[发明专利]一种甘油制备甘油醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及甘油醚的制备，具体地说是一种甘油制备甘油醚的方法。

背景技术

随着世界化石能源储量的日益减少，国际化石能源价格连连攀升，能 源供应已成为全球关注的焦点之一。我国是一个化石能源严重短缺的国家， 化石能源资源非常有限，需大量进口。随着化石能源资源的日益减少，我 国能源供应问题将越来越突出，这一问题如果解决不好，必将严重影响国 民经济的发展和国家安全。另一方面，化石能源的使用会对地球的生态环 境造成很大的负面影响，因此，开发绿色可再生能源资源越来越受到世界 各国的高度重视。

生物柴油作为一种可再生能源，具有如下优点：十六烷值高，抗爆性 能好；燃点、闪点高，使用、运输和储存安全性能好；低温流动性好，适 用范围广；具有较好的润滑性能，可降低运动机件的磨损，延长其使用寿 命；与矿物柴油相容性好，可单独或以任意比与矿物柴油掺和使用，且掺 和使用后可提高矿物柴油的润滑性和降低尾气污染；不含芳香烃，含硫低 或不含硫，燃烧后有害物质排放量小；可生物降解、无毒性，对环境不会 造成污染；原料主要来源于植物，对缓解温室效应，改善生态环境具有积 极意义。

作为一种绿色可再生能源，生物柴油的国内和国际市场容量巨大，具 有广阔的开发潜力。然而，近年来生物柴油的生产在世界各国发展得非常 快，使其副产物甘油(约为生物柴油质量的10％)严重过剩，价格下降，这 在一定程度上制约了生物柴油的发展，因此，由甘油制备高附加值产物成 为一个迫切需要解决的问题。研究发现，往柴油(包括矿物柴油、生物柴 油以及二者的混合物)中加入一定量的二叔丁基甘油醚或三叔丁基甘油醚， 能改善柴油的燃烧性能，减少烟尘、一氧化碳和醛等污染物的排放量(H.S. Kesling，L.J.Karas，F.J.Liotta，US5308365；M.Marchionna，R.Patrini，D. Sanfilippo，A.Paggini，F.Giavazzi，L.Pellegrini，Stud.Surf.Sci.Catal.，2001， 136，489)，此外，它们还能降低生物柴油的云点(H.Noureddini， US6015440)。另一方面，甘油醚还可用作抗菌剂、增香剂、保湿剂、乳化 剂、表面活性剂等。因此，甘油醚化制备二叔丁基甘油醚和三叔丁基甘油 醚等是增加甘油附加值的一条有效途径并具有广阔的市场前景。

近年来，甘油和异丁烯在烷基苯磺酸、萘磺酸、杂多酸、分子筛、离 子交换树脂、硫酸和甲磺酸等常规酸催化下反应制备二叔丁基甘油醚或三 叔丁基甘油醚已有较多专利和文献报道(C.H.Zhou，J.N.Beltramini，Y.X. Fan，G.Q.Lu，Chem.Soc.Rev.，2008，37，527；A.Behr，J.Eilting，K.Irawadi，J. Leschinski，F.Lindner，Green Chem.，2008，10，13及其相关引文)，然而，异 丁烯常温常压下为气体，运输及储存非常不便。专利US2007238905 (WO2007113776)报道了甘油和醇在烷基苯磺酸、萘磺酸、杂多酸、分子 筛、离子交换树脂、硫酸和甲磺酸等常规酸催化下制备甘油醚的方法，然 而，其产物主要为甘油单醚，甘油二醚和甘油三醚的收率非常低(7-14％)。

发明内容

本发明目的在于提供一种甘油制备二叔丁基甘油醚、三叔丁基甘油醚和 其它可用作柴油添加剂、抗菌剂、增香剂、保湿剂、乳化剂、表面活性剂 的甘油醚的方法。

本发明中所涉及到的反应可用以下的反应式表示：

式中R为CH₃或C₂H₅；R¹为C_3-30的直链或支链烷基、环烷基或芳基； R²、R³和R⁴中一个为R¹，两个为H；或两个为R¹，一个为H；或三个都 为R¹。

甘油可以是纯甘油，也可以是粗甘油，可以含有水、酸、碱、无机盐(可 以但不局限于是氯化盐、硫酸盐、醋酸盐和磷酸盐)、有机物(可以但不局 限于是脂肪酸、酯和醇)，甘油的重量含量可以为10％-100％。粗甘油直接 使用或经过预处理(可以但不局限于是蒸馏、中和、沉淀、过滤、吸附和 离子交换)后再使用。