Abstract: В настоящее время в связи с тем, что запасы нефти, газа и угля не бесконечны и практически не возобновляемы, разработка методов синтеза биотоплива представляет значительный интерес. Биотоплива чаще всего получают из растительных масел и животных жиров по реакции транс-этерификации триглицеридов и этерификации жирных кислот в присутствии катализаторов. Отметим, что жирные кислоты содержатся в значительном количестве в отходах масел. Это позволяет активно их использовать для реакции этерификации жирных кислот и, стеариновой кислоты, в частности, метанолом (реакция 1). Минеральные кислоты являются эффективными катализаторами для данного процесса, но они могут вызывать коррозию оборудования и, в некоторой степени, экологически небезопасны. (1) В последние годы активно проводятся работы по применению в качестве катализаторов кислых ионных жидкостей, что обусловлено их уникальными физико-химическими свойствами. Ионные жидкости рассматривают как материалы, не наносящие особого вреда окружающей среде и здоровью человека, и поэтому в полной мере, удовлетворяющие принципам нового, бурно развивающегося в настоящее время направления «зеленой химии». Хотя на настоящий момент появилось значительное количество публикаций, посвященных этой теме, однако до сих пор не было проведено систематических исследований по установлению связей между их химическим составом, кислотными и каталитическими свойствами в реакции (1), а также не проведено сравнение каталитических свойств между собой этих материалов и традиционно используемых минеральных кислот. В данной работе представлены результаты исследования каталитических свойств кислых ионных жидкостей на основе имидазолиевого катиона (ИЖ) в реакции этерификации стеариновой и декановой кислот (СК и ДК) метанолом (реакция 1) для установления основных факторов, позволяющих регулировать активность процесса в их присутствии. ИЖ были получены по реакции (2). (2) Исследование реакции этерификации СК с метанолом в присутствии кислой ИЖ проведено при 40-75°С. Конверсию СК определяли методом титрования с NaOH. Продукты реакции анализировали методом ГЖХ. Типичная кинетическая кривая приведена на рисунке 1 (рисунок 1). Рисунок 1 - Кинетика реакции этерификации СК метанолом в присутствии Согласно полученным данным с увеличением загрузки катализатора от 0.07 до 0.22 масс.% в расчете на всю реакционную массу конверсия стеариновой кислоты возрастает с 89% до 98.5% за 60 мин (таблица 1). Таблица 1 – Реакция этерификации СК метанолом в присутствии ИЖ Изучено влияние температуры на скорость реакции. Показано, что повышение температуры с 40 до 75оС приводит к повышению конверсии СК (таблица 1). Изучено влияние природы аниона на каталитические свойства кислых ИЖ , и в реакции этерификации декановой кислоты. Показано, что реакция протекает в мягких условиях при 60оС за 24 ч с 90-95% выходом метилового эфира декановой кислоты. Установлено, что каталитическая активность уменьшается в ряду (рисунок 2): > > . Рисунок 2 - Этерификация декановой кислоты (3.4 г) метанолом (1.6 мл) в присутствии кислых ионных жидкостей (1 г) при 60oC. На примере системы показана возможность отделения катализатора от продуктов реакции и его повторное использование. Активность систем не изменялась в течение 3 циклов.

Cite: Каримова Л.К. , Приходько С.А. , Тимофеева М.Н.
Исследование реакции этерификации стеариновой кислоты метанолом в присутствии кислой ионной жидкости на основе имидазолиевого катиона
In compilation Наука. Промышленность. Оборона.: труды XVI Всероссийской научно-технической конференции. – НГТУ., 2015. – C.395-398. РИНЦ

Identifiers:

Elibrary:

24084166

Citing: Пока нет цитирований