樹脂固體鹼皂化

1. 木材怎麼脫脂

參考資料： 一般來看木材的脫脂方法可以歸納為以下幾種。

5 1鹼液皂化法

鹼液皂化法是根據樹脂與鹼可以皂化成可溶性皂 ,隨著木材中的水分排出的原理而採用的脫脂方法。常用的鹼有碳酸鈉 (Na2 CO3)、碳酸鉀 (K2 CO3·H2 O)、苛性鈉 (NaOH)。一般為了提高鹼液的滲透性 ,採用高溫高壓蒸煮方法 ,在脫脂改性工藝中 ,壓力參數的選擇直接影響鹼液進入板材的速率和深度 ,壓力的大小關繫到脫脂處理的時間和效果 ,一般採用的壓力為 1 47× 1 0 5～ 1 96× 1 0 5Pa。鹼液濃度也影響溶液的擴散速度 ,同時也影響板材的力學強度。濃度太低 ,擴散速度小 ,進入板材的量和深度也小 ,影響脫脂效果和生產率 ;太高的濃度 ,則容易引起木材纖維的破壞 ,降低木材的強度。一般NaOH水溶液的濃度控制在 0 5%～ 1 %。由於松脂的軟化溫度在 70℃左右 ,溫度多控制在 1 0 5～ 1 2 0℃之間。在一定的溫度和壓力下 ,松節油隨水蒸汽蒸發 ,松香與氫氧化鈉起反應生成水溶性的松酸鈉 ,並隨水排出板材。另一方面 ,在高溫高壓的鹼液浸漬下 ,多糖類被溶解 ,半纖維素得到分解 ,減少了木材內部的羥基 ,木素的比例相應增加 ,木材的變形減少 ,干縮濕脹率也減少。但鹼液皂化法使處理木材的強度有所下降 ,鹼液處理後木材材色有所加深。該法對設備的要求是能耐鹼液腐蝕的、具有密封性能的圓柱形蒸煮罐 ,罐蓋口能自動開啟、關閉 ,蒸煮罐設有蒸汽管、水位計、溫度計、壓力表、安全閥等。

5 2溶劑萃取法

溶劑乾燥 :根據樹脂溶於有機溶劑的原理 ,用能溶於水的有機溶劑如丙酮循環流過木材表面 ,在與木材接觸時將木材中的水分和樹脂等內含物浸提出來 ,從而在乾燥木材的同時除去大部分樹脂。如果將木材的含水率降至 1 0 %～ 1 5%,可能需要1 2h和丙酮的多次循環使用。由於除去了大部分的樹脂 ,溶劑乾燥法可以防止木材中樹脂的滲出。共沸乾燥 :採用不能與水相溶合的溶劑 (如全氯乙烯和三氯乙烯 )作熱交換介質乾燥木材。熱能由液體溶劑傳給木材 ,木材中的水蒸氣壓力升高 ,促使水分向木材表面移動。水分與溶劑相混合 ,以既低於溶劑也低於水的沸點 (共沸點 )同時沸騰。如採用三氯乙烯作為溶劑其松香可平均減少58 2 %,同時松節油則減少 72 8%。上述這兩種溶劑萃取乾燥方法的乾燥過程基本相似 ,板材置於處理罐內 ,熱溶劑通過處理罐循環流動。水和溶劑從罐內排出、冷凝和分離。回收的溶劑再次被加熱 ,並再次循環通過處理罐 ,乾燥終了後 ,對處理罐加熱或抽真空 ,以回收殘留在木材內的溶劑。對溶劑的要求是回收容易 ,能耗低 ,回收率高 ,且能滿足工業溶劑的普遍條件 ,即具有化學穩定性 ,不腐蝕、無毒、不燃、不爆等特點。如苯 -醇是很好的溶劑 ,當它在萃取含水率高的物料時會因與水相混而形成苯 -醇 -水三元物系 ,在其回收時產生了具最低恆沸點的三元組成 ,分離溶劑需採用多塔的恆沸蒸餾 ,設備費用高 ,能耗大 ,不利於工業生產。氯仿脫脂效果好 ,但毒性大 ;石油醚、汽油醚雖來源多 ,價格低 ,卻易燃、易爆。日本學者甲斐勇二[6 ]認為 ,氨基脲不僅對花旗松脫脂效果好而且同時可防止其變色。此外 ,溶劑乾燥投資和回收費用都很高 ,而且操作工必須具備一定的化學知識。因此 ,上述方法在工業上應用較少。

