CN103012136A - 循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸甲酯的方法 - Google Patents

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郝先库
张瑞祥
胡珊珊
陈蛟华
汪立新
王士智
刘海旺
马显东
赵永志
许宗泽
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Abstract

本发明涉及一种循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸甲酯的方法，属于化工技术领域。将棕榈酸和无水甲醇按比例投入到反应釜中，加入棕榈酸质量9-10%的磷钨酸铈作为催化剂，加热回流反应后，减压蒸出未反应的甲醇；将反应釜中棕榈酸甲酯和固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离，上层得到棕榈酸甲酯，下层为固体磷钨酸铈催化剂；将下层固体磷钨酸铈催化剂用去离子水溶解，加入盐酸调配溶液pH值<1，过滤除去不溶于水积碳物，得到磷钨酸铈水溶液，磷钨酸铈水溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈，固体磷钨酸铈作为下次反应的催化剂。按此方法循环利用磷钨酸铈作为棕榈酸和无水甲醇反应的催化剂，每次棕榈酸转化率均达到96%以上。

Description

循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸甲酯的方法
技术领域
本发明涉及一种循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸甲酯的方法，属于化工技术领域。 
背景技术
棕榈酸甲酯是表面活性剂及其它精细化工的原料，主要用作乳化剂、湿润剂、稳定剂和增塑剂的中间体，也是生物间信息素、生物柴油的成分、化妆品的原料，制备植物杀螨剂中应用原料。闫鹏报导的稀土固体超强酸SO4 2-/SnO2-Nd2O3和固体酸Zr(SO4)2/TiO2催化合成棕榈酸甲酯，合成棕榈酸甲酯酯化率分别为90.1%和98.9%，当催化剂循环使用酯化率逐渐下降；田志茗报导的催化剂ZrO2-SO4 2-/SBA-15和Ce(SO4)2/SBA-15合成棕榈酸甲酯，合成棕榈酸甲酯酯化率为87.7%和92%，催化剂循环利用酯化率下降很快，固体酸催化剂有少量积碳物覆盖在固体酸表面，掩盖了部分酸中心，加之催化剂表面的活性组分溶脱流失，固体酸表面酸量下降，催化活性降低；周晓庆报导的2步酯化法制备棕榈酸甲酯，第1步用浓硫酸作为催化剂酯化率为90.06%，第2步通入甲醇反应，棕榈酸甲酯的酯化率为99.26%，该反应用浓硫酸作为催化剂产生酸性废水，对环境造成污染。 
发明内容
 本发明的目的在于提供一种循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸甲酯的方法，该方法不产生酸性废水和固体废弃物，是绿色合成工艺。 
技术解决方案： 
本发明将棕榈酸和无水甲醇按摩尔比1:12的比例投入到反应釜中，加入棕榈酸质量9-10%的磷钨酸铈作为催化剂，加热回流反应4小时，反应结束后，减压蒸馏回收未反应的甲醇；将反应釜中棕榈酸甲酯和固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离，上层为棕榈酸甲酯，经分离后，得到棕榈酸甲酯产品，下层为固体磷钨酸铈催化剂；将下层固体磷钨酸铈催化剂用去离子水溶解，磷钨酸铈与去离子水质量比为1:1.5，加入盐酸调配溶液pH值<1，过滤除去不溶于水积碳物，得到磷钨酸铈水溶液，磷钨酸铈水溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈，固体磷钨酸铈作为下次反应的催化剂；按上述方法循环利用磷钨酸铈作为棕榈酸和无水甲醇反应的催化剂，每次棕榈酸转化率均达到96%以上。 
