甘油--碳酸--二甲酯法制备碳酸甘油酯的研究
油脂化工和生物柴油产业的发展造成了副产甘油的大量过剩,开发甘油深加工产品已成为油脂化学工业研发的热点.碳酸甘油酯是近年来新兴的一种重要甘油衍生物,它是双基团极性化合物,可作为胶黏剂、表面活性剂、去污剂的原料,也可作为涂料工业的溶剂,更是重要的新型有机合成中间体,具有十分广阔的工业应用前景.因此,开发碳酸甘油酯的合成工艺,具有重要的理论意义和应用价值.
在目前所报道的碳酸甘油酯的制备方法中,甘油-碳酸二甲酯法原料环保易得,反应条件温和,对设备要求低,且副产甲醇沸点低,易与产物分离,是最为绿色环保、经济简便的方法,已引起了国内外的广泛关注.
本论文针对甘油-碳酸二甲酯法制备碳酸甘油酯展开了一系列相关研究,具体包括:
(1)建立了碳酸甘油酯的气相色谱分析方法.以四甘醇为内标物,制作了用于碳酸甘油酯粗品中碳酸甘油酯含量及甘油残余量分析的内标校正工作曲线,碳酸甘油酯和甘油的线性范围分别为23.30~116.6 g·L-1和3.700~18.40 g·L-1,方法的回收率在99.1%~100.9%之间,相对标准偏差(n=6)在0.61%~1.93%之间.
(2)进行了以CaO为催化剂制备碳酸甘油酯的研究.通过正交及单因素实验,考察了反应温度、回流管温度、DMC用量、催化剂投料量及反应时间对反应的影响,确定了优化工艺条件:反应温度80℃,回流管温度60℃,DMC与甘油摩尔比为2.5:1,催化剂投料量为1 wt%,反应2 h,优化工艺条件下,甘油转化率及GC收率分别可达97.89%和96.78%:CaO的存储稳定性及重复利用性实验结果表明,CaO虽具有较佳的存储稳定性,但其重复利用性差,使用一次后活性即显著降低.
(3)对负载型催化剂催化制备碳酸甘油酯进行了初步探索.采用浸渍法制备了一系列负载型催化剂,从中优选出K2CO3/MgO、K2CO3/γ-Al2O3及K2CO3/NaY为目标催化剂,优化其制备条件,并对优化条件下制备得的催化剂进行FTIR、XRD、BET及TEM表征分析,然后对其活性及回用性能进行考察.分析结果显示,K2CO3/MgO在制备过程中形成了K2O这一强活性位点,其活性和回用性均优于其余二者;与传统固体碱CaO相比,这三类负载型催化剂活性更高、更易与产品分离,且不易失活,可在回用3~4次内保持较高活性.
- 作者：
- 杜美美
- 学位授予单位：
- 中国日用化学工业研究院
- 专业名称：
- 应用化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 李秋小；董万田
- 关键词：
- 甘油-碳酸-二甲酯法；气相色谱；固体碱；负载型催化剂；碳酸甘油酯
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