5 3催化聚合法

在一定條件下 ,α和 β -蒎烯會產生聚合 ,形成黃色的粘性的物質 ,使其固定或締合在木材內。如氯化鋁、氯化血紅素、漂白土 ,經過試驗證明是有效的。但最常用的是三氟化硼 ,將三氟化硼的酒精溶液塗刷到板材的表面 ,便會改變樹脂中萜的組成 ,α和 β -蒎烯可轉變成揮發性少的或不揮發的粘性的不易流動的降合物。在具樹脂的表面塗刷濃度為2 6%的三氟化硼溶液 ,減少樹脂滲出的效果最佳[1 ]。但是這種方法只能對木材表面進行處理 ,木材內部的萜烯沒有變化 ,依然會向表層移動而產生樹脂的滲出 ,因此這種方法適合於乾燥後含水率較低的木材 ,在木材的塗飾之前進行。

5 4高溫乾燥法

高溫乾燥被認為是一種比較有效的脫脂方法 ,Cech[2 ]曾經做過紅松木材的脫脂試驗 ,採用高溫乾燥方法使松香平均減少 2 7 4%,松節油減少40 1 %。如果採用高溫乾燥加蒸汽處理則松香可以減少 3 0 1 %,而松節油可減少 65 0 %。這種方法主要是除去能溶解固體的樹脂酸的松節油 ,因為松節油的沸點大致是 1 50～ 2 3 0℃ ,但是如果與水共存則可降低到 1 0 0℃以下[3]。松節油在高溫下揮發 ,而在高溫汽蒸的條件下使松節油的沸點降低 ,同時高溫氣蒸提高了木材的滲透性 ,能有效地蒸發松節油成分 ,處理後剩下的固體松香便不會向外滲出。高溫加蒸汽的聯合乾燥是最有效的實用方法 ,它不需要增加任何設備只用原有的乾燥窯 ,因此投資少 ,被許多企業所採用。但是有人認為經過高溫高濕的作用 ,乾燥後的馬尾松木材表面深灰、暗淡 ,失去原有的天然的材色 ,加工成製品後呈黃褐色。

5 5真空乾燥法

真空乾燥法是把木材堆放在密閉容器內 ,在低於大氣壓力的條件下 ,進行乾燥同時除去部分樹脂的方法。真空乾燥適合於透氣性好的木材 ,若對滲透性差的落葉松木材單獨採用真空乾燥方法 ,不能取得預期的效果。真空乾燥的特點主要是乾燥速度比其它方法快得多 ,與其它乾燥方法相比 ,乾燥時間大約可縮短 2 5～ 1 2。日本的內藤真理[4]用高頻真空乾燥法乾燥花旗松木材 ,認為對脫脂是有效的 ,並且主要是在乾燥初期。因為木材中的水分排除是在乾燥初期 ,所以其脫脂作用也在乾燥初期。中野隆人[5]等對落葉松木材進行蒸煮、真空和人工乾燥 ,認為蒸煮、真空處理脫脂效果好 ,因為蒸煮增加木材的滲透性。如果在蒸煮、真空處理後進行人工乾燥則脫脂效果更佳 ,因為真空乾燥縮短了乾燥時間。但是真空乾燥設備復雜 ,投資較高 ,已有真空乾燥機的廠家可以採用此種方法。一般為了提高脫脂效果 ,常常採用兩種或兩種以上的脫脂方法相結合 ,如用葯液浸注加蒸汽乾燥 ,葯劑浸注 蒸煮 真空 ,蒸汽 真空 壓力 真空等方法。各生產廠家可以根據本廠的實際情況 ,選擇適合於自己的方法。

2. 實驗室制肥皂方法

（1）在小燒杯中加入約5g新鮮動物脂肪(如牛油)、6ml95%的乙醇，微熱使脂肪完全溶解。

（2）在(1)的反應液中加入6ml40%的氫氧化鈉溶液，邊攪拌邊小心加熱，直至反應液變成黃棕色黏稠狀。用玻璃棒蘸取反應液，滴入裝有熱水的試管中，振盪,若無油滴浮在液面上，說明反應液中的油脂已完全反應，否則要繼續加熱使反應完全。