发明效果 
本发明中催化剂活性是关键，磷钨酸铈虽然是一种温和的催化剂，但还会有少量积碳物形成覆盖在催化剂表面，降低磷钨酸铈催化剂的活性，如将每次反应后的磷钨酸铈直接作为 下次反应的催化剂循环利用，导致转化率逐渐下降；利用磷钨酸铈易溶解于水的性质，将固体磷钨酸铈与酯分离后，用去离子水溶解固体磷钨酸铈，用盐酸调配溶液pH值<1，过滤除去悬浮在磷钨酸铈溶液中不易溶解的积碳物，得到的磷钨酸铈溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈，固体磷钨酸铈直接作为酯化反应的催化剂，实现了在合成棕榈酸甲酯反应中磷钨酸铈催化剂的循环利用，棕榈酸转化率均达到96%，该方法便于实现工业化生产。 
具体实施方式
实施例1 
在反应釜中依次加入26 g棕榈酸和38.4 g无水甲醇，加入2.34 g磷钨酸铈作为催化剂，加热回流反应4h，反应结束后，减压蒸馏回收得到未反应的甲醇；将反应釜中棕榈酸甲酯和固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离，上层为棕榈酸甲酯，将棕榈酸甲酯分离后，得到棕榈酸甲酯产品，棕榈酸转化率为96.61%，下层为固体磷钨酸铈催化剂，用3.5 g去离子水溶解分离出的固体磷钨酸铈催化剂，加入盐酸调配溶液pH值<1，过滤除去悬浮在磷钨酸铈溶液中不易溶解的积碳物，得到的磷钨酸铈溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈2.34g，固体磷钨酸铈直接作为下次酯化反应的催化剂。 
实施例2 
磷钨酸铈催化剂第一次循环利用。在反应釜中依次加入26 g棕榈酸和38.4 g无水甲醇，加入实例1反应后经浓缩、结晶得到2.34 g固体磷钨酸铈，加热回流反应，按实例1反应方法操作，棕榈酸转化率为96.18%。 
实施例3 
磷钨酸铈催化剂第五次循环利用。在反应釜中依次加入26 g棕榈酸和38.4 g无水甲醇，加入第四次反应后经浓缩、结晶得到的2.34 g固体磷钨酸铈，加热回流反应，按实例1反应方法操作，棕榈酸转化率为96.41%。 
实施例4 
磷钨酸铈催化剂第十次循环利用。在反应釜中依次加入26 g棕榈酸和38.4 g无水甲醇，加入第九次反应后经浓缩、结晶得到的2.34 g固体磷钨酸铈，加热回流反应，按实例1反应方法操作，棕榈酸转化率为96.6%。 
实施例5 
磷钨酸铈催化剂第二十次循环利用。在反应釜中依次加入26 g棕榈酸和38.4 g无水甲醇，加入第十九次反应后经浓缩、结晶得到的2.34 g固体磷钨酸铈，加热回流反应，按实例1反应方法操作，棕榈酸转化率为96.57%。 

Claims (1)

1.循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸甲酯的方法，其特征在于，将棕榈酸和无水甲醇按摩尔比1:12的比例投入到反应釜中，加入棕榈酸质量9-10%的磷钨酸铈作为催化剂，加热回流反应4小时，反应结束后，减压蒸馏回收未反应的甲醇；将反应釜中棕榈酸甲酯和固体磷钨酸铈催化剂通过离心分离，上层为棕榈酸甲酯，经分离后，得到棕榈酸甲酯产品，下层为固体磷钨酸铈催化剂；将下层固体磷钨酸铈催化剂用去离子水溶解，磷钨酸铈与去离子水质量比为1:1.5，加入盐酸调配溶液pH值<1，过滤除去不溶于水积碳物，得到磷钨酸铈水溶液，磷钨酸铈水溶液经过浓缩、结晶得到固体磷钨酸铈，固体磷钨酸铈作为下次反应的催化剂；按上述方法循环利用磷钨酸铈作为棕榈酸和无水甲醇反应的催化剂，每次棕榈酸转化率均达到96%以上。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102153465A (zh) * 2011-02-15 2011-08-17 浙江赞宇科技股份有限公司 一种低酸价脂肪酸甲酯的制备方法

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