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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das technische Gebiet von Dieseladditiven eines Kraftstoffs, insbesondere auf einen biobasierten 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureester und ein Verfahren zur Herstellung dafür.
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STAND DER TECHNIK
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Diesel ist eine Komponente, die durch katalytisches Cracken, Hydrokatalyse, Verkoken und dergleichen nach der Destillation von Rohöl erhalten wird. Während des Gebrauchs stellen Dieselmotoren strengere Anforderungen an die Zündleistung und die Explosionsbeständigkeit von Diesel. Ein wichtiger Indikator zur Messung der Zündleistung und der Explosionsbeständigkeit von Diesel ist die Cetanzahl in Diesel. Die Größe der Cetanzahl beeinflusst die Schadstoffemissionen, die Startleistung und den Kraftstoffverbrauch von Diesel. Wenn die Cetanzahl in Diesel höher ist, sind die Schadstoffemissionen und das Klopfphänomen beim Starten und Fahren des Fahrzeugs deutlich geringer als bei Diesel mit niedriger Cetanzahl. Daher verringert die Verwendung von Diesel mit hoher Cetanzahl Motorschäden und senkt den Kraftstoffverbrauch.
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Gegenwärtig umfassen die am häufigsten verwendeten Additive auf dem Markt zur Verbesserung der Cetanzahl von Dieselöl Nitrate, Azidverbindungen, Peroxyverbindungen, Ether und Ester. Die meisten dieser Additive bestehen aus nicht erneuerbaren Chemikalien auf Erdölbasis. Angesichts der Erschöpfung fossiler Energie und der Umweltverschmutzung ist es notwendig, nachwachsende Ressourcen zu finden, die ihre Rolle ersetzen können.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung werden ein Verfahren zur Herstellung eines 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureesters und seine Verwendung in einem Dieseladditiv bereitgestellt.
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5-Hydroxymethylfurfural (HMF) ist ein aus Biomasse gewonnenes Kohlenhydrat. Wenn Zucker, Glucose, Stärke und Cellulose durch Dehydratisierung erhalten werden, sind sie als eine der wichtigsten Grundverbindungen bekannt, da sie zu verschiedenen hochwertigen Monomeren oxidiert oder reduziert werden können. Obwohl viele 5-Hydroxymethylfurfural (HMF)-Derivate wie Ether, Acetale, Lactone usw. als aus Biomasse gewonnene Kraftstoffe und Additive verwendet werden können, ist die direkte Veresterung dieser Verbindungen zur Herstellung von Biokraftstoffen weniger erforscht.
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2,5-Tetrahydrofurandimethanol (DHMTHF) kann durch Hydrierung von 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) erzeugt werden. Aufgrund der symmetrischen Struktur und der guten thermischen Stabilität kann es mit einbasiger Säure bei höheren Temperaturen verestert werden. Die Zugabe des erzeugten zweibasigen Säureesters zu Diesel kann die Cetanzahl von Diesel effektiv erhöhen. Daher hat es eine gute praktische Bedeutung für die Entwicklung und Nutzung sauberer Energie.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verfahren zur Herstellung eines 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureesters die folgenden Schritte umfasst:
- in Gegenwart eines Katalysators wird ein Reaktionssystem, das 2,5-Tetrahydrofurandimethanol mit einer einbasigen Säure enthält, verestert, um den 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureester zu erhalten,
wobei die Strukturformel der einbasigen Säure R-COOH ist, wobei R eine Alkylgruppe von C5-C20 ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass R eine Alkylgruppe von C7-C14 ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die einbasige Säure aus mindestens einer der n-Octansäure, n-Nonansäure, N-Decansäure, Undecansäure, Dodecansäure und Tetradecansäure ausgewählt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Katalysator aus mindestens einem der Candida Lipase B, Calciumacetat, Tetraalkoxytitan, Manganacetat, Kobaltacetat, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Zink-Aluminium-Spinell ausgewählt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, das Tetraalkoxytitan aus mindestens einem von Tetraethoxytitan ausgewählt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Candida Lipase B nach dem Trocknen verwendet wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Trocknungsverfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Candida Lipase B wird in den Kolben gegeben und 16-24 Stunden mit Phosphorpentoxid bei Raumtemperatur und Hochvakuum gelagert und nach dem Trocknen verwendet.
- Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Calciumacetat, Tetraalkoxytitan, Manganacetat, Kobaltacetat, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Zink-Aluminium-Spinell eine Teilchengröße von kleiner oder gleich 80 Mesh haben.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Molverhältnis der einbasigen Säure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2-4:1 beträgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Molverhältnis der einbasigen Säure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1, 3:1, 4:1 beträgt oder ein Bereichswert zwischen zwei beliebigen Verhältnissen ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Massenverhältnis des 2,5-Tetrahydrofurandimethanols zu dem Katalysator 50-200:1 beträgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Reaktionssystem ein Lösungsmittelsystem ist, oder dass das Reaktionssystem auch ein Lösungsmittel umfasst, wobei das Lösungsmittel aus mindestens einem von Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid ausgewählt wird, wobei das Volumenverhältnis des Lösungsmittels zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 10-20:1 beträgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Reaktionstemperatur 60-120 °C beträgt und die Reaktionszeit 10-24 Stunden beträgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die obere Grenze der Reaktionstemperatur aus 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, 110 °C oder 120 °C ausgewählt wird, wobei die untere Grenze der Reaktionstemperatur aus 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C oder 110 °C ausgewählt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die obere Grenze der Reaktionszeit aus 11 Stunden, 12 Stunden, 13 Stunden, 14 Stunden, 15 Stunden, 16 Stunden, 17 Stunden, 18 Stunden, 19 Stunden, 20 Stunden, 21 Stunden, 22 Stunden, 23 Stunden oder 24 Stunden ausgewählt wird, wobei die untere Grenze der Reaktionszeit aus 10 Stunden, 11 Stunden, 12 Stunden, 13 Stunden, 14 Stunden, 15 Stunden, 16 Stunden, 17 Stunden, 18 Stunden, 19 Stunden, 20 Stunden, 21 Stunden, 22 Stunden oder 23 Stunden ausgewählt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das während der Veresterungsreaktion erzeugte Wasser durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das nach der Veresterungsreaktion erhaltene Gemisch wird gereinigt, um das Dieseladditiv zu erhalten,
wobei die Reinigung das Waschen mit alkalischer Lösung, das Trocknen und die Destillation in einem organischen Lösungsmittel umfasst,
wobei die alkalische Lösung mindestens eines von Natriumcarbonatlösung und Kaliumcarbonatlösung umfasst,
wobei das organische Lösungsmittel aus mindestens einem von Ethanol, Ethylacetat und Petrolether ausgewählt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Reinigung die folgenden Schritte umfasst:
- Das erhaltene Gemisch wird mit Natriumcarbonatlösung und Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und mit mindestens einem von Ethanol, Ethylacetat und Petrolether rotierend gedämpft.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird eine Verwendung von hergestelltem 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureester in einem Dieseladditiv nach einem der obigen Verfahren zur Herstellung bereitgestellt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Zugabemenge des 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureesters in Diesel 5-10 Gew.-% von Diesel beträgt.
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Vorzugsweise erfolgt die Verwendung des 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureesters als Dieseladditiv.
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In der vorliegenden Anmeldung bezieht sich CALB auf Candida Lipase B.
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In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich C5-C20, C7-C14 usw. auf die Anzahl der in der Gruppe enthaltenen Kohlenstoffatome.
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In der vorliegenden Anmeldung bezieht sich der Begriff Alkyl auf eine Gruppe, die durch den Verlust eines Wasserstoffatoms auf einem Alkanverbindungsmolekül gebildet wird.
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Zu den vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Anmeldung gehören:
- 1) Gemäß der Verwendung des 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureesters in einem Dieseladditiv in der vorliegenden Anmeldung wird der erhaltene biobasierte Difettsäureester zu Diesel zugegeben, wodurch die Cetanzahl von Diesel wirksam erhöht wird, was einen hohen Anwendungswert hat.
