[发明专利]一种棕榈油两步转酯化合成棕榈酸异丙酯的方法及装置

说明书

本发明属于有机化学中酯类化合物合成技术，具体的说是一种棕榈油两步转酯化合成棕榈酸异丙酯的方法及装置。将溶解的棕榈油与甲醇混合均匀，在催化剂的条件下进行转酯化反应，离心收集上清液得到棕榈酸甲酯；将上述所得棕榈酸甲酯与异丙醇混合均匀，在利用上述催化剂的条件下进行二次转酯化反应，反应后精馏得纯度为99.8‑99.99％的棕榈酸异丙酯。本发明通过两步转酯化制备棕榈酸异丙酯大大降低了生产成本，缩短了反应时间，操作简单，条件温和，产率较高，回收得到的甲醇和异丙醇进行循环利用，副产的甘油可进一步高值化利用，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于有机化学中酯类化合物合成技术，具体的说是一种棕榈油两步转酯化合成棕榈酸异丙酯的方法及装置。

背景技术

油棕是世界上生产效率最高的产油植物，作为“绿色的能源”、“可再生的能源”、“永不枯竭的能源”，有“世界油王”之美誉。棕榈油是从油棕树上的棕果中榨取出来的，是植物油的一种，能部分替代其他油脂，如大豆油、花生油、葵花籽油、椰子油、猪油和牛油等。棕榈油的饱和脂肪酸含量高，不易氧化变质，被广泛用于烹饪和食品制造业，也被用作食用油以及起酥油和人造奶油原料。近年来，由于生物燃料和反式脂肪酸的应用，加之国家对油脂市场发展的高度重视，棕榈油被越来越广泛地应用于许多领域。棕榈油不仅用于食品、工业等领域，而且开始成为生物能源品种，这使棕榈油有着更广阔的发展空间。

棕榈酸异丙酯(十六酸异丙酯，简称IPP)是一种低粘度亲油性非离子型表面活性剂，常温下是无色至淡黄色油状液体，不溶于水，能与乙醇、乙醚、油脂等有机溶剂混溶，具有良好的铺展性、润滑性、滋润度、保湿性、透气性等，并具有非常优秀的溶解能力和色粉分散能力，同时，它对膏体的外观、黏度、乳化颗粒大小、产品稳定性、功效和刺激性都有很大的影响。因而，广泛应用于护肤品、防晒产品、粉底、抗汗剂、洁肤产品中，尤其是在婴幼儿产品和高档化妆品中备受青睐。IPP可作为生物柴油的组分或添加剂改善生物柴油性能，如增强其润滑性，改善其凝点、冷滤点等低温流动性能。鉴于IPP的这些物理和化学特性，可以预料IPP必将成为未来工业应用的重要原料之一。

目前国内外棕榈酸异丙酯的制备方法主要有以下3种：①酰氯法(王晓春,高甲君,张新春.棕榈酸异丙酯的合成及在化妆品中的应用。四川日化，1993,(4):26)。先把氯化亚砜滴加到棕榈酸中反应生产酰氯，然后再与异丙醇反应，得到IPP。该方法由于生成SO2、HCl等强烈的毒性和化学腐蚀性的化学物质，整个系统的防泄漏和防腐要求都极其严格，且存在生产工艺复杂，一次性投资大，操作控制繁琐，生产成本高等致命缺点，在环保要求日渐提高的今天此法理所当然受到日益严格的限制，并逐渐被其它操作工艺所替代。②离子交换树脂法(蒋惠亮，朱立强.脂肪酸常压连续酯化方法的研究。精细石油化工，1996,(4):40-42)。在磺酸型离子交换树脂存在下，丙烯与棕榈酸并流通过反应床，反应得到IPP。该方法存在固定床反应器的传热、传质效果较差，操作过程无法更新催化剂等缺点。③直接酯化法。以棕榈酸和异丙醇为原料，在催化剂作用下，直接酯化合成得到IPP。主要有浓硫酸催化法和固体超强酸催化法。其中浓硫酸(卜文娟,耿全华,阮复昌.棕榈酸异丙酯的合成研究进展。香料香精化妆品，2010,48(6):49-52)容易使产物碳化，整个系统的防泄漏和防腐要求都极其严格，且废水废液对环境影响大；固体超强酸(陈建滨，崔宝玉.用固体超强酸合成棕榈酸异丙酯。化学工程师，1998,6(51):59-60)存在成本较高，且使用苯、甲苯、环己烷等作带水剂提高酯化率不易分离。

发明内容

鉴于目前棕榈酸异丙酯的制备存在的上述不足，本发明目的在于提供一种棕榈油两步转酯化合成棕榈酸异丙酯的方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种棕榈油两步转酯化合成棕榈酸异丙酯的方法：

将溶解的棕榈油与甲醇混合均匀，在催化剂的条件下进行转酯化反应，离心收集上清液得到棕榈酸甲酯；