[发明专利]一种脂肪酸弱碱酯化和高酸值油脂一步酯交换的方法

说明书

本发明公开了一种脂肪酸弱碱酯化和高酸价油脂一步酯交换的方法，包括如下步骤：以小分子酯作为酯化介质，在弱碱的作用下，较低温度下进行酯化或者一步酯交换反应，经过滤与纯化，得到的小分子脂肪酸酯产物，具体反应式如下：本发明专利反应条件温和、反应步骤简单、催化剂易除，避免传统脂肪酸酯化方法使用硫酸、有机酸或固体酸等强酸，高酸价油脂酯交换方法使用强酸预酯化降低酸价、强碱酯交换的两步反应，操作简单，收率良好，同时，该方法使用无溶剂的方法，并且酯化原料为绿色原料，具有污染少、环境友好等特点。

技术领域

本发明属于酯化反应领域，具体涉及一种脂肪酸弱碱酯化和高酸 价油脂一步酯交换的方法。

背景技术

以油脂及其衍生物为原料合成的脂肪酸酯作为一类新型的可再 生资源，在医药、化妆品、高分子材料、能源等领域得到广泛应用， 其制备技术研发具有重要的学术价值和深远的社会效益。

现有技术中，合成脂肪酸酯主要采用酯化和酯交换两种方法，酯 化法通过把油脂水解得到的脂肪酸在强酸催化下与甲醇反应，酯交换 法直接以油脂为原料在强酸或强碱催化下与甲醇反应，对于酸价高油 脂通常采用酸催化酯化-酯交换两步法，先以强酸为催化剂进行预酯 化降低酸值，然后在强酸或强碱催化下进行酯交换反应。酸催化过程 对设备要求耐腐蚀，碱催化过程易皂化，且都存在反应时间长，反应 后处理繁冗，催化剂难除且易产生大量废水等问题。

同时，现有技术中，以油脂为原料的碱催化酯化反应过程会产生 大量丙三醇副产物，虽然纯丙三醇应用广泛，但酯化反应过程中获得 的粗丙三醇精制成本较高，不具有经济性。

使用脂肪酸酯化生产生物柴油时，通常是用硫酸、有机酸或固体 酸作为催化剂，具有腐蚀性，对设备要求高，催化剂敏感，易失活， 反应后处理繁冗，易产生大量废水，造成环境污染，不可避免地增加 了生物柴油的生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明原料成本低、条件温和、操作简单、 收率良好的将脂肪酸和高酸价油脂混合物在温和条件下酯化的方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种脂肪酸弱碱 酯化和高酸价油脂一步酯交换的方法，包括如下步骤：以小分子酯作 为酯化介质，在弱碱的作用下，进行较低温度下酯化或者酯交换反应， 经过滤与纯化，得到的小分子脂肪酸酯产物，具体反应式如下：

其中，长链脂肪基团选自C1～C25的烷基链，包括含有双键的脂 肪族烷基链：油酸、亚油酸、亚麻酸中的长链结构。

R¹为H、甘油酯基；

R²为小分子基团，包括：甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异 丁基、叔丁基。

本发明提供了一种脂肪酸弱碱酯化和高酸价油脂一步酯交换的 方法，具体如下步骤：

(1)将小分子酯与碳酸二甲酯按摩尔比的1:10-30配料，再添 加摩尔质量比为5％-20％的弱碱加入到反应釜中，

(2)搅拌按转速为500-1400转/分钟，经过30分钟内快速加热 至恒温一定值温度，反应4-12小时后，

(3)经过抽滤、减压蒸馏装置，

(4)即可得到小分子脂肪酸酯产物。

优选地，所述取代基为含C1～C25的烷基链，且有包含双键的不 饱和基团。

优选地，R¹基团为H时，原料分子结构为脂肪酸。

优选地，R¹基团为甘油酯基时，原料分子结构为油脂的脂肪酸甘 油酯。