树脂固体碱皂化

1. 木材怎么脱脂

参考资料： 一般来看木材的脱脂方法可以归纳为以下几种。

5 1碱液皂化法

碱液皂化法是根据树脂与碱可以皂化成可溶性皂 ,随着木材中的水分排出的原理而采用的脱脂方法。常用的碱有碳酸钠 (Na2 CO3)、碳酸钾 (K2 CO3·H2 O)、苛性钠 (NaOH)。一般为了提高碱液的渗透性 ,采用高温高压蒸煮方法 ,在脱脂改性工艺中 ,压力参数的选择直接影响碱液进入板材的速率和深度 ,压力的大小关系到脱脂处理的时间和效果 ,一般采用的压力为 1 47× 1 0 5～ 1 96× 1 0 5Pa。碱液浓度也影响溶液的扩散速度 ,同时也影响板材的力学强度。浓度太低 ,扩散速度小 ,进入板材的量和深度也小 ,影响脱脂效果和生产率 ;太高的浓度 ,则容易引起木材纤维的破坏 ,降低木材的强度。一般NaOH水溶液的浓度控制在 0 5%～ 1 %。由于松脂的软化温度在 70℃左右 ,温度多控制在 1 0 5～ 1 2 0℃之间。在一定的温度和压力下 ,松节油随水蒸汽蒸发 ,松香与氢氧化钠起反应生成水溶性的松酸钠 ,并随水排出板材。另一方面 ,在高温高压的碱液浸渍下 ,多糖类被溶解 ,半纤维素得到分解 ,减少了木材内部的羟基 ,木素的比例相应增加 ,木材的变形减少 ,干缩湿胀率也减少。但碱液皂化法使处理木材的强度有所下降 ,碱液处理后木材材色有所加深。该法对设备的要求是能耐碱液腐蚀的、具有密封性能的圆柱形蒸煮罐 ,罐盖口能自动开启、关闭 ,蒸煮罐设有蒸汽管、水位计、温度计、压力表、安全阀等。

5 2溶剂萃取法

溶剂干燥 :根据树脂溶于有机溶剂的原理 ,用能溶于水的有机溶剂如丙酮循环流过木材表面 ,在与木材接触时将木材中的水分和树脂等内含物浸提出来 ,从而在干燥木材的同时除去大部分树脂。如果将木材的含水率降至 1 0 %～ 1 5%,可能需要1 2h和丙酮的多次循环使用。由于除去了大部分的树脂 ,溶剂干燥法可以防止木材中树脂的渗出。共沸干燥 :采用不能与水相溶合的溶剂 (如全氯乙烯和三氯乙烯 )作热交换介质干燥木材。热能由液体溶剂传给木材 ,木材中的水蒸气压力升高 ,促使水分向木材表面移动。水分与溶剂相混合 ,以既低于溶剂也低于水的沸点 (共沸点 )同时沸腾。如采用三氯乙烯作为溶剂其松香可平均减少58 2 %,同时松节油则减少 72 8%。上述这两种溶剂萃取干燥方法的干燥过程基本相似 ,板材置于处理罐内 ,热溶剂通过处理罐循环流动。水和溶剂从罐内排出、冷凝和分离。回收的溶剂再次被加热 ,并再次循环通过处理罐 ,干燥终了后 ,对处理罐加热或抽真空 ,以回收残留在木材内的溶剂。对溶剂的要求是回收容易 ,能耗低 ,回收率高 ,且能满足工业溶剂的普遍条件 ,即具有化学稳定性 ,不腐蚀、无毒、不燃、不爆等特点。如苯 -醇是很好的溶剂 ,当它在萃取含水率高的物料时会因与水相混而形成苯 -醇 -水三元物系 ,在其回收时产生了具最低恒沸点的三元组成 ,分离溶剂需采用多塔的恒沸蒸馏 ,设备费用高 ,能耗大 ,不利于工业生产。氯仿脱脂效果好 ,但毒性大 ;石油醚、汽油醚虽来源多 ,价格低 ,却易燃、易爆。日本学者甲斐勇二[6 ]认为 ,氨基脲不仅对花旗松脱脂效果好而且同时可防止其变色。此外 ,溶剂干燥投资和回收费用都很高 ,而且操作工必须具备一定的化学知识。因此 ,上述方法在工业上应用较少。