- 2) Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureesters in der vorliegenden Anmeldung wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanol durch Katalysator zur Erzeugung von biobasierten Difettsäureestern mit einbasigen Säuren mit unterschiedlichen Kettenlängen angewendet. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hat geringe Anforderungen an die Ausrüstung und die Technologie, so dass der Herstellungsprozess einfach ist, die Selektivität hoch ist und der Reinigungsprozess einfach ist.
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Figurenliste
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- 1 ist ein theoretischer Reaktionsprozess von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol mit einer einbasigen Säure mit unterschiedlichen Kettenlängen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung.
- 2 ist ein Flugzeit-Massenspektrum von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldidecansäureester, das durch die Reaktion von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol mit n-Decansäure gemäß dem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Anmeldung erzeugt wird.
- 3 ist ein Flugzeit-Massenspektrum von 2,5-Tetrahydrofurandimethanolmonodecansäureester, das durch die Reaktion von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol mit n-Decansäure gemäß dem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Anmeldung erzeugt wird.
- 4 ist ein Flüssigchromatogramm von 2,5-Tetrahydrofürandimethanoldidecansäureester und 2,5-Tetrahydrofurandimethanolmonodecansäureester, die durch die Reaktion von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol mit n-Decansäure gemäß dem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Anmeldung erzeugt werden.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Anmeldung wird nachstehend in Verbindung mit Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben, aber die vorliegende Anmeldung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Sofern nicht anders angegeben, werden die Rohmaterialien und Katalysatoren in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung über kommerzielle Kanäle bezogen.
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Das Analyseverfahren in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung lautet wie folgt:
- Die Flugmassenspektrometrie wird unter Verwendung eines Flugmassenspektrometers des Modells 4600 durchgeführt, das von AB Sciex, USA, hergestellt wurde.
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Die Gasphasenmassenspektrometrie wird unter Verwendung eines Gasphasenmassenspektrometers des Modells 7890B-7977A durchgeführt, das von Agilent, USA, hergestellt wurde.
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Die Flüssigphasenanalyse wird unter Verwendung eines Hochleistungsflüssigkeitschromatographen des Modells 1260 durchgeführt, der von Agilent, USA, hergestellt wurde.
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In dem Ausführungsbeispiel ist die Umwandlungsrate von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol = die Masse von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol nach der Reaktion/die Masse von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol nach der Eingangsreaktion.
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In dem Ausführungsbeispiel ist die Selektivität von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldisäureester = die Masse von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldisäureester/die Masse des Gesamtreaktionsprodukts.
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In dem Ausführungsbeispiel ist die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldisäureester = die Masse von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldisäureester nach der Reinigung/die Masse xx von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldisäureester nach der theoretischen Produktion.
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Die Konzentration der Natriumcarbonatlösung in dem Ausführungsbeispiel beträgt 2 mol/l.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird eine Verwendung von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureester in einem Dieseladditiv bereitgestellt. Der 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureester kann als biobasiertes Dieseladditiv verwendet werden, um die Cetanzahl von Diesel zu erhöhen und seine Verbrennungsleistung zu verbessern.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst das Verfahren zur Herstellung des 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldifettsäureesters die folgenden Schritte:
- S100: Die Veresterungsreaktion wird nach dem Mischen von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und einbasiger Säure mit unterschiedlichen Kettenlängen in einem bestimmten Verhältnis durchgeführt,
wobei das Molverhältnis der einbasigen Säure mit unterschiedlichen Kettenlängen zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1-4:1 beträgt,
S200: Das erhaltene Produkt wird gewaschen, getrocknet, rotierend gedämpft und das Nebenprodukt wird entfernt, um ein Difettsäureester-Dieseladditiv zu erhalten.
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In einem der Ausführungsbeispiele ist die einbasige Säure in S100 eine oder mehrere von n-Octansäure, n-Nonansäure, n-Decansäure, Undecansäure, Dodecansäure und Tetradecansäure.
