CN102531891A - 一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法。该方法包括步骤：以脂肪酸甲酯和三羟甲基丙烷为原料，加入碱性催化剂，在真空条件下进行酯交换反应，得到酯交换反应混合物；加入磷酸溶液，中和反应除去碱性催化剂；反应结束后，静置分层或者离心分层，将上层油层用热水水洗，再通过静置分离或者离心分离，得到油层和水层；将油层在真空下脱水干燥，通过刮膜式分子蒸馏的方法，所得重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，所得轻相为回收的脂肪酸甲酯。本发明反应产物中三羟甲基丙烷脂肪酸三酯含量高，占95％以上；采用分子蒸馏纯化三羟甲基丙烷脂肪酸三酯并回收过量脂肪酸甲酯，可以提高原料利用率，并可在较低温度下纯化产品。

Description

一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法

技术领域

本发明属于可降解生物润滑油领域，具体涉及一种利用各种动植物油脂来源的脂肪酸甲酯制备三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的方法。

背景技术

传统润滑油来自石油，同塑料一样，使用废弃后无法生物降解。废弃润滑油已经成为全球最大的液体污染源。我国每年废弃润滑油(机油)达600多万吨，直接影响着环境的保护和经济的可持续发展。没有润滑油，就没有现代工业。任何有传动、摩擦的地方都需要润滑油来减少磨损，提高机器寿命。生物润滑油(biolubricant)是近年来欧美开始研究，并逐步产业化的石油润滑油的新型替代品。具有润滑效率高、耐磨、耐高温以及可生物降解的优点。由于其环境友好以及可再生等优点，在欧美发达国家成为重点发展的新型工业，近年来，陆续出现工业化产品。三羟甲基丙烷(trimethylolpropane，TMP)脂肪酸三酯是一种主要的生物润滑油成分，结构如图1所示。可以用动植物油脂、潲水油、地沟油以及酸化油为原料，先制备脂肪酸甲酯，然后脂肪酸甲酯进一步和TMP反应得到三羟基丙烷脂肪酸三酯。现有文献中还没有关于三羟甲基丙烷脂肪酸三酯制备方面的报道。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法；该方法利用动植物油脂的脂肪酸甲酯为原料制备和纯化三羟甲基丙烷脂肪酸三酯。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，包括以下操作步骤：

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：以脂肪酸甲酯和三羟甲基丙烷(TMP)为原料，加入碱性催化剂，在真空条件下进行酯交换反应，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，TMP冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：向步骤(1)所得酯交换反应混合物中加入磷酸溶液，中和反应除去碱性催化剂；反应结束后，静置分层或者离心分层，上层油层的主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯，下层水层为水和中和生成的磷酸盐；将上层油层用去离子水水洗，再通过静置分离或者离心分离，进一步除去残留的盐，得到油层和水层；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得油层在真空下脱水干燥，通过刮膜式分子蒸馏的方法脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，所得重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，所得轻相为回收的脂肪酸甲酯。

步骤(1)所述脂肪酸甲酯的纯度一般大于99％，酸值低于1.0mgKOH/mg；或者采用符合GB/T20828-2007标准的生物柴油产品为脂肪酸甲酯原料。

步骤(1)所述原料中脂肪酸甲酯和TMP的摩尔比为3～5.5∶1；所述碱性催化剂与TMP的摩尔比为0.025～0.15∶1；所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钠；所述酯交换反应的时间为30～300min，反应温度为110～160℃，反应压力为100～5000Pa；所述回流冷凝器中的冷却水的温度为30～80℃。

步骤(1)所述原料中脂肪酸甲酯和TMP的摩尔比为4∶1；所述碱性催化剂与TMP的摩尔比为0.09∶1；所述碱性催化剂为碳酸钾；所述酯交换反应的时间为60min，反应温度为120℃，反应压力为300Pa；所述回流冷凝器中的冷却水的温度为30℃。

步骤(2)所述磷酸溶液的添加量为酯交换反应混合物重量的10～30％，磷酸的绝对添加量为中和碱性催化剂所需理论磷酸量的80～120％；所述中和反应温度为60～90℃，反应时间为15～60min；所述静置分层的时间为30～90min；所述离心分层的时间为10～20min，离心力为1000～3000g；所述去离子水水洗采用的去离子水为上层油层重量的10～30％，所述水洗温度为60～90℃，水洗时间为15～60min；所述静置分离的时间为30～90min；所述离心分离的时间为10～20min，离心力为1000～3000g。