5 3催化聚合法

在一定条件下 ,α和 β -蒎烯会产生聚合 ,形成黄色的粘性的物质 ,使其固定或缔合在木材内。如氯化铝、氯化血红素、漂白土 ,经过试验证明是有效的。但最常用的是三氟化硼 ,将三氟化硼的酒精溶液涂刷到板材的表面 ,便会改变树脂中萜的组成 ,α和 β -蒎烯可转变成挥发性少的或不挥发的粘性的不易流动的降合物。在具树脂的表面涂刷浓度为2 6%的三氟化硼溶液 ,减少树脂渗出的效果最佳[1 ]。但是这种方法只能对木材表面进行处理 ,木材内部的萜烯没有变化 ,依然会向表层移动而产生树脂的渗出 ,因此这种方法适合于干燥后含水率较低的木材 ,在木材的涂饰之前进行。

5 4高温干燥法

高温干燥被认为是一种比较有效的脱脂方法 ,Cech[2 ]曾经做过红松木材的脱脂试验 ,采用高温干燥方法使松香平均减少 2 7 4%,松节油减少40 1 %。如果采用高温干燥加蒸汽处理则松香可以减少 3 0 1 %,而松节油可减少 65 0 %。这种方法主要是除去能溶解固体的树脂酸的松节油 ,因为松节油的沸点大致是 1 50～ 2 3 0℃ ,但是如果与水共存则可降低到 1 0 0℃以下[3]。松节油在高温下挥发 ,而在高温汽蒸的条件下使松节油的沸点降低 ,同时高温气蒸提高了木材的渗透性 ,能有效地蒸发松节油成分 ,处理后剩下的固体松香便不会向外渗出。高温加蒸汽的联合干燥是最有效的实用方法 ,它不需要增加任何设备只用原有的干燥窑 ,因此投资少 ,被许多企业所采用。但是有人认为经过高温高湿的作用 ,干燥后的马尾松木材表面深灰、暗淡 ,失去原有的天然的材色 ,加工成制品后呈黄褐色。

5 5真空干燥法

真空干燥法是把木材堆放在密闭容器内 ,在低于大气压力的条件下 ,进行干燥同时除去部分树脂的方法。真空干燥适合于透气性好的木材 ,若对渗透性差的落叶松木材单独采用真空干燥方法 ,不能取得预期的效果。真空干燥的特点主要是干燥速度比其它方法快得多 ,与其它干燥方法相比 ,干燥时间大约可缩短 2 5～ 1 2。日本的内藤真理[4]用高频真空干燥法干燥花旗松木材 ,认为对脱脂是有效的 ,并且主要是在干燥初期。因为木材中的水分排除是在干燥初期 ,所以其脱脂作用也在干燥初期。中野隆人[5]等对落叶松木材进行蒸煮、真空和人工干燥 ,认为蒸煮、真空处理脱脂效果好 ,因为蒸煮增加木材的渗透性。如果在蒸煮、真空处理后进行人工干燥则脱脂效果更佳 ,因为真空干燥缩短了干燥时间。但是真空干燥设备复杂 ,投资较高 ,已有真空干燥机的厂家可以采用此种方法。一般为了提高脱脂效果 ,常常采用两种或两种以上的脱脂方法相结合 ,如用药液浸注加蒸汽干燥 ,药剂浸注 蒸煮 真空 ,蒸汽 真空 压力 真空等方法。各生产厂家可以根据本厂的实际情况 ,选择适合于自己的方法。