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In einem der Ausführungsbeispiele ist der Katalysator in S100 eines oder mehrere von biologischem Enzym CALB, Calciumacetat, Tetraalkoxytitan, Manganacetat, Kobaltacetat, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Zink-Aluminium-Spinell. Aufgrund der guten thermischen Stabilität von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol kann es Difettsäureester bei höheren Temperaturen mit besserer Selektivität erzeugen.
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In der vorliegenden Anmeldung kann 2,5-Tetrahydrofurandimethanol aufgrund der besseren thermischen Stabilität bei niedrigeren Temperaturen unter Verwendung des biologischen Enzymkatalysators CALB mit besserer katalytischer Aktivität oder mit alkalischen Verbindungen wie Calciumacetat, Tetraalkoxytitan oder schwach alkalischem Manganacetat, Kobaltacetat usw. als Veresterungsreaktionskatalysator verestert werden. Um den Katalysator und die Reaktanten vollständig in Kontakt zu bringen, sollte gleichzeitig die Teilchengröße des Katalysators kleiner oder gleich 80 Mesh sein.
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In einem der Ausführungsbeispiele ist das System in S 100 eine oder mehrere von lösungsmittelfreiem Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid. Wenn die Veresterungsreaktion ohne Zugabe eines Lösungsmittels in das System durchgeführt wird, ist der Herstellungsprozess einfach und die Reaktionszeit kurz. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Reaktionstemperatur hoch ist, was erfordert, dass das Reaktionsmaterial nicht bei der Reaktionstemperatur zersetzt wird, das Verhältnis des Reaktionsmaterials streng ist, die Viskosität des Reaktionsmaterials hoch ist, kleine Moleküle nicht leicht zu entfernen sind und die Dichtheit der Reaktionsausrüstung hoch ist. 2,5-Tetrahydrofurandimethanol wird jedoch bei höheren Temperaturen oxidiert, um neue Nebenprodukte zu erzeugen. Wenn kein Lösungsmittel im System vorhanden ist, sollte daher die Reaktionstemperatur streng kontrolliert werden, um das Vorhandensein von Nebenprodukten zu verringern. Wenn eine oder mehrere von Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid als Lösungsmittel für die Veresterung verwendet werden, kann das Vorhandensein eines Lösungsmittels die Reaktionstemperatur reduzieren, die Zersetzung von Rohmaterialien und Produkten vermeiden und die Reaktion ist stabil und leicht zu steuern, so dass sie azeotrop oder mit den erzeugten kleinen Molekülen reagieren kann, um sie zu entfernen. Der Nachteil besteht darin, dass das Vorhandensein eines Lösungsmittels die Trennung, Raffination, Lösungsmittelrückgewinnung und dergleichen in der Veresterungsreaktion erhöht.
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In einem der Ausführungsbeispiele wird in S100 der biologische Enzymkatalysator CALB in den Kolben gegeben und 16-24 Stunden mit Phosphorpentoxid bei Raumtemperatur und Hochvakuum gelagert und nach dem Trocknen verwendet.
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In einem der Ausführungsbeispiele haben in S 100 Calciumacetat, Tetraalkoxytitan, Manganacetat, Kobaltacetat, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Zink-Aluminium-Spinell eine Teilchengröße von kleiner oder gleich 80 Mesh.
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In einem der Ausführungsbeispiele beträgt die Reaktionstemperatur in S100 60-120 °C.
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In einem der Ausführungsbeispiele beträgt die Reaktionszeit in S100 10-24 Stunden.
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In einem der Ausführungsbeispiele wird in S100 das während der Reaktion erzeugte Wasser einer Destillation unter vermindertem Druck unterzogen.
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In einem der Ausführungsbeispiele wird in S200 das Produkt mit Natriumcarbonatlösung und Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.