（3）在(2)的反應液中加入60ml熱的飽和食鹽水，攪拌，使反應液中的物質鹽析出來，用葯匙將浮在液面上的固體物質取出，用濾紙或紗布瀝干，擠壓成塊，即為肥皂。

這個辦法只是其中之一，原理都是用的皂化反應. 實驗室用硬脂酸加鹼,在加熱條件下發生皂化反應製作.工業用容易得到的植物油、動物油,加燒鹼加熱反應以後,分出水溶液,經中和、凈化、除水、壓模等工序製成肥皂. 製作很簡單,成本很重要.

自己隨便弄些油脂就可以做.在野外我們用松樹的樹脂和著草木灰也做過「黑肥皂」,氣味很不錯哦.

(2)樹脂固體鹼皂化擴展閱讀：

制肥皂的來源：

肥皂很可能是由尼羅河谷的埃及人民最先發明的。腓尼基海員約在公元前600年把製造肥皂的技術帶到地中海延岸。公元1世紀時，最優質的肥皂是以山羊脂肪和焚燒山毛櫸木材得來的灰末混合製成的。

18世紀末以前，肥皂都用動物脂肪和木灰製造。18世紀末有人發現一種由食鹽製造的鹼可以取代木灰。這種鹼稱為苛性鈉。當時，橄欖油、棕櫚油、麻油和大豆油等植物油也開始代替動物脂肪。

參考資料：

網路—制皂

3. 環氧樹脂皂化機理

什麼是環氧樹脂皂化機理?

環氧樹脂皂化機理指的是將環氧樹脂與鹼性水溶液作用，生成酯類產物的化學反應。這個過程中，環氧樹脂中的環氧基團和羥基團將與鹼反應，從而生成弱酸類物質和弱鹼類物質。這個反應對環氧樹脂的應用有很大的影響，並且決定了環氧樹脂的合成及應用過程中的特性和性能。

環氧樹脂皂化機理的原理

環氧樹脂皂化機理的原理是鹼性水溶液作為一個催化劑，使得環氧基團在ACO-primed基質的表面進行開環反應，並將羥基團與羧酸反應而形成環氧樹脂鈉皂。環氧樹脂中醚基的生物降解之後，也會發生酸鹼中和反應，最終產生環氧樹脂皂。

環氧樹脂皂化機理的影響因素

環氧樹脂皂化機理受到很多因素的影響，這些因素包括鹼性水溶液濃度和溫度、環氧樹脂分子結構、表面條件等。無論哪個因素發生變化都會對環氧樹脂皂化機理有影響。例如，鹼性水溶液濃度過高或者溫度過高，都會引發強烈的皂化反應，而環氧樹脂分子結構和表面條件的不同，則會導致不同的皂化程度和效果。因此，在進行環氧樹脂皂化反應時，需要對這些因素進行精細控制，以達到預期的結果。

環氧樹脂皂化機理的應用

環氧樹脂皂化機理在很多領域都有廣泛的應用，包括化學、合成、航空工業、冶金等。在航空工業中，環氧樹脂被廣泛用於復合材料的製造，而皂化機理則被用來促進復合材料的生長和加強。在冶金中，環氧樹脂也被廣泛用於鑄造模具的製造。在這些領域中，皂化機理的應用可以使環氧樹脂更加的耐腐蝕和耐磨損，使用壽命也會得到延長。

環氧樹脂皂化機理的未來發展

環氧樹脂皂化機理已經成為了很多應用領域中必不可少的一部分，同時，隨著相關技術的不斷創新和發展，皂化機理也在不斷發展和創新。例如，在合成環氧樹脂中添加阻燃劑、改性劑等添加劑，可以增強環氧樹脂的性能和穩定性，並使皂化機理更加完善。因此，相信在未來，環氧樹脂皂化機理將會有更加廣泛的應用，成為推動相關領域發展的關鍵因素之一。