2. 实验室制肥皂方法

（1）在小烧杯中加入约5g新鲜动物脂肪(如牛油)、6ml95%的乙醇，微热使脂肪完全溶解。

（2）在(1)的反应液中加入6ml40%的氢氧化钠溶液，边搅拌边小心加热，直至反应液变成黄棕色黏稠状。用玻璃棒蘸取反应液，滴入装有热水的试管中，振荡,若无油滴浮在液面上，说明反应液中的油脂已完全反应，否则要继续加热使反应完全。

（3）在(2)的反应液中加入60ml热的饱和食盐水，搅拌，使反应液中的物质盐析出来，用药匙将浮在液面上的固体物质取出，用滤纸或纱布沥干，挤压成块，即为肥皂。

这个办法只是其中之一，原理都是用的皂化反应. 实验室用硬脂酸加碱,在加热条件下发生皂化反应制作.工业用容易得到的植物油、动物油,加烧碱加热反应以后,分出水溶液,经中和、净化、除水、压模等工序制成肥皂. 制作很简单,成本很重要.

自己随便弄些油脂就可以做.在野外我们用松树的树脂和着草木灰也做过“黑肥皂”,气味很不错哦.

(2)树脂固体碱皂化扩展阅读：

制肥皂的来源：

肥皂很可能是由尼罗河谷的埃及人民最先发明的。腓尼基海员约在公元前600年把制造肥皂的技术带到地中海延岸。公元1世纪时，最优质的肥皂是以山羊脂肪和焚烧山毛榉木材得来的灰末混合制成的。

18世纪末以前，肥皂都用动物脂肪和木灰制造。18世纪末有人发现一种由食盐制造的碱可以取代木灰。这种碱称为苛性钠。当时，橄榄油、棕榈油、麻油和大豆油等植物油也开始代替动物脂肪。

参考资料：

网络—制皂

3. 环氧树脂皂化机理

什么是环氧树脂皂化机理?

环氧树脂皂化机理指的是将环氧树脂与碱性水溶液作用，生成酯类产物的化学反应。这个过程中，环氧树脂中的环氧基团和羟基团将与碱反应，从而生成弱酸类物质和弱碱类物质。这个反应对环氧树脂的应用有很大的影响，并且决定了环氧树脂的合成及应用过程中的特性和性能。

环氧树脂皂化机理的原理

环氧树脂皂化机理的原理是碱性水溶液作为一个催化剂，使得环氧基团在ACO-primed基质的表面进行开环反应，并将羟基团与羧酸反应而形成环氧树脂钠皂。环氧树脂中醚基的生物降解之后，也会发生酸碱中和反应，最终产生环氧树脂皂。

环氧树脂皂化机理的影响因素

环氧树脂皂化机理受到很多因素的影响，这些因素包括碱性水溶液浓度和温度、环氧树脂分子结构、表面条件等。无论哪个因素发生变化都会对环氧树脂皂化机理有影响。例如，碱性水溶液浓度过高或者温度过高，都会引发强烈的皂化反应，而环氧树脂分子结构和表面条件的不同，则会导致不同的皂化程度和效果。因此，在进行环氧树脂皂化反应时，需要对这些因素进行精细控制，以达到预期的结果。

环氧树脂皂化机理的应用

环氧树脂皂化机理在很多领域都有广泛的应用，包括化学、合成、航空工业、冶金等。在航空工业中，环氧树脂被广泛用于复合材料的制造，而皂化机理则被用来促进复合材料的生长和加强。在冶金中，环氧树脂也被广泛用于铸造模具的制造。在这些领域中，皂化机理的应用可以使环氧树脂更加的耐腐蚀和耐磨损，使用寿命也会得到延长。

环氧树脂皂化机理的未来发展

环氧树脂皂化机理已经成为了很多应用领域中必不可少的一部分，同时，随着相关技术的不断创新和发展，皂化机理也在不断发展和创新。例如，在合成环氧树脂中添加阻燃剂、改性剂等添加剂，可以增强环氧树脂的性能和稳定性，并使皂化机理更加完善。因此，相信在未来，环氧树脂皂化机理将会有更加广泛的应用，成为推动相关领域发展的关键因素之一。