步骤(2)所述磷酸溶液的添加量为酯交换反应混合物重量的10％，磷酸的绝对添加量为中和碱性催化剂所需理论磷酸量的90％；所述中和反应温度为70℃，反应时间为20min；所述静置分层的时间为60min；所述离心分层的时间为15min，离心力为1500g；所述去离子水水洗采用的去离子水为上层油层重量的10％，所述水洗温度为90℃，水洗时间为30min；所述静置分离的时间为90min；所述离心分离的时间为20min，离心力为2000g。

步骤(3)所述油层在真空下脱水干燥的温度为60～90℃，时间为30～60min，真空度为500～5000Pa；所述刮膜式分子蒸馏的蒸馏温度为100～150℃，压力为0.1～5Pa。

步骤(3)所述油层在真空下脱水干燥的温度为90℃，时间为30min，真空度为1000Pa；所述刮膜式分子蒸馏的蒸馏温度为120℃，压力为1.0Pa。

步骤(3)所述回收的脂肪酸甲酯返回步骤(1)所述酯交换反应中作为原料。

本发明和现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)采用脂肪酸甲酯为反应原料，反应产物三羟甲基丙烷脂肪酸酯中三羟甲基丙烷脂肪酸三酯含量高，占95％以上；

(2)采用分子蒸馏纯化三羟甲基丙烷脂肪酸三酯并回收过量脂肪酸甲酯，可以提高原料利用率，并可在较低温度下纯化产品。

附图说明

图1为三羟甲基丙烷脂肪酸三酯结构式，其中R为脂肪酸基团图。

图2为实施例1干燥油层的GC图谱，其中FAME(fatty acid methyl ester)为脂肪酸甲酯，TFAME(monoester)为TMP脂肪酸单酯，TFADE(diester)为TMP脂肪酸二酯，TFATE(triester)为TMP脂肪酸三酯图。

图3为实施例1最终纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的GC图谱，TFADE(diester)为TMP脂肪酸二酯，TFATE(triester)为TMP脂肪酸三酯图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：在500ml三颈圆底烧瓶中，加入6.7g(0.05M)TMP，再加入59.0g棕榈油脂肪酸甲酯(为TMP的4倍摩尔量)和0.69g碳酸钾(为TMP的0.10倍摩尔量)，接冷凝水，水温30℃；在温度128℃和压力300Pa条件下进行酯交换反应60min，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：将步骤(1)所得酯交换反应混合物，加入酯交换反应混合物重量10％的磷酸溶液，磷酸溶液中含有中和碳酸钾理论摩尔量90％的磷酸；在80℃下，搅拌中和反应30min；反应结束后，静置40min分层，上层为油层，主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯；下层为水层，为水和中和生成的磷酸盐；所得上层的油层用油层重量20％的去离子水在80℃水洗一次，进一步除去残留的盐，水洗40min；水洗后，静置60min分层，得到上层油层和下层水层；上层油层在2000Pa下脱水干燥30分钟，得到干燥的油层。用气相色谱(GC)-氢火焰检测器(FID)分析油层的组成，并按照式(1)计算脂肪酸甲酯的转化率和TMP脂肪酸三酯的在油层中的百分含量。得到转化率为98.30％，TMP脂肪酸三酯含量为72.61％。油层的GC图谱如图2所示。

$\mathrm{RF}(\%)=\frac{\frac{R_{\mathrm{tri}}}{M_{\mathrm{tri}}}\×3+\frac{R_{\mathrm{di}}}{M_{\mathrm{di}}}\×2+\frac{R_{\mathrm{mo}}}{M_{\mathrm{mo}}}}{\frac{R_{\mathrm{tri}}}{M_{\mathrm{tri}}}\×3+\frac{R_{\mathrm{di}}}{M_{\mathrm{di}}}\×2+\frac{R_{\mathrm{mo}}}{M_{\mathrm{mo}}}+\frac{R_{\mathrm{fame}}}{M_{\mathrm{fame}}}}\×\frac{M_{\mathrm{fame}}}{{3M}_{\mathrm{TMP}}}\×100---\left(1\right)$

式中：R_tri、R_di、R_mo、R_fame分别为样品中TMP三酯、TMP二酯、TMP单酯及FAME的百分含量；M_tri、M_di、M_mo、M_fame分别为样品中TMP三酯、TMP二酯、TMP单酯及FAME的相对分子质量。