4. 氫氧化鈉有哪些性質和用途

氫氧化鈉（NaOH）的用途極廣。用於生產紙、肥皂、染料、人造絲，冶煉金屬、石油精製、棉織品整理、煤焦油產物的提純，以及食品加工、木材加工及機械工業等方面。

氫氧化鈉在國民經濟中有廣泛應用，許多工業部門都需要氫氧化鈉。使用氫氧化鈉最多的部門是化學葯品的製造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂製造業。

另外，在生產染料、塑料、葯劑及有機中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無機鹽生產中，製取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒鹼。

同時氫氧化鈉是生產聚碳酸酯、超級吸收質聚合物、沸石、環氧樹脂、磷酸鈉、亞硫酸鈉和大量鈉鹽的重要原材料之一。

氫氧化鈉為白色半透明結晶狀固體。其水溶液有澀味和滑膩感。

1、吸水性（潮解性）：氫氧化鈉在空氣中易潮解，故常用固體氫氧化鈉做乾燥劑。但液態氫氧化鈉沒有吸水性。

2、溶解性：極易溶於水，溶解時放出大量的熱。易溶於乙醇、甘油。

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工業製法：

1、苛化法

將純鹼、石灰分別經化鹼製成純鹼溶液、石灰製成石灰乳，於99～101℃進行苛化反應，苛化液經澄清、蒸發濃縮至40%以上，製得液體燒鹼。將濃縮液進一步熬濃固化，製得固體燒鹼成品。苛化泥用水洗滌，洗水用於化鹼。

2、隔膜電解法

將原鹽化鹽後加入純鹼、燒鹼、氯化鋇精製劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質，再於澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉澱，砂濾後加入鹽酸中和。

鹽水經預熱後送去電解，電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻，製得液體燒鹼，進一步熬濃即得固體燒鹼成品。鹽泥洗水用於化鹽。

3、離子交換膜法

將原鹽化鹽後按傳統的辦法進行鹽水精製，把一次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾後，再經螫合離子交換樹脂塔進行二次精製，使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下。

將二次精製鹽水電解，於陽極室生成氯氣，陽極室鹽水中的Na+通過離子膜進入陰極室與陰極室的OH生成氫氧化鈉，H+直接在陰極上放電生成氫氣。

電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH-，陰極室中應加入所需純水。在陰極室生成的高純燒鹼濃度為30%～32%（質量），可以直接作為液鹼產品，也可以進一步熬濃，製得固體燒鹼成品。

5. 酯交換反應詳細資料大全

酯交換反應(transesterification),即酯與醇/酸/酯（不同的酯）在酸或鹼的催化下生成一個新酯和一個新醇/酸/酯的反應。

基本介紹

• 中文名 ：酯交換反應
• 外文名 ：transesterification
• 所屬學科 ：化學
• 反應類型 ：可逆反應
• 反應條件 ：酯與醇/酸/酯 催化劑
• 催化劑種類 ：鹼性、酸性、生物酶催化劑
• 套用領域 ：皮革加脂劑的合成開發
• 意義 ：拓寬原料來源開發性能優良加脂劑

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詞義

酯化反應為可逆反應，在酯的溶液中，是有少量的游離醇和酸存在的。酯交換反應正是基於酯化蘆歲侍反應的可逆性而進行的。酯交換反應中的醇能夠與酯溶液中少量游離的酸進行酯化反應，新的酯化反應就生成了新的酯和新的醇。由於酯化反應的可逆性，若想酯交換反應能夠進行，至少滿足下面兩種情況的一種：一，生成的新酯穩定性強於之前的酯。二，生成的新酯能夠在反應過程中不斷蒸出。

反應機理

脂肪酸甲酯主要是由甘油三酯與甲醇通過酯交換制備，其反應方程式如下： 油脂（甘油三酯）先與一個甲醇反應生成甘油二酯和甲酯，甘油二酯和甲醇繼續反應生成甘油單酯和甲酯，甘油單酯和甲醇反應最後生成甘油和甲酯。

