甘油酯化反应动力学研究

甘油酯化是高酸值油脂降酸值的有效方法,可用于生物柴油的制备。采用大豆油与油酸的混合物为模型化合物,考察了反应温度对甘油酯化产物分布的影响,建立了甘油酯化二级反应动力学模型,并关联出相关反应的动力学参数速率常数k和反应活化能Ea;通过该模型预测了反应温度、甘油与游离脂肪酸摩尔比和原料油酸值对降酸效果的影响。结果表明:模型值与实验值有较好的一致性;降酸反应对反应温度有较高的依赖性,反应温度越高、甘油与游离脂肪酸摩尔比越大及原料油初始酸值越高,降酸速率越快,降酸反应越彻底。研究结果将有助于揭示甘油酯化反应机理,为甘油酯化反应器的设计提供依据。     

响应面法优化月桂酸单甘油酯的催化合成工艺

以月桂酸和甘油为原料,采用直接酯化法合成月桂酸单甘油酯,单因素试验考察了催化剂种类与用量、反应时间、反应温度和物料摩尔比对合成产物中月桂酸单甘油酯含量的影响。在此基础上,利用响应面法对合成工艺进行优化,获得响应面优化工艺为:以氧化钙为催化剂,其用量0.21%,反应时间5.4 h,反应温度166℃,甘油与月桂酸的摩尔比1.5︰1,此条件下产物中月桂酸单甘油酯的含量为61.81%。以正己烷为溶剂,在低温下经三次结晶后获得含量为93.64%的纯化产物,红外光谱分析表明,溶剂结晶纯化效果明显。     

响应面法优化甘油酯转甲酯化条件

在反应温度、反应时间和甲醇钠用量3个单因素实验基础上,利用响应面分析法,以交酯化后样品中甘油和VE含量为评价指标,对甘油酯转甲酯化最佳条件进行了研究。结果表明,最佳反应温度73.7℃、反应时间2.1 h、甲醇钠用量0.51%(W/W)。在最佳条件下,VE保存率为90.5%,酯化率为89.4%。     

对甲苯磺酸加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的研究

以高酸值地沟油为原料,提出了一种对甲苯磺酸催化、加压下连续甲酯化反应的技术。采用单因素实验和正交实验研究了不同工艺条件对甲酯化效果的影响。结果表明,甲酯化的最佳工艺条件为:醇油摩尔比5∶1,反应压力0.8 MPa,催化剂用量0.5%(以地沟油质量计),反应时间25min。在最佳工艺条件下,地沟油酸值(KOH)可从120 mg/g降至1.78 mg/g,酯化率可达98.5%,满足下一步碱催化酯交换制备生物柴油的技术要求。     

废弃油脂甘油酯化降酸过程中的甘油聚合研究

基于甘油酯化降酸的优势和降酸过程甘油聚合的问题,开展了废弃油脂甘油酯化降酸过程中甘油聚合的研究。考察了反应温度、甘油用量、催化剂种类、催化剂用量对甘油聚合的影响,并分析了聚甘油的聚合度。结果表明:反应温度越高、甘油与脂肪酸摩尔比越大,降酸速率越快,甘油聚合率越高,在反应温度220℃、甘油与脂肪酸摩尔比1∶1时甘油聚合率约为33.8%;聚甘油主要为二聚甘油;甘油酯化过程引入锌基催化剂,不仅提高降酸速率,缩短反应时间,还能降低反应温度、减少甘油的聚合,从而提高副产物甘油的回收率;与催化剂Zn Cl_2、Zn(Ac)_2相比,催化剂Zn O效果最好,在Zn O用量0.3%、反应温度180℃、甘油与脂肪酸摩尔比1∶1时甘油聚合率可降至约13%。研究结果将有助于进一步优化甘油酯化降酸工艺,为甘油酯化耦合碱催化酯交换法制备生物柴油技术的设计提供参考。     

单纯型搜索法优化氢化松香甘油酯的合成条件

以氢化松香和甘油为原料、氧化锌为催化剂,进行氢化松香甘油酯的合成反应研究.采用单纯型搜索法优化合成氢化松香甘油酯的反应条件,以水平平均法考察了甘油用量、反应温度、催化剂量和反应时间四个因素对酯化率的影响.实验结果表明,反应的最佳工艺条件是:甘油用量8.9g,反应温度270℃,催化剂量0.09g,反应时间2.39h;对酯化反应影响最大的因素是催化荆用量,其次是反应时间和甘油加入量,反应温度的影响最小.     