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得的脱水干燥的油层，用刮膜式分子蒸馏设备在110℃，压力1.0Pa下脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，得到重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，通过GC测定三酯含量为98.6％，产品的GC图谱如图3所示。轻相为回收的脂肪酸甲酯。回收的甲酯作为原料，返回步骤(1)的酯交换反应中。

实施例2

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：在500ml三颈圆底烧瓶中，加入6.7g(0.05M)TMP，再加入63.4g棕榈油脂肪酸甲酯(为TMP的4.3倍摩尔量)和0.20g氢氧化钠(为TMP的0.10倍摩尔量)，接冷凝水，水温40℃；在温度110℃和压力100Pa条件下进行酯交换反应300min，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：将步骤(1)所得酯交换反应混合物，加入酯交换反应混合物重量20％的磷酸溶液，磷酸溶液中含有中和氢氧化钠理论摩尔量100％的磷酸；在60℃下，搅拌中和反应60min；反应结束后，静置90min分层，上层为油层，主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯；下层为水层，为水和中和生成的磷酸盐；所得上层的油层用油层重量10％的去离子水在60℃水洗一次，进一步除去残留的盐，水洗40min；水洗后，静置90min分层，得到上层油层和下层水层；上层油层在500Pa下脱水干燥40分钟，得到干燥的油层；用气相色谱(GC)-氢火焰检测器(FID)分析油层的组成，并按照式(1)计算脂肪酸甲酯的转化率和TMP脂肪酸三酯的在油层中的百分含量。得到转化率为99.29％，TMP脂肪酸三酯含量为62.90％；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得脱水干燥的油层，用刮膜式分子蒸馏设备在150℃，压力5.0Pa下脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，得到重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，通过GC测定三酯含量为88.47％。轻相为回收的脂肪酸甲酯。回收的甲酯作为原料，返回步骤(1)的酯交换反应中。

实施例3

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：在500ml三颈圆底烧瓶中，加入6.7g(0.05M)TMP，再加入菜籽油脂肪酸甲酯(为TMP的5.5倍摩尔量)和氢氧化钾(为TMP的0.15倍摩尔量)，接冷凝水，水温80℃；在温度110℃和压力5000Pa条件下进行酯交换反应30min，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：将步骤(1)所得酯交换反应混合物，加入酯交换反应混合物重量30％的磷酸溶液，磷酸溶液中含有中和氢氧化钾理论摩尔量120％的磷酸；在90℃下，搅拌中和反应15min；反应结束后，离心分层，离心分离时间为10min，离心力为3000g；上层为油层，主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯；下层为水层，为水和中和生成的磷酸盐。所得上层的油层用油层重量20％的去离子水在80℃水洗一次，水洗30min，进一步除去残留的盐；水洗后，离心分层，离心分离时间为20min，离心力为2000g，得到上层油层和下层水层；上层油层在5000Pa下脱水干燥60分钟，得到干燥的油层；用气相色谱(GC)-氢火焰检测器(FID)分析油层的组成，并按照式(1)计算脂肪酸甲酯的转化率和TMP脂肪酸三酯的在油层中的百分含量。得到转化率为94.01％，TMP脂肪酸三酯含量为42.91％；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得的脱水干燥的油层，用刮膜式分子蒸馏设备在130℃，压力0.1Pa下脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，得到重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，通过GC测定三酯含量为81.29％。轻相为回收的脂肪酸甲酯。回收的甲酯作为原料，返回步骤(1)的酯交换反应中。

实施例4

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：在500ml三颈圆底烧瓶中，加入6.7g(0.05M)TMP，再加入大豆油脂肪酸甲酯(为TMP的4.3倍摩尔量)和碳酸氢钠(为TMP的0.09倍摩尔量)，接冷凝水，水温40℃；在温度160℃和压力4000Pa条件下进行酯交换反应120min，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：将步骤(1)所得酯交换反应混合物，加入酯交换反应混合物重量20％的磷酸溶液，磷酸溶液中含有中和碳酸氢钠理论摩尔量120％的磷酸；在80℃下，搅拌中和反应20min；反应结束后，离心分层，离心分离时间为20min，离心力为1000g；上层为油层，主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯；下层为水层，为水和中和生成的磷酸盐；所得的上层的油层用油层重量25％的去离子水在90℃水洗一次，水洗60min，进一步除去残留的盐；水洗后，离心分层，离心分离时间为10min，离心力为3000g，得到上层油层和下层水层；上层油层在1000Pa下脱水干燥30分钟，得到干燥的油层；用气相色谱(GC)-氢火焰检测器(FID)分析油层的组成，并按照式(1)计算脂肪酸甲酯的转化率和TMP脂肪酸三酯的在油层中的百分含量。得到转化率为94.82％，TMP脂肪酸三酯含量为61.50％；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得的脱水干燥的油层，用刮膜式分子蒸馏设备在120℃，压力2.0Pa下脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，得到重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，通过GC测定三酯含量为90.43％。轻相为回收的脂肪酸甲酯。回收的甲酯作为原料，返回步骤(1)的酯交换反应中。