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In einem der Ausführungsbeispiele wird in S200 eine oder mehrere von Ethanol, Ethylacetat und Petrolether rotierend gedämpft. Vorzugsweise wird das erhaltene Produkt mehrmals mit Natriumcarbonatlösung mit einer bestimmten Konzentration und Wasser gewaschen und dann mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, nachdem überschüssige Fettsäure entfernt wurde. Dann wird eine oder mehrere von Ethanol, Ethylacetat und Petrolether rotierend gedämpft, um nach vollständiger Entfernung von Nebenprodukten hochreine biobasierte Fettsäurediester zu erhalten.
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Ausführungsbeispiel 1
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 2,88 g n-Octansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, und 0,02 g Manganacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 100 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 10 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Octansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1 beträgt.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Ethanollösung rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester mit höherer Reinheit erhalten. Die Umwandlungsrate von 2,5-Tetrahydrofürandimethanol beträgt 100%. Die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 59%. Die Selektivität von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 80%.
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Ausführungsbeispiel 2
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 4,32 g n-Octansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, und 0,02 g Manganacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 100 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 10 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Octansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 3:1 beträgt.
- (2) Wie in Ausführungsbeispiel 1. Verglichen mit dem Ausführungsbeispiel 1 hat sich die Konzentration von n-Octansäure in dem Rohmaterial gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geändert, und die anderen Herstellungsbedingungen haben sich nicht geändert. Wenn die Konzentration von n-Octansäure zunimmt, steigt schließlich die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester. Die Umwandlungsrate von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol beträgt 100%. Die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 71%. Die Selektivität von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 85%.
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Ausführungsbeispiel 3
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 2,88 g n-Octansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, und 0,02 g Manganacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 120 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 10 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Octansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1 beträgt.
- (2) Wie in Ausführungsbeispiel 1. Verglichen mit dem Ausführungsbeispiel 1 hat sich die Reaktionstemperatur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geändert, und die anderen Herstellungsbedingungen haben sich nicht geändert. Wenn die Temperatur ansteigt, steigt schließlich die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofürandimethanoldioctansäureester. Die Umwandlungsrate von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol beträgt 100%. Die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 73%. Die Selektivität von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 92%.
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Ausführungsbeispiel 4
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 2,88 g n-Octansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, und 0,02 g Manganacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 100 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 24 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Octansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1 beträgt.
- (2) Wie in Ausführungsbeispiel 1. Verglichen mit dem Ausführungsbeispiel 1 hat sich die Reaktionszeit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geändert, und die anderen Herstellungsbedingungen haben sich nicht geändert. Wenn die Reaktionszeit zunimmt, steigt schließlich die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester. Die Umwandlungsrate von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol beträgt 100%. Die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 66%. Die Selektivität von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldioctansäureester beträgt 84%.
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Ausführungsbeispiel 5
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 3,16 g n-Nonansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, 10 ml Dimethylsulfoxid zugegeben, 0,02 g Tetraalkoxytitan (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 100 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 10 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Nonansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Ethylacetatlösung rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldinonansäureester mit höherer Reinheit erhalten.
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Ausführungsbeispiel 6
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 3,44 g n-Decansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, 10 ml Dimethylformamid zugegeben, 0,02 g Manganacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 100 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 10 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Decansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Petrolether rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldidecansäureester mit höherer Reinheit erhalten.
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Ausführungsbeispiel 7
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 3,44 g n-Decansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, und 0,02 g Calciumacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 120 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 24 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Decansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1 beträgt.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Ethylacetatlösung rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldidecansäureester mit höherer Reinheit erhalten.
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Ausführungsbeispiel 8
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- (1) Der biologische Enzymkatalysator CALB wird in den Kolben gegeben und 16 Stunden mit Phosphorpentoxid bei Raumtemperatur und Hochvakuum gelagert und nach dem Trocknen verwendet. 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 3,44 g n-Decansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, und 0,02 g biologisches Enzym CALB (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 60 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 24 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der n-Decansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1 beträgt.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Ethylacetatlösung rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldidecansäureester mit höherer Reinheit erhalten. Die Umwandlungsrate von 2,5-Tetrahydrofurandimethanol beträgt 100%. Die Ausbeute an 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldidecansäureester beträgt 85%. Die Selektivität von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldidecansäureester beträgt 95%.