4. 氢氧化钠有哪些性质和用途

氢氧化钠（NaOH）的用途极广。用于生产纸、肥皂、染料、人造丝，冶炼金属、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯，以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。

氢氧化钠在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要氢氧化钠。使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。

另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。

同时氢氧化钠是生产聚碳酸酯、超级吸收质聚合物、沸石、环氧树脂、磷酸钠、亚硫酸钠和大量钠盐的重要原材料之一。

氢氧化钠为白色半透明结晶状固体。其水溶液有涩味和滑腻感。

1、吸水性（潮解性）：氢氧化钠在空气中易潮解，故常用固体氢氧化钠做干燥剂。但液态氢氧化钠没有吸水性。

2、溶解性：极易溶于水，溶解时放出大量的热。易溶于乙醇、甘油。

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工业制法：

1、苛化法

将纯碱、石灰分别经化碱制成纯碱溶液、石灰制成石灰乳，于99～101℃进行苛化反应，苛化液经澄清、蒸发浓缩至40%以上，制得液体烧碱。将浓缩液进一步熬浓固化，制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤，洗水用于化碱。

2、隔膜电解法

将原盐化盐后加入纯碱、烧碱、氯化钡精制剂除去钙、镁、硫酸根离子等杂质，再于澄清槽中加入聚丙烯酸钠或苛化麸皮以加速沉淀，砂滤后加入盐酸中和。

盐水经预热后送去电解，电解液经预热、蒸发、分盐、冷却，制得液体烧碱，进一步熬浓即得固体烧碱成品。盐泥洗水用于化盐。

3、离子交换膜法

将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制，把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后，再经螫合离子交换树脂塔进行二次精制，使盐水中钙、镁含量降到0.002%以下。

将二次精制盐水电解，于阳极室生成氯气，阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的OH生成氢氧化钠，H+直接在阴极上放电生成氢气。

电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-，阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%～32%（质量），可以直接作为液碱产品，也可以进一步熬浓，制得固体烧碱成品。

5. 酯交换反应详细资料大全

酯交换反应(transesterification),即酯与醇/酸/酯（不同的酯）在酸或碱的催化下生成一个新酯和一个新醇/酸/酯的反应。

基本介绍

• 中文名 ：酯交换反应
• 外文名 ：transesterification
• 所属学科 ：化学
• 反应类型 ：可逆反应
• 反应条件 ：酯与醇/酸/酯 催化剂
• 催化剂种类 ：碱性、酸性、生物酶催化剂
• 套用领域 ：皮革加脂剂的合成开发
• 意义 ：拓宽原料来源开发性能优良加脂剂

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词义

酯化反应为可逆反应，在酯的溶液中，是有少量的游离醇和酸存在的。酯交换反应正是基于酯化芦岁侍反应的可逆性而进行的。酯交换反应中的醇能够与酯溶液中少量游离的酸进行酯化反应，新的酯化反应就生成了新的酯和新的醇。由于酯化反应的可逆性，若想酯交换反应能够进行，至少满足下面两种情况的一种：一，生成的新酯稳定性强于之前的酯。二，生成的新酯能够在反应过程中不断蒸出。

反应机理

脂肪酸甲酯主要是由甘油三酯与甲醇通过酯交换制备，其反应方程式如下： 油脂（甘油三酯）先与一个甲醇反应生成甘油二酯和甲酯，甘油二酯和甲醇继续反应生成甘油单酯和甲酯，甘油单酯和甲醇反应最后生成甘油和甲酯。