实施例5

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：在500ml三颈圆底烧瓶中，加入6.7g(0.05M)TMP，再加入花生油脂肪酸甲酯(为TMP的3倍摩尔量)和碳酸氢钠(为TMP的0.025倍摩尔量)，接冷凝水，水温60℃；在温度140℃和压力1000Pa条件下进行酯交换反应180min，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：将步骤(1)所得酯交换反应混合物，加入酯交换反应混合物重量10％的磷酸溶液，磷酸溶液中含有中和碳酸氢钠理论摩尔量100％的磷酸；在70℃下，搅拌中和反应50min；反应结束后，离心分层，离心分离时间为15min，离心力为2000g；上层为油层，主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯；下层为水层，为水和中和生成的磷酸盐。所得的上层的油层用油层重量10％的去离子水在70℃水洗一次，水洗15min，进一步除去残留的盐；水洗后，离心分层，离心分离时间为10min，离心力为3000g，得到上层油层和下层水层；上层油层在1000Pa下脱水干燥30分钟，得到干燥的油层；用气相色谱(GC)-氢火焰检测器(FID)分析油层的组成，并按照式(1)计算脂肪酸甲酯的转化率和TMP脂肪酸三酯的在油层中的百分含量。得到转化率为94.82％，TMP脂肪酸三酯含量为61.50％；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得的脱水干燥的油层，用刮膜式分子蒸馏设备在120℃，压力2.0Pa下脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，得到重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，通过GC测定三酯含量为90.43％。轻相为回收的脂肪酸甲酯。回收的甲酯作为原料，返回步骤(1)的酯交换反应中。

实施例6

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：在500ml三颈圆底烧瓶中，加入6.7g(0.05M)TMP，再加入鱼油脂肪酸甲酯(为TMP的4倍摩尔量)和碳酸钾(为TMP的0.09倍摩尔量)，接冷凝水，水温50℃；在温度120℃和压力500Pa条件下进行酯交换反应90min，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：将步骤(1)所得酯交换反应混合物，加入酯交换反应混合物重量15％的磷酸溶液，磷酸溶液中含有中和碳酸钾理论摩尔量110％的磷酸；在60℃下，搅拌中和反应30min。反应结束后，静置30min分层，上层为油层，主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯；下层为水层，为水和中和生成的磷酸盐；所得上层的油层用油层重量10％的去离子水在60℃水洗一次，进一步除去残留的盐，水洗40min；水洗后，静置30min分层，得到上层油层和下层水层；上层油层在1000Pa下脱水干燥50分钟，得到干燥的油层；用气相色谱(GC)-氢火焰检测器(FID)分析油层的组成，并按照式(1)计算脂肪酸甲酯的转化率和TMP脂肪酸三酯的在油层中的百分含量。得到转化率为98.93％，TMP脂肪酸三酯含量为71.23％；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得的脱水干燥的油层，用刮膜式分子蒸馏设备在140℃，压力3.0Pa下脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，得到重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，通过GC测定三酯含量为98.67％。轻相为回收的脂肪酸甲酯。回收的甲酯作为原料，返回步骤(1)的酯交换反应中。

