CN108658767B - 一种油酸甲酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油酸甲酯的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一是将油酸和甲醇加入压力反应釜中，然后再加入甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行一次酯化反应；步骤二是往步骤一泄压后的压力反应釜中加入甲醇，在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化剂，粗油酸甲酯的酸价小于2，对粗油酸甲酯进行蒸馏，得精制油酸甲酯；本发明制备油酸甲酯的方法反应时间短，催化剂分离后可以反复套用，且反复套用多次后催化效率无明显降低。

Description

一种油酸甲酯的制备方法
技术领域
本发明涉及油脂工业技术领域，具体是一种油酸甲酯的制 备方法。
背景技术
油酸甲酯是一种不饱和高级脂肪酸酯，是重要的化工原料， 广泛用作制备表面活性剂的基础原料、皮革和橡胶的软化剂、 塑料的增塑剂和抗水剂、树脂的韧化剂、石油勘探无荧光泥浆 的润滑剂、纺织助剂和杀虫剂助剂等。目前制备油酸甲酯的方 法是：将油酸和甲醇加入圆底烧瓶中，再加入催化剂浓硫酸或 对甲苯磺酸，混合均匀后，加热回流10h，反应结束后冷却至室 温，用甲醇钠调节反应后溶液的pH值为8.0-9.0，然后用水洗 至中性，经无水氯化钙干燥后进行减压蒸馏，即得油酸甲酯。 该方法中催化剂的催化效率较低，反应时间较长，反应过程中 产生大量的废酸水和废渣，不利于实现油酸甲酯的工业化大规模生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油酸甲酯的制备方法，以解决 现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油酸甲 酯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸和甲醇加入压力反应釜中，然后再加入甲基磺 酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行一次酯化反 应，反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该 酯化反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系，油酸与甲醇 的质量比为1:0.2-0.3，甲基磺酸催化剂的用量为反应物总质量 的0.1-0.3％；
Figure BDA0001728055890000021
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，甲醇 与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为 0.15-0.2:1,在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反 应，反应结束后，对所述压力反应釜直接泄压，在泄压过程中， 该酯化反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系，然后经过 离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺酸催化剂进行分离，上层为粗 油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化剂，对粗油酸甲酯进行蒸馏， 得精制油酸甲酯。
作为优化，测定步骤(1)反应后反应体系中甲基磺酸催化 剂的含量，损耗部分用纯甲基磺酸替代，按纯甲基磺酸的比例 套用至步骤(2)合成油酸甲酯的酯化反应中。
作为优化，一次酯化反应和二次酯化反应均为均相反应， 反应时间均为5min。
作为优化，粗油酸甲酯的酸价小于2。酸价越小，说明油酸 甲酯的质量越好，新鲜度和精炼程度越好。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一是本发明制备 油酸甲酯的方法是油酸和甲醇在温度为140℃、压强为0.7MPa 的压力反应釜中进行酯化反应，该酯化反应采用高温高压的条 件，提高了反应的速率，只需10min反应就可完成，而目前制 备油酸甲酯的方法需要10h，本发明制备油酸甲酯的方法大大缩 短了反应的时间；二是本发明制备油酸甲酯的方法中当酯化反 应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反 应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系，免去了处理废水这 一步，大大降低了制备油酸甲酯的成本；三是本发明制备油酸 甲酯的方法中，催化剂甲基磺酸在不需要处理的情况下，可以直接套用至下一步制备油酸甲酯的酯化反应中，反复套用多次 后催化剂的催化效率无明显降低，有利于实现油酸甲酯的工业 化大规模生产。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种油酸甲酯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸500g和甲醇125g加入压力反应釜中，然后再 加入1g甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下 进行一次酯化反应，该酯化反应为均相反应，反应时间为5min， 反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化 反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系；
Figure BDA0001728055890000041
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，甲醇 与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为0.15:1, 在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，该酯化 反应为均相反应，反应时间为5min，反应结束后，对压力反应 釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇 一起脱离反应体系，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺 酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化 剂，测得粗油酸甲酯的酸价为1.45，对粗油酸甲酯进行蒸馏， 得精制油酸甲酯，得到1.3g回用甲基磺酸。
实施例2：
一种油酸甲酯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸500g和甲醇125g加入压力反应釜中，然后再 加入1.3g甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下 进行一次酯化反应，该酯化反应为均相反应，反应时间为5min， 反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化 反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系；
Figure BDA0001728055890000051
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，甲醇 与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为0.16:1, 在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，该酯化 反应为均相反应，反应时间为5min，反应结束后，对压力反应 釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇 一起脱离反应体系，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺 酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化 剂，测得粗油酸甲酯的酸价为1.58，对粗油酸甲酯进行蒸馏， 得精制油酸甲酯，得到1.1g回用甲基磺酸。
实施例3：
一种油酸甲酯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸500g和甲醇125g加入压力反应釜中，然后再 加入1.1g甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下 进行一次酯化反应，该酯化反应为均相反应，反应时间为5min， 反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化 反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系；
Figure BDA0001728055890000061
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，甲醇 与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为0.17:1, 在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，该酯化 反应为均相反应，反应时间为5min，反应结束后，对压力反应 釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇 一起脱离反应体系，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺 酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化 剂，测得粗油酸甲酯的酸价为1.65，对粗油酸甲酯进行蒸馏， 得精制油酸甲酯，得到1.2g回用甲基磺酸。
实施例4：
一种油酸甲酯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸500g和甲醇125g加入压力反应釜中，然后再 加入1.2g甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下 进行一次酯化反应，该酯化反应为均相反应，反应时间为5min， 反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化 反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系；
Figure BDA0001728055890000071
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，甲醇 与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为0.18:1, 在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，该酯化 反应为均相反应，反应时间为5min，反应结束后，对压力反应 釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇 一起脱离反应体系，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺 酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化 剂，测得粗油酸甲酯的酸价为1.44，对粗油酸甲酯进行蒸馏， 得精制油酸甲酯，得到0.9g回用甲基磺酸。
实施例5：
一种油酸甲酯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸500g和甲醇125g加入压力反应釜中，然后再 加入1.2g甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下 进行一次酯化反应，该酯化反应为均相反应，反应时间为5min， 反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化 反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系；
Figure BDA0001728055890000081
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，甲醇 与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为0.19:1, 在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，该酯化 反应为均相反应，反应时间为5min，反应结束后，对压力反应 釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇 一起脱离反应体系，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺 酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化 剂，测得粗油酸甲酯的酸价为1.58，对粗油酸甲酯进行蒸馏， 得精制油酸甲酯，得到0.6g回用甲基磺酸。
实施例6：
一种油酸甲酯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸500g和甲醇125g加入压力反应釜中，然后再 加入0.6g甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下 进行一次酯化反应，该酯化反应为均相反应，反应时间为5min， 反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化 反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系；
Figure BDA0001728055890000091
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，甲醇 与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为2.0:1, 在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，该酯化 反应为均相反应，反应时间为5min，反应结束后，对压力反应 釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇 一起脱离反应体系，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺 酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化 剂，测得粗油酸甲酯的酸价为1.7，对粗油酸甲酯进行蒸馏，得 精制油酸甲酯，得到1.0g回用甲基磺酸。
本发明制备油酸甲酯采用高温高压的条件，提高了反应的 速率，只需10min反应就可完成，而目前制备油酸甲酯的方法 需要10h，本发明制备油酸甲酯的方法大大缩短了反应的时间； 当反应结束后，对压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，反应 中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系，免去了处理废水这一 步，大大降低了制备油酸甲酯的成本；催化剂甲基磺酸在不需 要处理的情况下，可以直接套用至下一步制备油酸甲酯的反应 中，反复套用多次后催化剂的催化效率无明显降低，有利于实 现油酸甲酯的工业化大规模生产。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性 实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况 下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点 来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本 发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将 落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本 发明内。

