一種環保汽油的制備方法技術

本發明專利技術提供一種環保汽油的制備方法，采用的功能化離子液體，與甲醇、油脂和脂肪酸等物質具有良好的互溶性，同時具有酸催化作用，由此形成均相催化反應體系，從而有利于提高反應速率；其次，本發明專利技術所采用的離子液體催化劑無需經過復雜的分離純化步驟，環保汽油的制備過程簡單易行。再次，功能化離子液體直接與生物柴油一起添加至汽油中，本發明專利技術環保汽油的制備過程簡單易行，兩者協同作用同時提高了汽油的熱值和辛烷值。因此，本制備方法簡單方便、甲醇用量少、反應速率快、產物轉化率高，無需進行復雜的分離純化，催化劑離子液體與生物柴油一起直接添加至汽油中，具有較好的工業化應用前景。

A preparation method of environmentally friendly gasoline

The invention provides a method for preparing environmental-friendly gasoline. The functional ionic liquids used in the invention have good mutual solubility with methanol, grease, fatty acid and other substances, and have acid catalytic effect, thereby forming a homogeneous catalytic reaction system, which is conducive to improving the reaction rate. Secondly, the ionic liquids catalyst used in the invention does not need to go through complicated separation and purification steps. The preparation process of environmentally friendly gasoline is simple and feasible. Thirdly, functionalized ionic liquids are directly added to gasoline together with biodiesel. The preparation process of the environmentally friendly gasoline of the invention is simple and feasible, and the synergistic effect of the two improves the calorific value and octane number of gasoline at the same time. Therefore, the preparation method is simple and convenient, the amount of methanol is small, the reaction rate is fast, the product conversion rate is high, and the complex separation and purification are not needed. Catalyst ionic liquids and biodiesel are directly added to gasoline, which has a good industrial application prospect.