催化剂

碱性雀没催化剂

在碱性催化剂催化的酯交换反应中，真正起活性作用的是甲氧阴离子，如下图所示。甲氧阴离子攻击甘油三酯的羰基碳原子，形成一个四面体结构的中间体，然后这个中间体分解成一个脂肪酸甲酯和一个甘油二酯阴离子，这个阴离子与甲醇反应生成一个甲氧阴离子和一个甘油二酯分子，后者会进一步转化成甘油单酯，然后转化成甘油。所生成的甲氧阴离子又循环进行下一个的催化反应。 碱性催化剂是目前酯交换反应使用最广泛的催化剂。使用碱性催化剂的优点是反应条件温和、反应速度快。有学者估计，使用碱催化剂的酯交换反应速度是使用同当量酸催化剂的4000倍。碱催化的酯交换反应甲醇用量远比酸催化的低，因此工业反应器可以大大缩小。另外，碱性催化剂的腐蚀性比酸性催化剂弱很多，在工业上可以用价廉的碳钢反应器。除了上述优点外，使用碱性催化剂还有以下缺点：碱性催化剂对游离脂肪酸比较敏感，因此油脂原料的酸值要求比较高。对于高酸值的原料，比如一些废弃油脂，需要经过脱酸或预酯化后才能进行碱催化的酯交换反应。

工业化碱性催化剂

已经工业化的碱性催化剂主要有两类：易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化的液相反应，以及固体碱催化的多相反应。 绝大多数的生物柴油工业生产装置都采用液相催化剂，用量为油重的0.5～2.0%。甲醇钠与氢氧化钠（或钾）用作酯交换催化剂时还有所不同。当使用甲醇钠为催化剂时，原料必须经严格精制，少量的游离水或脂肪酸都影响甲醇钠的催化活性，国外工艺中要求两者的含量都不超过0.1%；但其产物中皂的含量很少，有利于甘油的沉降分离及提高生物柴油收率。而氢氧化钠（或钾）为催化剂对原料的要求相对不严格，原料中可含少量的水和游离脂肪酸，但这会导致生成较多的脂肪皂，影响甘油的沉降分离速度，同时会导致甘油相中溶解较多的甲酯，从而降低生物柴油的收率。一般说来，以氢氧化钠（或钾）为催化剂，油脂原料的酸值不要超过2 mg KOH/g，催化剂的用量为油脂重量的0.5～2.0%。即使油脂原料的酸值较高，超过2 mg KOH/g，理论上还可以使用氢氧化钠（或钾）催化剂，但需要加入过量的催化剂以中和游离脂肪酸。这种条件下皂的生成量高，甘油沉降分离困难，且甘油相中溶解的甲酯量较高，因此不宜采取。对于氢氧化钠和氢氧化钾，当用作酯交换催化剂时也有所不同。 1）在对粗产物进行沉降分离过程中，催化剂主要存在于甘油相中。由于KOH的分子量大于NaOH，陪吵因此会提高甘油相的密度，加速甘油相的沉降分离。 2）使用KOH为催化剂皂的生成量要比使用NaOH时少，这会减少甲酯在甘油相中的溶解。国外一项研究表明，以KOH为催化剂催化葵花籽油酯交换，分离后的甘油相中，甲酯的摩尔含量为3%，而以NaOH为催化剂时的摩尔含量为6%。 3）以KOH为催化剂，产物用磷酸中和可生成磷酸二氢钾，这是一种优质肥料，不仅可以减少废物的排放，同时还会增加经济效益。与其相比，钠盐只能作为废物处理。NaOH为催化剂的优点是其价格便宜。 除此之外，国内外还在开发有机碱催化剂，比如胺类等。当以有机胺为催化剂时，在常压低温下经过6~10h的反应，可以达到比较高的转化率，但产物中甘油单酯和二酯的含量很高，而甘油的量很低，难以工业套用；当提高反应压力和温度时，反应过程中又有可能生成酰胺，降低产品质量。因此，以有机碱为酯交换催化剂还需要有做大量的研究工作来证明其可行性。 固体碱催化剂最近几年正在工业化。与液碱催化剂相比，使用固体催化剂可以大大提高甘油相的纯度，降低甘油精制的成本，“三废”排放少，产物不含皂，提高生物柴油收率；但反应速度慢，需要较高的温度和压力，较高的醇油比，且对游离脂肪酸和水比较敏感，原料需严格精制。法国石油研究院开发的Esterfip-H工艺是第一个将固体碱为催化剂成功套用于工业生成的生物柴油生成工艺，其催化剂是具有尖晶石结构的双金属氧化物，已经建成16万吨/年的生成装置。另外，德国波鸿的鲁尔大学也开发了一种固体碱催化剂，这种固体碱催化剂是一种胺基酸的金属络合物，催化酯交换反应的温度为125℃，高于液碱催化剂的反应温度（60℃左右）。将建设1吨/小时的工业示范装置。日本正在开发强碱性阴离子树脂催化剂，已取得很大进展。不过阴离子树脂只能在低温（60℃以下）操作，否则很快失活，而低温下酯交换活性又比较低，所以限制了其工业套用。由于树脂容易再生，因此若将来能开发出耐高温的强碱性树脂，则具有一定的工业化前景。除此之外，国内外正在开发的固体碱催化剂还包括粘土、分子筛、复合氧化物、碳酸盐以及负载型碱（土）金属氧化物等。

