硼酸置于反應(yīng)容器中，IO(TC油浴恒溫攪拌一定時 間，得到配合物縮水甘油A。取A25mo1，硬脂酸lOmol，在240。C反應(yīng)3h。 在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入乙醇萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃 取液，蒸去乙醇，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸 甘油酯。
權(quán)利要求
1. 一種生物柴油副產(chǎn)物制備單硬脂酸甘油酯的方法，其特征是將烏桕梓油與甲醇在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)，取下層反應(yīng)液，調(diào)節(jié)pH值除去皂角，調(diào)節(jié)pH進行活性碳脫色，減壓蒸發(fā)除去水分，得到純度為75％的粗甘油，甘油與等物質(zhì)量的基團保護劑硼酸或丙酮置于反應(yīng)容器中，100℃油浴恒溫攪拌一定時間，得到微黃透明玻璃狀配合物---縮水甘油，將縮水甘油與硬脂酸按1.0-4.5∶1重量比混合，200℃-260℃攪拌1-4個小時后，得到粗單硬脂酸甘油酯，將粗單硬脂酸甘油酯在熔融狀態(tài)下，邊攪拌邊加入有機溶劑乙醇或石油醚萃取，三次萃取棄渣，然后合并三次萃取液，蒸去萃取劑，再進行重結(jié)晶，過濾干燥后可得產(chǎn)品高純度的單硬脂酸甘油酯。
全文摘要
一種生物柴油副產(chǎn)物制備單硬脂酸甘油酯的方法，以烏桕梓油為原料，與甲醇反應(yīng)，制備生物柴油。所得下層反應(yīng)液通過調(diào)節(jié)pH值除去皂角，再經(jīng)調(diào)節(jié)pH值進行活性炭脫色，減壓蒸餾除去水分，得到75％的粗甘油。以粗甘油為原料，采用基團保護法制備高純度單硬脂酸甘油酯(GMSE)。配合物縮水甘油A與硬脂酸重量比為1.0-4.5∶1，反應(yīng)時間為1-4h，反應(yīng)溫度為200-260℃，采用乙醇或石油醚對單硬脂酸甘油酯進行純化。該方法所獲得的單硬脂酸甘油酯，純度較高，顏色純白發(fā)亮，不污染環(huán)境、成本也不高。
文檔編號C07C67/24GK101279914SQ200810106828
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者磊 郭, 陳才水, 高蔭榆 申請人:南昌大學(xué)