【技術實現步驟摘要】
一種環保汽油的制備方法
本專利技術涉及環保汽油
，尤其涉及一種環保汽油的制備方法。
技術介紹
生物柴油是天然油脂與低碳醇酯交換反應后得到的長鏈脂肪酸酯，其燃燒性能與石油柴油相當。生物柴油不含硫和芳烴，燃燒后廢氣中不含二氧化硫，是環境友好的車用燃料。生物柴油生產中，油脂與低碳醇的酯交換反應多采用硫酸或氫氧化鈉等均相酸堿催化劑，反應條件溫和，反應速率快，但是存在催化劑與產品不易分離，生產過程中產生大量酸性(或堿性)廢水，從而造成環境污染的問題。非均相催化法可以解決催化劑與反應產物分離的問題，有效提高產品質量，避免廢水排放，但存在反應速率慢、催化劑易失活需反復再生的問題。因此，開發對環境友好的綠色、快速合成、易分離純化新工藝已成為當務之急。離子液體是由帶正電荷的離子和帶負電荷的離子構成，在-100℃和200℃間呈液體狀態，具有不揮發、熱穩定性好、結構可設計、可回收再利用等優點。與傳統酸堿催化劑相比，腐蝕性低，反應速率快，過程清潔，催化劑結構可調，穩定性高，轉化率高。因此，離子液體具有取代傳統工業催化劑的潛力，近年來受到人們的廣泛關注。申請號為CN201310296872.2的現有技術提供了一種生物柴油的制備方法，該方法所得產物含脂肪酸甲酯、甲醇、碳酸二甲酯、微量硫酸及反應生成的水，難以將脂肪酸甲酯與其它成分完全分離；申請號為CN201210137813.6的現有技術提供了中溫中壓條件下連續制備生物柴油的設備及方法，該專利技術通過脫氣干燥塔、真空閃蒸器、分子蒸餾塔和精餾塔等多個裝置進行分離，分離回用過程復雜。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提供一種環保汽油的制備方法，無需經過多步復雜的分離步驟，并且提高了環保汽油的熱值和辛烷值。為達到以上目的，本專利技術采用的技術方案為：本專利技術提供一種環保汽油的制備方法，包括以下步驟：步驟(a)將油脂和甲醇加入至反應釜中，攪拌混合均勻，加入功能化離子液體作為催化劑，控制反應溫度為60℃～90℃，關閉反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，得到粗品生物柴油；步驟(b)打開反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，將步驟(a)酯化后的粗品生物柴油加熱至溫度70～90℃，持續攪拌直至無甲醇蒸出為止，同時冷凝回收甲醇至步驟(a)；水浴中冷卻1h，靜置分層下層為甘油，上層為含有功能化離子液體和生物柴油的混合液；步驟(c)將步驟(b)得到的混合液和汽油按體積比15～85：85～15混合得到環保汽油。優選的，所述功能化離子液體按照如下方法制備：按物質的量份數計，將1～5份的4-異丙基吡啶溶于正辛烷得到4-異丙基吡啶-正辛烷溶液；將份數為4-異丙基吡啶1～2倍的2-溴乙基乙基醚加入到4-異丙基吡啶-正辛烷溶液中，氮氣保護，在溫度為70～90℃下反應8～24小時，分離下層溶液并用萃取劑萃取，減壓蒸餾得到中間體離子液體；取所述中間體離子液體1～10份溶于水，得到中間體離子液體溶液，將份數為所述中間體離子液體1～3倍的草酸氫鈉溶液加入到中間體離子液體溶液中，氮氣保護，在溫度為70～90℃下反應12～24小時，減壓蒸餾干燥后，得到功能化離子液體。優選的，所述功能化離子液體結構式為：優選的，得到中間體離子液體的步驟中，反應時間為10～24小時。優選的，得到功能化離子液體的步驟中，中間體離子液體為2～8份。優選的，所述油脂選自大豆油、蓖麻油、菜籽油、花生油中的一種或幾種。優選的，所述油脂和甲醇的摩爾比為1:4～6。優選的，所述步驟(a)中加入的功能化離子液體質量為反應物總質量的3～5％。優選的，步驟(a)的反應時間為20min～1h。優選的，步驟(a)的反應溫度為70℃～90℃。本專利技術提供一種環保汽油的制備方法，采用的功能化離子液體，與甲醇、油脂和脂肪酸等物質具有良好的互溶性，同時具有酸催化作用，由此形成均相催化反應體系，從而有利于提高反應速率；其次，本專利技術所采用的離子液體催化劑無需經過復雜的分離純化步驟，環保汽油的制備過程簡單易行。再次，功能化離子液體直接與生物柴油一起添加至汽油中，本專利技術環保汽油的制備過程簡單易行，兩者協同作用同時提高了汽油的熱值和辛烷值。因此，本制備方法簡單方便、甲醇用量少、反應速率快、產物轉化率高，無需進行復雜的分離純化，催化劑離子液體與生物柴油一起直接添加至汽油中，具有較好的工業化應用前景。具體實施方式以下描述用于揭露本專利技術以使本領域技術人員能夠實現本專利技術。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。本專利技術提供一種環保汽油的制備方法，包括以下步驟：步驟(a)將油脂和甲醇加入至反應釜中，攪拌混合均勻，加入功能化離子液體作為催化劑，控制反應溫度為60℃～90℃，關閉反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，得到粗品生物柴油；步驟(b)打開反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，將步驟(a)酯化后的粗品生物柴油加熱至溫度70～90℃，持續攪拌直至無甲醇蒸出為止，同時冷凝回收甲醇至步驟(a)；水浴中冷卻1h，靜置分層下層為甘油，上層為含有功能化離子液體和生物柴油的混合液；步驟(c)將步驟(b)得到的混合液和汽油按體積比15～85：85～15混合得到環保汽油。作為優選方案，所述功能化離子液體按照如下方法制備：按物質的量份數計，將1～5份的4-異丙基吡啶溶于正辛烷得到4-異丙基吡啶-正辛烷溶液；將份數為4-異丙基吡啶1～2倍的2-溴乙基乙基醚加入到4-異丙基吡啶-正辛烷溶液中，氮氣保護，在溫度為70～90℃下反應8～24小時，分離下層溶液并用萃取劑萃取，減壓蒸餾得到中間體離子液體；取所述中間體離子液體1～10份溶于水，得到中間體離子液體溶液，將份數為所述中間體離子液體1～3倍的草酸氫鈉溶液加入到中間體離子液體溶液中，氮氣保護，在溫度為70～90℃下反應12～24小時，減壓蒸餾干燥后，得到功能化離子液體。作為優選方案，所述功能化離子液體結構式為：本專利技術采用功能化離子液體，其不僅具有酸催化作用，促進植物油脂與甲醇進行酯化反應生成生物柴油，而且無需經過多步復雜的分離步驟，將離子液體和生物柴油一起添加至汽油中，提高了環保汽油的熱值和辛烷值。作為優選方案，得到中間體離子液體的步驟中，反應時間優選為10～24小時，更優選為15～24小時；得到功能化離子液體的步驟中，中間體離子液體優選為2～8份，更優選為4～8份。作為優選方案，所述油脂選自大豆油、蓖麻油、菜籽油、花生油中的一種或幾種；所述油脂和甲醇的摩爾比優選為1:4～6。作為優選方案，所述步驟(a)中加入的功能化離子液體質量為反應物總質量的3～5％。步驟(a)的反應時間優選為20min～1h，更優選為40min～1h。步驟(a)的反應溫度優選為70℃～90℃。本專利技術以離子液體作為催化劑，減少催化劑用量，并且催化劑不含水，減少了脫水干燥的操作步驟。另外，由于將離子液體和生物柴油的混合物直接添加至汽油中，而無需進行后續復雜的分離操作。有益效果如下：1.本專利技術合成的功能化離子液體，與甲醇、油脂和脂肪酸等物質具有良好的互溶性，同時具有酸催化作用，由此形成均相催化反應體系，從而有利于提高反應速率；2.本專利技術所采用的離子液體催化劑無需經過復雜的分離純化步驟，環保汽油的制備過程簡單易行；3.功能化離子液體直接與生物柴油一起添加至汽油中，本專利技術環保汽油的制備過程本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種環保汽油的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟(a)將油脂和甲醇加入至反應釜中，攪拌混合均勻，加入功能化離子液體作為催化劑，控制反應溫度為60℃～90℃，關閉反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，得到粗品生物柴油；步驟(b)打開反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，將步驟(a)酯化后的粗品生物柴油加熱至溫度70～90℃，持續攪拌直至無甲醇蒸出為止，同時冷凝回收甲醇至步驟(a)；水浴中冷卻1h，靜置分層下層為甘油，上層為含有功能化離子液體和生物柴油的混合液；步驟(c)將步驟(b)得到的混合液和汽油按體積比15～85：85～15混合得到環保汽油。