实施例7

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：在500ml三颈圆底烧瓶中，加入6.7g(0.05M)TMP，再加入玉米油脂肪酸甲酯(为TMP的4倍摩尔量)和碳酸钾(为TMP的0.05倍摩尔量)，接冷凝水，水温30℃；在温度120℃和压力800Pa条件下进行酯交换反应150min，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：将步骤(1)所得酯交换反应混合物，加入酯交换反应混合物重量25％的磷酸溶液，磷酸溶液中含有中和碳酸钾理论摩尔量120％的磷酸；在80℃下，搅拌中和反应40min；反应结束后，静置45min分层，上层为油层，主要成分是三羟甲基丙烷脂肪酸酯和过量的脂肪酸甲酯；下层为水层，为水和中和生成的磷酸盐。；所得上层的油层用油层重量20％的去离子水在70℃水洗一次，进一步除去残留的盐，水洗50min；水洗后，静置45min分层，得到上层油层和下层水层；上层油层在2000Pa下脱水干燥45分钟，得到干燥的油层；用气相色谱(GC)-氢火焰检测器(FID)分析油层的组成，并按照式(1)计算脂肪酸甲酯的转化率和TMP脂肪酸三酯的在油层中的百分含量，得到转化率为96.57％，TMP脂肪酸三酯含量为66.86％；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得的脱水干燥的油层，用刮膜式分子蒸馏设备在120℃，压力1.0Pa下脱除和回收过量的脂肪酸甲酯，得到重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，通过GC测定三酯含量为96.42％。轻相为回收的脂肪酸甲酯。回收的甲酯作为原料，返回步骤(1)的酯交换反应中。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的合成：以脂肪酸甲酯和三羟甲基丙烷为原料，加入碱性催化剂，在真空条件下进行酯交换反应，控制回流冷凝器中的冷却水温度，使得酯交换生成的甲醇被真空抽走，三羟甲基丙烷冷凝回流，得到酯交换反应混合物；

(2)反应液的中和及水洗：向步骤(1)所得酯交换反应混合物中加入磷酸溶液，中和反应除去碱性催化剂；反应结束后，静置分层或者离心分层，将上层油层用去离子水水洗，再通过静置分离或者离心分离，得到油层和水层；

(3)三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的纯化：将步骤(2)所得油层在真空下脱水干燥，通过刮膜式分子蒸馏的方法，所得重相为纯化的三羟甲基丙烷脂肪酸三酯产品，所得轻相为回收的脂肪酸甲酯。

2.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(1)所述脂肪酸甲酯的纯度一般大于99％，酸值低于1.0mgKOH/mg。

3.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(1)所述原料中脂肪酸甲酯和三羟甲基丙烷的摩尔比为3～5.5∶1；所述碱性催化剂与三羟甲基丙烷的摩尔比为0.025～0.15∶1；所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠；所述酯交换反应的时间为30～300min，反应温度为110～160℃，反应压力为100～5000Pa；所述回流冷凝器中的冷却水的温度为30～80℃。

4.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(1)所述原料中脂肪酸甲酯和三羟甲基丙烷的摩尔比为4∶1；所述碱性催化剂与三羟甲基丙烷的摩尔比为0.09∶1；所述碱性催化剂为碳酸钾；所述酯交换反应的时间为60min，反应温度为120℃，反应压力为300Pa；所述回流冷凝器中的冷却水的温度为30℃。

5.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(2)所述磷酸溶液的添加量为酯交换反应混合物重量的10～30％，磷酸的绝对添加量为中和碱性催化剂所需理论磷酸量的80～120％；所述中和反应温度为60～90℃，反应时间为15～60min；所述静置分层的时间为30～90min；所述离心分层的时间为10～20min，离心力为1000～3000g；所述去离子水水洗采用的去离子水为上层油层重量的10～30％，所述水洗温度为60～90℃，水洗时间为15～60min；所述静置分离的时间为30～90min；所述离心分离的时间为10～20min，离心力为1000～3000g。

6.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(2)所述磷酸溶液的添加量为酯交换反应混合物重量的10％，磷酸的绝对添加量为中和碱性催化剂所需理论磷酸量的90％；所述中和反应温度为70℃，反应时间为20min；所述静置分层的时间为60min；所述离心分层的时间为15min，离心力为1500g；所述去离子水水洗采用的去离子水为上层油层重量的10％，所述水洗温度为90℃，水洗时间为30min；所述静置分离的时间为90min；所述离心分离的时间为20min，离心力为2000g。

7.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(3)所述油层在真空下脱水干燥的温度为60～90℃，时间为30～60min，真空度为500～5000Pa；所述刮膜式分子蒸馏的蒸馏温度为100～150℃，压力为0.1～5Pa。

8.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(3)所述油层在真空下脱水干燥的温度为90℃，时间为30min，真空度为1000Pa；所述刮膜式分子蒸馏的蒸馏温度为120℃，压力为1.0Pa。

9.根据权利要求1所述的一种三羟甲基丙烷脂肪酸三酯的制备与纯化方法，其特征在于：步骤(3)所述回收的脂肪酸甲酯返回步骤(1)所述酯交换反应中作为原料。

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