固体超强酸催化大豆油和大豆油脂肪酸酯化与酯交换制备单甘酯的研究

采用固体超强酸催化大豆油和大豆油脂肪酸与甘油酯化和酯交换制备单甘酯,通过二级分子蒸馏纯化单甘酯。通过响应面优化得到的最佳条件为：大豆油30.0 g,大豆油脂肪酸20.0 g,反应温度200℃,固体超强酸催化剂添加量0.26%（占大豆油和大豆油脂肪酸质量）,甘油添加量12.66 g和反应时间4.81 h。在最佳条件下,反应得到的甘油酯混合物中,单甘酯含量达到69.82%。甘油酯混合物在Ⅰ级135℃分子蒸馏除去游离脂肪酸和甘油,在Ⅱ级185℃分子蒸馏蒸出单甘酯,得到产品中单甘酯含量为96.54%。     

氢氧化钠与甘油催化棕榈基油脂酯交换反应

利用氢氧化钠与甘油催化棕榈液油和棕榈硬脂进行酯交换反应,考察反应温度、氢氧化钠浓度、反应时间、氢氧化钠与甘油比例、搅拌速度对反应产物固体脂肪含量、甘油三酯碳数、酸值、皂化值、熔点的影响。结果表明:在反应温度110℃、反应时间30 min,氢氧化钠浓度0.5%、氢氧化钠与甘油的比例1︰1、搅拌速度150 r/min的条件下,氢氧化钠与甘油混合物的催化效果接近于甲醇钠。     

利用地沟油制备生物柴油

以废弃地沟油为原料,经预处理后采用两步酯化工艺将其转化为生物柴油.第一步为酸催化预酯化反应,主要是将地沟油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯;第二步为酸催化转酯化反应.主要是进一步将地沟油中的甘三酯转化为甲酯和甘油.通过正交实验得到预酯化反应的最佳条件为:醇油摩尔比10:1、催化剂用量1.0%、反应温度70℃、反应时间4 h;转酯化反应的最佳条件为:醇油摩尔比20:1、催化剂用量6%、反应温度70℃、反应时间4 h.在最佳反应条件下,甘三酯的酯化率可达到86.89%.     

固体碱催化合成中碳链脂肪酸聚甘油酯

以聚甘油、樟树籽仁油脂肪酸为原料,固体碱KOH/Al2O3为催化剂,催化酯化合成中碳链脂肪酸聚甘油酯.采用单因素试验研究反应温度、反应时间、聚甘油与中碳链脂肪酸质量比、催化剂用量对酯化率的影响,通过正交试验优化中碳链脂肪酸聚甘油酯的合成工艺.最优合成工艺条件为反应温度220℃、反应时间2.5h、聚甘油与中碳链脂肪酸质量比2∶1、催化剂用量4.5％,该条件下酯化率为87.5％,所得中碳链脂肪酸聚甘油酯的酸值(KOH)、皂化值(KOH)、碘值(Ⅰ)、熔点分别为1.86 mg/g、148.4 mg/g、2.9 g/100 g、47.3℃.     

米糠油化学酯化脱酸的研究

以单甘酯和甘油混合物作酯化剂,ZnCl2为催化剂对米糠油进行化学酯化脱酸研究。分别考察了反应温度、反应时间、催化剂添加量、酯化剂添加量和单甘酯与甘油的比例对酸值的影响。由单因素和正交实验得出酯化脱酸的最佳反应条件为：反应温度200℃,反应时间6h,催化剂添加量0．4％,酯化剂添加量150％,单甘酯与甘油的比例为1：1。在此条件下酸值（KOH）由原料的43．0mg／g降到2．2mg／g。     

米糠油酶法酯化脱酸的研究

通过添加单甘酯和甘油混合物,以Lipozyme TLIM为催化剂对米糠油酶法酯化脱酸进行了研究。分别考察了反应温度、反应时间、催化剂添加量、单甘酯和甘油混合物添加量,单甘酯和甘油的比例对酸价的影响。由单因素和响应面试验得出酶法酯化脱酸反应的最佳条件为温度65℃,反应时间9.3 h,催化剂添加量10%,单甘酯和甘油的添加量为150%,单甘酯和甘油的比例为1∶1。在此条件下酸值由原料的43.0 mg/g降至7.2 mg/g。     

酶促酯化合成多不胞和脂肪酸甘油酯

研究了在脂肪酶N435的催化作用下,游离多不饱和脂肪酸与甘油酯化合成的工艺,分别考察了甘油与脂肪酸的质量比、反应时间、反应温度、酶用量、初始加水量等单因素对酯化效果的影响。结果显示,较优的酶促酯化合成条件为:甘油与脂肪酸的质量比0.12∶1,反应时间48h,反应温度50℃,加酶量与底物游离脂肪酸的比例1∶4(w/w),初始加水量0。在此条件下,酯化率为96.58%,且反应前后各脂肪酸含量变化不大。     

亚临界水状态下制备共轭亚油酸甘油酯

在亚临界水的状态下,以共轭亚油酸(CLA)和甘油为原料,采用直接酯化法合成CLA甘油酯。通过单因素试验,考察反应温度、反应时间、反应物物质的量比(CLA:甘油)、反应压力对CLA转化率的影响;并在单因素水平的基础上,进行响应面优化,确定反应的最佳条件为反应温度250℃、反应时间40min、反应物物质的量比2:1、反应压力13MPa,在优化出的最佳条件下进行反应,得到的CLA转化率为96.3%,所得CLA甘油酯为淡黄的油状透明液体。     

