[发明专利]一种ZSM-5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用

说明书

本发明属于催化有机合成技术领域，具体为一种ZSM‑5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用。本发明以ZSM‑5分子筛催化剂作为酯化反应催化剂，催化硬脂酸与甲醇体系合成硬脂酸甲酯。酯化反应属于非均相催化反应。本发明的有益效果在于：ZSM‑5分子筛催化剂有较好的催化活性，在添加量仅为硬脂酸质量的0.1～0.8%时，硬脂酸转化率最高可达94.3%。ZSM‑5分子筛催化剂不含贵、重金属元素，环境友好，与工业常用液体酸催化剂相比，对反应釜材质要求较低，可采用固液分离回收催化剂，催化剂可多次循环使用，符合绿色化工的理念。

技术领域

本发明属于催化有机合成技术领域，具体的说，涉及一种ZSM-5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用。

背景技术

脂肪酸低碳醇酯是重要的化工添加剂，也是未来的替代能源，具有可生物降解、污染物排放低等优点。现如今酯化反应多采用离子液体作为催化剂，这类催化剂对反应设备的材料要求高，反应时间长、能耗大，产物分离代价高，并且产品处理中产生废酸，不符合绿色环保的化工理念。采用生物酶法时，短链脂肪醇对酶具有生物毒性，降低了酶的使用寿命，反应周期太长，难以应用于实际生产。而采用固体超强酸作为酯化催化剂，因含有高毒性的贵、重金属氧化物，且在高温时易析出，降低了产品的品质色泽。因此寻求一种绿色高效、寿命长、易分离的新型固体酯化反应催化剂，成为当今研究的热点。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种ZSM-5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用。本发明以ZSM-5分子筛催化剂催化硬脂酸和甲醇发生酯化反应合成硬脂酸甲酯，催化剂催化活性高、催化剂易回收的同时，酯化成本低廉、酯化反应转化率高。本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种ZSM-5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用， ZSM-5分子筛

催化剂中的SiO₂/AlO₃的摩尔比为20:1～150:1。

本发明中，应用方法如下：其以硬脂酸和无水甲醇为原料，在ZSM-5分子筛催化剂作用下，加热条件下发生酯化反应，制备得到硬脂酸甲酯。

本发明中，ZSM-5分子筛催化剂的比表面积BET为350～460m³/g，平均粒度为0.5～2.8μm。

本发明中，使用ZSM-5分子筛催化剂时，其需要先经过马弗炉干燥处理，干燥温度为250～350℃，干燥时间2～6h。

本发明中，硬脂酸与无水甲醇、ZSM-5分子筛催化剂的投料质量比为1:（0.2～0.5）:（0.001～0.008）。

本发明中，硬脂酸与无水甲醇、ZSM-5分子筛催化剂的投料质量比为1:（0.3～0.4）:（0.001～0.006）。

本发明中，酯化反应的温度120～180℃，反应时间为2～6h。

本发明中，酯化反应的温度为160~180℃，反应时间为4~6h。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种以ZSM-5分子筛催化作为酯化反应催化剂在合成硬脂酸甲酯中的应用，其通过催化剂催化硬脂酸与甲醇发生非均相催化酯化反应，制得硬脂酸甲酯； ZSM-5分子筛催化剂具有比表面积大，热稳定性好，寿命长，易于分离等优点，其对硬脂酸与甲醇的酯化反应体系具有高催化活性，在催化剂投加量较少时（添加量为硬脂酸质量的0.1～0.8%）亦能保持较高的反应转化率，转化率可以达到94.3%。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1