催化劑

鹼性雀沒催化劑

在鹼性催化劑催化的酯交換反應中，真正起活性作用的是甲氧陰離子，如下圖所示。甲氧陰離子攻擊甘油三酯的羰基碳原子，形成一個四面體結構的中間體，然後這個中間體分解成一個脂肪酸甲酯和一個甘油二酯陰離子，這個陰離子與甲醇反應生成一個甲氧陰離子和一個甘油二酯分子，後者會進一步轉化成甘油單酯，然後轉化成甘油。所生成的甲氧陰離子又循環進行下一個的催化反應。 鹼性催化劑是目前酯交換反應使用最廣泛的催化劑。使用鹼性催化劑的優點是反應條件溫和、反應速度快。有學者估計，使用鹼催化劑的酯交換反應速度是使用同當量酸催化劑的4000倍。鹼催化的酯交換反應甲醇用量遠比酸催化的低，因此工業反應器可以大大縮小。另外，鹼性催化劑的腐蝕性比酸性催化劑弱很多，在工業上可以用價廉的碳鋼反應器。除了上述優點外，使用鹼性催化劑還有以下缺點：鹼性催化劑對游離脂肪酸比較敏感，因此油脂原料的酸值要求比較高。對於高酸值的原料，比如一些廢棄油脂，需要經過脫酸或預酯化後才能進行鹼催化的酯交換反應。

工業化鹼性催化劑

已經工業化的鹼性催化劑主要有兩類：易溶於甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化的液相反應，以及固體鹼催化的多相反應。 絕大多數的生物柴油工業生產裝置都採用液相催化劑，用量為油重的0.5～2.0%。甲醇鈉與氫氧化鈉（或鉀）用作酯交換催化劑時還有所不同。當使用甲醇鈉為催化劑時，原料必須經嚴格精製，少量的游離水或脂肪酸都影響甲醇鈉的催化活性，國外工藝中要求兩者的含量都不超過0.1%；但其產物中皂的含量很少，有利於甘油的沉降分離及提高生物柴油收率。而氫氧化鈉（或鉀）為催化劑對原料的要求相對不嚴格，原料中可含少量的水和游離脂肪酸，但這會導致生成較多的脂肪皂，影響甘油的沉降分離速度，同時會導致甘油相中溶解較多的甲酯，從而降低生物柴油的收率。一般說來，以氫氧化鈉（或鉀）為催化劑，油脂原料的酸值不要超過2 mg KOH/g，催化劑的用量為油脂重量的0.5～2.0%。即使油脂原料的酸值較高，超過2 mg KOH/g，理論上還可以使用氫氧化鈉（或鉀）催化劑，但需要加入過量的催化劑以中和游離脂肪酸。這種條件下皂的生成量高，甘油沉降分離困難，且甘油相中溶解的甲酯量較高，因此不宜採取。對於氫氧化鈉和氫氧化鉀，當用作酯交換催化劑時也有所不同。 1）在對粗產物進行沉降分離過程中，催化劑主要存在於甘油相中。由於KOH的分子量大於NaOH，陪吵因此會提高甘油相的密度，加速甘油相的沉降分離。 2）使用KOH為催化劑皂的生成量要比使用NaOH時少，這會減少甲酯在甘油相中的溶解。國外一項研究表明，以KOH為催化劑催化葵花籽油酯交換，分離後的甘油相中，甲酯的摩爾含量為3%，而以NaOH為催化劑時的摩爾含量為6%。 3）以KOH為催化劑，產物用磷酸中和可生成磷酸二氫鉀，這是一種優質肥料，不僅可以減少廢物的排放，同時還會增加經濟效益。與其相比，鈉鹽只能作為廢物處理。NaOH為催化劑的優點是其價格便宜。 除此之外，國內外還在開發有機鹼催化劑，比如胺類等。當以有機胺為催化劑時，在常壓低溫下經過6~10h的反應，可以達到比較高的轉化率，但產物中甘油單酯和二酯的含量很高，而甘油的量很低，難以工業套用；當提高反應壓力和溫度時，反應過程中又有可能生成醯胺，降低產品質量。因此，以有機鹼為酯交換催化劑還需要有做大量的研究工作來證明其可行性。 固體鹼催化劑最近幾年正在工業化。與液鹼催化劑相比，使用固體催化劑可以大大提高甘油相的純度，降低甘油精製的成本，「三廢」排放少，產物不含皂，提高生物柴油收率；但反應速度慢，需要較高的溫度和壓力，較高的醇油比，且對游離脂肪酸和水比較敏感，原料需嚴格精製。法國石油研究院開發的Esterfip-H工藝是第一個將固體鹼為催化劑成功套用於工業生成的生物柴油生成工藝，其催化劑是具有尖晶石結構的雙金屬氧化物，已經建成16萬噸/年的生成裝置。另外，德國波鴻的魯爾大學也開發了一種固體鹼催化劑，這種固體鹼催化劑是一種胺基酸的金屬絡合物，催化酯交換反應的溫度為125℃，高於液鹼催化劑的反應溫度（60℃左右）。將建設1噸/小時的工業示範裝置。日本正在開發強鹼性陰離子樹脂催化劑，已取得很大進展。不過陰離子樹脂只能在低溫（60℃以下）操作，否則很快失活，而低溫下酯交換活性又比較低，所以限制了其工業套用。由於樹脂容易再生，因此若將來能開發出耐高溫的強鹼性樹脂，則具有一定的工業化前景。除此之外，國內外正在開發的固體鹼催化劑還包括粘土、分子篩、復合氧化物、碳酸鹽以及負載型鹼（土）金屬氧化物等。