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Ausführungsbeispiel 9
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 3,72 g Undecansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, 10 ml Dimethylsulfoxid zugegeben, 0,02 g Kobaltacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 120 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 24 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der Undecansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Ethanol rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanolundecansäurediester mit höherer Reinheit erhalten.
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Ausführungsbeispiel 10
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 4,00 g Dodecansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, 10 ml Dimethylsulfoxid zugegeben, 0,02 g Kobaltacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 120 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 24 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der Dodecansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Ethanol rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldodecansäurediester mit höherer Reinheit erhalten.
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Ausführungsbeispiel 11
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- (1) 1,32 g 2,5-Tetrahydrofurandimethanol und 4,56 g Tetradecansäure werden zu dem Dreihalskolben gegeben, 10 ml Dimethylsulfoxid zugegeben, 0,02 g Kobaltacetat (Teilchengröße von 80 Mesh) zugegeben und vollständig bei 120 °C gerührt, und das in dem System erzeugte Wasser wird durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, um den Reaktionsprozess zu fördern und die Umwandlungsrate zu erhöhen und 24 Stunden lang vollständig zu reagieren, wobei das Molverhältnis der Tetradecansäure zu dem 2,5-Tetrahydrofurandimethanol 2:1.
- (2) Das in Schritt (1) erhaltene Produkt wird vollständig in der konfigurierten Natriumcarbonatlösung gewaschen, dann mit deionisiertem Wasser gespült, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann mit Ethanol rotierend gedämpft, um das Nebenprodukt zu entfernen, und schließlich wird 2,5-Tetrahydrofurandimethanoltetradecansäurediester mit höherer Reinheit erhalten.
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Ausführungsbeispiel 12
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Die in den Ausführungsbeispielen 1 bis 11 hergestellten biobasierten zweibasigen Säureester wurden durch Flugzeit-Massenspektrometrie getestet. Die Testergebnisse zeigen, dass die entsprechenden Produkte hergestellt wurden. Typische Testergebnisse sind in 2, 3 und 4 gezeigt, die dem in dem Ausführungsbeispiel 7 hergestellten Produkt entsprechen. 2 zeigt einen Molekülionenpeak und einen Fragmentionenpeak von 2,5-Tetrahydrofurandidecansäureester. 3 zeigt einen Molekülionenpeak und einen Fragmentionenpeak von 2,5-Tetrahydrofuranmonodecansäureester, das nicht vollständig reagiert. 4 ist ein Flüssigchromatogramm mit einer Retentionszeit von 5,17 Minuten für 2,5-Tetrahydrofuranmonodecansäureester der trans-Struktur, einer Retentionszeit von 6,13 Minuten für 2,5-Tetrahydrofuranmonodecansäureester der cis-Struktur und einer Retentionszeit von 14,83 Minuten für 2,5-Tetrahydrofurandidecansäureester.
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Ausführungsbeispiel 13 Verwendung
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Die in den Ausführungsbeispielen 1 bis 11 hergestellten biobasierten Difettsäureester werden als Dieseladditiv verwendet. Die Cetanzahl des Diesels wird getestet. Der verwendete Diesel ist Biodiesel von der Biodieseltankstelle Romaglia.
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Wenn die Zugabemenge von 2,5-Tetrahydrofurandimethanoldecansäurediester 5 Gew.-% der Biodieselmasse beträgt, beträgt die Cetanzahl von Diesel typischerweise 57,4.
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Das Obige sind nur einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung und stellen keine Beschränkung der vorliegenden Anmeldung dar. Obwohl die vorliegende Anmeldung die obigen bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart, ist es nicht beabsichtigt, die vorliegende Anmeldung einzuschränken. Jeder Fachmann, der mit dem Gebiet vertraut ist, nimmt einige Änderungen oder Modifikationen unter Verwendung des oben offenbarten technischen Inhalts vor, ohne von der technischen Lösung der vorliegenden Anmeldung abzuweichen, was dem äquivalenten Ausführungsfall entspricht und in den Anwendungsbereich der technischen Lösung fällt.