【技術特征摘要】
1.一種環保汽油的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟(a)將油脂和甲醇加入至反應釜中，攪拌混合均勻，加入功能化離子液體作為催化劑，控制反應溫度為60℃～90℃，關閉反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，得到粗品生物柴油；步驟(b)打開反應釜出口設置的甲醇冷凝回流閥，將步驟(a)酯化后的粗品生物柴油加熱至溫度70～90℃，持續攪拌直至無甲醇蒸出為止，同時冷凝回收甲醇至步驟(a)；水浴中冷卻1h，靜置分層下層為甘油，上層為含有功能化離子液體和生物柴油的混合液；步驟(c)將步驟(b)得到的混合液和汽油按體積比15～85：85～15混合得到環保汽油。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述功能化離子液體按照如下方法制備：按物質的量份數計，將1～5份的4-異丙基吡啶溶于正辛烷得到4-異丙基吡啶-正辛烷溶液；將份數為4-異丙基吡啶1～2倍的2-溴乙基乙基醚加入到4-異丙基吡啶-正辛烷溶液中，氮氣保護，在溫度為70～90℃下反應8～24小時，分離下層溶液并用萃取劑萃取，減壓蒸餾得到中間體離子液體；取所述中間體離子液體1～10份溶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：寧波帝楊電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33