酸性催化剂

酸催化酯交换的反应机理如下图所示。质子先与甘油三酯的羰基结合，形成碳阳离子中间体。亲质子的甲醇与碳阳离子结合并形成四面体结构的中间体，然后这个中间体分解成甲酯和甘油二酯，并产生质子催化下一轮反应。甘油二酯及甘油单酯也按这个过程反应。 与碱催化相比，酸性催化剂可以加工高酸值原料，因为在酸性催化剂存在下，游离脂肪酸会与甲醇发生酯化反应生成甲酯。因此酸性催化剂非常适合加工高酸值的油脂。另外，对于长链或含有支链的脂肪醇与油脂的酯交换，一般也用酸性催化剂。但是，酸催化酯交换的反应速度非常慢，且需要比较高的反应温度和醇油比。在酸催化反应中，如反应温度较高，可能副反应，生成副产物如二甲醚、甘油醚等。另外，在酸催化中，水对催化剂活性的影响非常大。据报导，硫酸催化大豆油与甲醇酯交换的反应中，若大豆油中加入0.5%的水，则酯交换转化率由95%降到90%。如果加入5%的水，则转化率仅为5.6%。在酯交换过程中生成的碳阳离子容易与水反应生成碳酸，从而降低生物柴油收率。当油脂中游离脂肪酸含量高时应注意这一问题，因为酸性催化剂会催化游离脂肪酸与甲醇酯化，从而产生一定量的水，影响反应进程，一步酯交换反应难以达到满意的转化率。以高酸值的油脂如废弃油脂为原料时，为了避免产生的水的影响，工业上常常采用边反应边脱水的方法，或采用间歇操作，把水分出去后再补充甲醇继续反应。 在工业套用中，最常用的酸性催化剂是浓硫酸和磺酸或其混合物。两者相比，硫酸价格便宜，吸水性强，这有利于脱除酯化反应生成的水，缺点是腐蚀性强，且较容易与碳碳双键反应，导致产物的颜色较深。磺酸催化剂的催化活性比硫酸弱，但在生成过程中产生的问题少，且不攻击碳碳双键。 强酸型阳离子交换树脂和磷酸盐是两种典型的酯交换酸性固体酸催化剂，但它们都需要比较高的反应温度和较长的反应时间，且酯交换的转化率比较低，使用说明短，因此限制了工业套用。其它固体酸催化剂如硫酸锆、硫酸锡、氧化锆及钨酸锆等也有人在研究。 另外，据2005年11月的Nature报导，日本东京工业大学正在开发从天然有机物如糖、淀粉、纤维素等生产固体酸催化剂。其制备方法是先把有机物如葡萄糖、蔗糖在低温（>300℃）下进行不完全碳化，然后进行磺化反应，引进磺酸基，得到磺化的非定形碳催化剂。此种催化剂具有价格便宜、酯化活性高、使用寿命长的特点，但还没发现用于酯交换反应方面的报导。 在国外的生物柴油生成装置中，很少用酸催化的酯交换工艺。酸性催化剂主要被用来对酸值较高的油脂进行预酯化，然后再进行碱催化的酯交换。我国现有的生物柴油厂主要以高酸值的废弃油脂为原料，规模小，使用的催化剂大多是液体酸，也有少数开发使用固体酸。使用固体酸催化剂对高酸值的植物油进行预酯化，然后再用碱催化酯交换制备生物柴油，是一条较好的工艺路线。