Claims (3)

1.一种油酸甲酯的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将油酸和甲醇加入压力反应釜中，然后再加入甲基磺酸催化剂，在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行一次酯化反应，反应结束后，对所述压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系，所述油酸与甲醇的质量比为1:0.2-0.3，所述甲基磺酸催化剂的用量为反应物总质量的0.1-0.3％；
Figure 832891DEST_PATH_IMAGE001
(2)往步骤(1)泄压后的压力反应釜中加入甲醇，所述甲醇与步骤(1)泄压后的压力反应釜中剩余物料的质量比为0.15-0.2:1,在温度为140℃、压强为0.7MPa下进行二次酯化反应，反应结束后，对所述压力反应釜直接泄压，在泄压过程中，该酯化反应中所生成的水随甲醇一起脱离反应体系，然后经过离心机，将粗油酸甲酯和甲基磺酸催化剂进行分离，上层为粗油酸甲酯，下层为甲基磺酸催化剂，对所述粗油酸甲酯进行蒸馏，得精制油酸甲酯；
所述一次酯化反应和二次酯化反应均为均相反应，反应时间均为5min。
2.根据权利要求1所述的一种油酸甲酯的制备方法，其特征在于：测定步骤(1)反应后反应体系中甲基磺酸催化剂的含量，损耗部分用纯甲基磺酸替代，按纯甲基磺酸的比例套用至步骤(2)合成油酸甲酯的酯化反应中。
3.根据权利要求2所述的一种油酸甲酯的制备方法，其特征在于：所述粗油酸甲酯的酸价小于2。
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