酸性催化劑

酸催化酯交換的反應機理如下圖所示。質子先與甘油三酯的羰基結合，形成碳陽離子中間體。親質子的甲醇與碳陽離子結合並形成四面體結構的中間體，然後這個中間體分解成甲酯和甘油二酯，並產生質子催化下一輪反應。甘油二酯及甘油單酯也按這個過程反應。 與鹼催化相比，酸性催化劑可以加工高酸值原料，因為在酸性催化劑存在下，游離脂肪酸會與甲醇發生酯化反應生成甲酯。因此酸性催化劑非常適合加工高酸值的油脂。另外，對於長鏈或含有支鏈的脂肪醇與油脂的酯交換，一般也用酸性催化劑。但是，酸催化酯交換的反應速度非常慢，且需要比較高的反應溫度和醇油比。在酸催化反應中，如反應溫度較高，可能副反應，生成副產物如二甲醚、甘油醚等。另外，在酸催化中，水對催化劑活性的影響非常大。據報導，硫酸催化大豆油與甲醇酯交換的反應中，若大豆油中加入0.5%的水，則酯交換轉化率由95%降到90%。如果加入5%的水，則轉化率僅為5.6%。在酯交換過程中生成的碳陽離子容易與水反應生成碳酸，從而降低生物柴油收率。當油脂中游離脂肪酸含量高時應注意這一問題，因為酸性催化劑會催化游離脂肪酸與甲醇酯化，從而產生一定量的水，影響反應進程，一步酯交換反應難以達到滿意的轉化率。以高酸值的油脂如廢棄油脂為原料時，為了避免產生的水的影響，工業上常常採用邊反應邊脫水的方法，或採用間歇操作，把水分出去後再補充甲醇繼續反應。 在工業套用中，最常用的酸性催化劑是濃硫酸和磺酸或其混合物。兩者相比，硫酸價格便宜，吸水性強，這有利於脫除酯化反應生成的水，缺點是腐蝕性強，且較容易與碳碳雙鍵反應，導致產物的顏色較深。磺酸催化劑的催化活性比硫酸弱，但在生成過程中產生的問題少，且不攻擊碳碳雙鍵。 強酸型陽離子交換樹脂和磷酸鹽是兩種典型的酯交換酸性固體酸催化劑，但它們都需要比較高的反應溫度和較長的反應時間，且酯交換的轉化率比較低，使用說明短，因此限制了工業套用。其它固體酸催化劑如硫酸鋯、硫酸錫、氧化鋯及鎢酸鋯等也有人在研究。 另外，據2005年11月的Nature報導，日本東京工業大學正在開發從天然有機物如糖、澱粉、纖維素等生產固體酸催化劑。其制備方法是先把有機物如葡萄糖、蔗糖在低溫（>300℃）下進行不完全碳化，然後進行磺化反應，引進磺酸基，得到磺化的非定形碳催化劑。此種催化劑具有價格便宜、酯化活性高、使用壽命長的特點，但還沒發現用於酯交換反應方面的報導。 在國外的生物柴油生成裝置中，很少用酸催化的酯交換工藝。酸性催化劑主要被用來對酸值較高的油脂進行預酯化，然後再進行鹼催化的酯交換。我國現有的生物柴油廠主要以高酸值的廢棄油脂為原料，規模小，使用的催化劑大多是液體酸，也有少數開發使用固體酸。使用固體酸催化劑對高酸值的植物油進行預酯化，然後再用鹼催化酯交換制備生物柴油，是一條較好的工藝路線。