棕榈油的酸催化水解工艺研究

以棕榈油为原料进行常压酸催化水解工艺研究。考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、油水质量比及乳化剂用量对棕榈油水解反应的影响,得出棕榈油一次酸催化水解的最佳反应条件:反应时间7 h,反应温度100℃,催化剂浓硫酸用量7.5%,油水质量比1∶1,乳化剂磺酸用量0.5%;在最佳反应条件下棕榈油水解产物酸值(KOH)为192.77 mg/g,水解率达到91.96%。并研究出一套循环水解的工艺流程,实现油脂水解产物的循环利用,提高了水相中甘油的含量。     

甘油钠催化大豆油甘油解制备单甘酯的研究

采用甘油钠催化大豆油甘油解制备单甘酯,对反应温度、反应时间、甘油钠添加量和底物物质的量比进行了研究,得到选定的反应条件是:反应温度175℃、甘油钠添加量(油重)为2.4％、底物物质的量比(大豆油和甘油)为1∶4和甘油解反应时间为2h,在此条件下,反应得到的甘油酯混合物中,单甘酯质量分数为53.1％.采用二级分子蒸馏纯化单甘酯产品,粗甘油酯在Ⅰ级分子蒸馏(140℃)除去游离脂肪酸和甘油;在Ⅱ级分子蒸馏(190℃)纯化单甘酯,得到纯度为93.0％的单甘酯产品,单甘酯回收率为96.8％.     

单甘酯与缩水甘油反应制备高纯度低聚甘油脂肪酸酯的研究

本文对单甘酯与缩水甘油反应制备高纯度低聚甘油脂肪酸酯进行研究,分别探讨催化剂及其用量、反应温度、反应时间、底物摩尔比值对低聚甘油酯产率的影响。通过单因素试验对各参数进行优化,在以苯磺酸作为催化剂、添加量1.5wt%、反应温度110℃、反应时间2h、底物摩尔比值(缩水甘油∶单甘酯)2.5∶1的最优条件下,低聚甘油酯产率为62.59%,经分子蒸馏进一步纯化获得高纯度的低聚甘油酯产品(91.45%),且以低聚甘油单酯为主要成分。     

Li掺杂CeO2固体碱催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

针对由甘油制备碳酸甘油酯的酯交换法中催化剂制备方法复杂、活性组分易流失等问题,采用一锅法制备了Li掺杂CeO₂固体碱催化剂。对催化剂进行了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、BET、X射线光电子能谱(XPS)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等表征。以甘油转化率和碳酸甘油酯产率为指标,对催化剂进行了筛选,并采用单因素实验对甘油酯交换合成碳酸甘油酯的工艺条件进行了优化,同时考察了催化剂的重复使用性能。结果表明：Li与CeO₂之间能够产生协同作用,Li的掺杂能够明显增加CeO₂的中强碱活性位点;Li、Ce与柠檬酸物质的量比为0.3∶1∶1时,催化剂催化活性最好;甘油酯交换合成碳酸甘油酯的最优反应条件为反应温度100℃、反应时间2.0 h、催化剂用量为甘油质量的1%、甘油与碳酸二甲酯物质的量比1∶2,在此条件下甘油转化率为90.16%,碳酸甘油酯收率为90.04%;催化剂在重复使用5次后活性无明显下降。采用一锅法制备的Li掺杂CeO₂     

延黄牛脂制备高纯度1,3-甘油二酯工艺

目的:提高延黄牛脂的附加值。方法:采用固定化脂肪酶Lipozyme RM IM为催化剂,牛油脂肪酸乙酯(乙醇解法自制)和甘油为原料制备1,3-甘油二酯,运用氢谱考察脂肪酶添加量、底物摩尔比、反应时间以及反应温度对粗反应混合物中1,3-甘油二酯含量的影响,并阐明醇解酯交换前后牛油与甘油二酯产物的脂肪酸组成变化。结果:1,3-甘油二酯合成最佳条件为脂肪酶Lipozyme RM IM质量分数为1%,底物摩尔比(n_{脂肪酸乙酯}∶n_甘油)2∶1,反应时间6 h,反应温度50℃。此条件下的1,3-甘油二酯生成率为72.5%,甘油酯得率为77%;纯化后纯度提高至90.79%。与原油(延黄牛脂)相比,甘油二酯产物中亚油酸和油酸含量分别升高了13.65%,6.47%,饱和度降低了7.17%。结论:延黄牛脂制备1,3-甘油二酯不仅能改变甘油酯结构,还可以改变牛脂的脂肪酸组成,降低其饱和度。     

偏甘油酯脂肪酶Lipase G50催化酯化法制备甘油二酯

利用偏甘油酯脂肪酶Lipase G50催化甘油和脂肪酸酯化反应合成甘油二酯.探讨了酶加量、底物摩尔比、反应温度及加水量对酯化反应的影响.结果表明最佳反应条件为:脂肪酶Lipase G50加量为350 U/g,甘油和脂肪酸的摩尔比5∶1,加水量为底物总质量的5％,反应温度30℃,反应时间24h.在最佳反应条件下脂肪酸的酯化率为75.02％,甘油二酯的含量达到44.74％,产物中没有甘油三酯生成.