影响因素

1 醇油物质的量比 醇油物质的量比是影响酯交换转化率的主要因素之一。根据计算,完全酯交换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)过大,会严重影响甘油的重度分离增加分离费用,同时也不能提高转化率,只能增加醇的回收费用。所以,为了使反应最经济,结果最佳且反应混合物后处理较容易,甲(乙)醇与菜油的物质的量比为6B1为最佳。对于部分酯交换,甲醇加入量对最终产品改性菜油性能有很大的影响,加入量少酯交换深度低)OH引入少,产品水溶性差;加入量多酯交换深度高,产品乳化性能差。 2 催化剂用量 在酯交换反应过程中,如果不加入催化剂,或加入很少量催化剂,即使甲醇过量很多,它和菜油的反应也是极为缓慢的,随着催化剂用量的增加,酯交换反应速度相应加快。因此,催化剂加入量不足则反应时间较长或转化率不高;但催化剂加入量过多,过多的碱性中心会引起皂化反应,导致产品乳化不易分离,后处理复杂,同时影响产率和转化率。从正交试验可以看出,菜油与甲醇反应时,催化剂LDHLDO为菜油质量的2%为宜。 3 反应温度 温度对酯交换反应的转化率影响较大,温度低转化率低,同时酯交换速率低,反应时间延长,所以本实验反应温度控制在醇的沸点下进行,保持体系在微沸状态下。低于此值反应速度缓慢,高于此值醇易挥发损失,这2种情形均不利于酯交换反应的正常进行。 4 反应时间 不同的油脂进行酯交换反应的难易程度不竟相同,例如,豆油用甲醇酯交换的反应时间短至0.1h,60℃和45℃收率高达97%~98%,反应温度控制在30℃时同样的收率酯交换反应时间需4h。不同的催化剂对反应时间也有影响。用氢氧化钠作催化剂,进行菜油酯交换,反应时间只需2h。本文中采用LDH/LDO固体碱作催化剂,反应时间有所延长,主要因为非均相催化反应,活性中心和反应物需要相接触的时间。 5 菜油中的水分和游离酸水、二氧化碳和酸是催化剂LDH/LDO的毒物。因此在酯交换反应过程中,原料应尽量符合无水、无游离酸的要求,以免催化剂中毒,导致催化剂耗量增多。Wright等人曾经报导原料要求游离脂肪酸<0.5%,酸值<2。在试验过程中,有时会出现催化剂结成大颗粒、产品乳化难分离现象,可能是由于菜油干燥不充分、外界空气中潮湿水分、二氧化碳导致催化剂活性减低。所以在实验前原料应充分干燥,催化剂需通过煅烧处理。

使用现状

固体碱LDH/LDO在酯交换反应中具有较高的活性,产率、转化率达98.5%以上。该工艺操作简单,可直接获得脂肪酸甲酯,甘油双、单酯和副产物甘油,无需精制处理,催化剂可回收再生,整个过程无三废污染,工业化前景广阔。菜油与甲醇完全酯交换的最佳反应条件为:反应温度为65~70℃,反应时间为3h,醇油物质的量比为6：1,催化剂用量为菜油质量的2%。酯交换反应对皮革加脂剂的合成开发具有重要意义,可以拓宽原料来源,开发出性能优良的加脂剂。 目前，在国外的生物柴油生成装置中，很少用酸催化的酯交换工艺。酸性催化剂主要被用来对酸值较高的油脂进行预酯化，然后再进行碱催化的酯交换。我国现有的生物柴油厂主要以高酸值的废弃油脂为原料，规模小，使用的催化剂大多是液体酸，也有少数开发使用固体酸。使用固体酸催化剂对高酸值的植物油进行预酯化，然后再用碱催化酯交换制备生物柴油，是一条较好的工艺路线。