影響因素

1 醇油物質的量比 醇油物質的量比是影響酯交換轉化率的主要因素之一。根據計算,完全酯交換1mol甘油三酯需mol醇,生成3mol脂肪酸酯和1mol甘油。如果n(醇)Bn(油)過大,會嚴重影響甘油的重度分離增加分離費用,同時也不能提高轉化率,只能增加醇的回收費用。所以,為了使反應最經濟,結果最佳且反應混合物後處理較容易,甲(乙)醇與菜油的物質的量比為6B1為最佳。對於部分酯交換,甲醇加入量對最終產品改性菜油性能有很大的影響,加入量少酯交換深度低)OH引入少,產品水溶性差;加入量多酯交換深度高,產品乳化性能差。 2 催化劑用量 在酯交換反應過程中,如果不加入催化劑,或加入很少量催化劑,即使甲醇過量很多,它和菜油的反應也是極為緩慢的,隨著催化劑用量的增加,酯交換反應速度相應加快。因此,催化劑加入量不足則反應時間較長或轉化率不高;但催化劑加入量過多,過多的鹼性中心會引起皂化反應,導致產品乳化不易分離,後處理復雜,同時影響產率和轉化率。從正交試驗可以看出,菜油與甲醇反應時,催化劑LDHLDO為菜油質量的2%為宜。 3 反應溫度 溫度對酯交換反應的轉化率影響較大,溫度低轉化率低,同時酯交換速率低,反應時間延長,所以本實驗反應溫度控制在醇的沸點下進行,保持體系在微沸狀態下。低於此值反應速度緩慢,高於此值醇易揮發損失,這2種情形均不利於酯交換反應的正常進行。 4 反應時間 不同的油脂進行酯交換反應的難易程度不竟相同,例如,豆油用甲醇酯交換的反應時間短至0.1h,60℃和45℃收率高達97%~98%,反應溫度控制在30℃時同樣的收率酯交換反應時間需4h。不同的催化劑對反應時間也有影響。用氫氧化鈉作催化劑,進行菜油酯交換,反應時間只需2h。本文中採用LDH/LDO固體鹼作催化劑,反應時間有所延長,主要因為非均相催化反應,活性中心和反應物需要相接觸的時間。 5 菜油中的水分和游離酸水、二氧化碳和酸是催化劑LDH/LDO的毒物。因此在酯交換反應過程中,原料應盡量符合無水、無游離酸的要求,以免催化劑中毒,導致催化劑耗量增多。Wright等人曾經報導原料要求游離脂肪酸<0.5%,酸值<2。在試驗過程中,有時會出現催化劑結成大顆粒、產品乳化難分離現象,可能是由於菜油乾燥不充分、外界空氣中潮濕水分、二氧化碳導致催化劑活性減低。所以在實驗前原料應充分乾燥,催化劑需通過煅燒處理。

使用現狀

固體鹼LDH/LDO在酯交換反應中具有較高的活性,產率、轉化率達98.5%以上。該工藝操作簡單,可直接獲得脂肪酸甲酯,甘油雙、單酯和副產物甘油,無需精製處理,催化劑可回收再生,整個過程無三廢污染,工業化前景廣闊。菜油與甲醇完全酯交換的最佳反應條件為:反應溫度為65~70℃,反應時間為3h,醇油物質的量比為6：1,催化劑用量為菜油質量的2%。酯交換反應對皮革加脂劑的合成開發具有重要意義,可以拓寬原料來源,開發出性能優良的加脂劑。 目前，在國外的生物柴油生成裝置中，很少用酸催化的酯交換工藝。酸性催化劑主要被用來對酸值較高的油脂進行預酯化，然後再進行鹼催化的酯交換。我國現有的生物柴油廠主要以高酸值的廢棄油脂為原料，規模小，使用的催化劑大多是液體酸，也有少數開發使用固體酸。使用固體酸催化劑對高酸值的植物油進行預酯化，然後再用鹼催化酯交換制備生物柴油，是一條較好的工藝路線。