脂肪酸甲酯制备烷醇酰胺的工艺技术(二)

脂肪酸甲酯制备烷醇酰胺的工艺技术（二）

字体大小：大| 中| 小2011-03-06 14:09 阅读(559) 评论(0)分类：

2实验部分

酰胺分子由于羰基双键上的电子与氨基氮原子的电子形成共轭体系，减弱了其碱性，使氨基上的氢原子活泼，酰胺属中性物质，化学稳定性好，工业上可以由脂肪酸与酰胺反应制取，但脂肪酸对设备腐蚀性大，生产设备需采用不锈钢制造，用脂肪酸生产烷醇酰胺，副反应多，制品中烷醇酰胺含量仅55 %左右。

本文采用甲酯法制备烷醇酰胺，脂肪酸甲酯沸点通常比脂肪酸低30 ℃，易于分离和精制，节约能源，可避免高温下脂肪酸氧化。脂肪酸甲酯可以替代脂肪酸参与多种化学反应，且脂肪酸甲酯比脂肪酸更容易提纯分离，尤其是高纯制品。脂肪酸甲酯比脂肪酸易于氨化，因此甲酯法生产的产品纯度高，酰胺含量高，副产物少，色泽浅[14]。脂肪酸甲酯与脂肪酸相比有很多优点，如贮藏稳定性好、沸点低、分馏容易、能耗低、腐蚀性小等。随着人们对脂肪酸甲酯的深入研究，其用途也在不断扩大，除直接用作柴油机燃料外还被广泛地应用于脂肪酸甲酯乙氧基化物（FMEE）、脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）、脂肪醇、酰胺、脂肪胺等表面活性剂和二聚酸及其衍生物等的制备[13]。

2.1反应机理

脂肪酸甲酯直接与二乙醇胺的反应，首先要对原料进行预处理，使脂肪酸含量尽量低，保证产品的纯度高。脂肪酸甲酯与二乙醇胺在适当的条件下反应可得脂肪酸二乙醇酰胺，如产物中有过量的二乙醇胺，则多余的二乙醇胺与产物二乙醇酰胺结合在一起，增加了产品的水溶性[10]。方程式如下：

RCOOCH3+HN(C2H4OH)2RCON(C2H4OH)2+CH3OH

碱性催化剂作用下的酰化反应，首先是二乙醇胺与碱作用，氮原子失去一个H+离子，使二乙醇胺的氮原子带上负电荷，因而氮原子上的电子云密度增大，由于甲酯酯键中的碳氧双键中氧原子电负性大于碳原子，碳氧双键之间成键的电子云偏向氧原子而使碳原子带部分正电荷，因此带负电荷的二乙醇胺负离子首先与碳原子结合形成中间体，后者失去一分子甲氧基负离子，生成烷醇酰胺。

2.2药品和仪器

2.2.1 药品

表1 药品及试剂一览表

实验药品生产厂家规格

盐酸固安县清远化工厂分析纯

脂肪酸甲酯辛集

二乙醇胺天津市永大化学试剂开发中心分析纯

三乙醇胺石家庄市有机化工厂分析纯

氢氧化钾天津市博迪化工有限公司分析纯

无水碳酸钠北京北北精细化学品有限责任公司分析纯

95 %乙醇天津市永大化学试剂开发中心食品级

溴酚蓝自制指示剂

酚酞自制指示剂

氨水石家庄市华迪化工有限公司分析纯

2.2.2 仪器

表2 实验仪器及设备一览表

名称型号生产厂家旋转粘度计NDJ－1 上海昌吉地质仪器有限公司

恒温水浴锅HH－2 江苏金坛荣华仪器制造有限公司

循环水真空泵SHB－5Q 郑州杜甫仪器厂

电热鼓风干燥箱101－2 天津市华北实验仪器有限公司

电子天平JJ200常熟双杰测试仪器厂

2.3降低原料油的酸值

2.3.1 酸值的测定

a) 氢氧化钾标准滴定溶液C KOH=0.2 mol/L；酚酞指示液，10 g/L；95 %乙醇

b) 操作

1) 量取150 mL，95 %乙醇于锥形瓶中，加6～10 滴酚酞指示剂，以

C KOH=0.2 mol/L氢氧化钾标准滴定溶液滴定至微红色，备用。

2) 称取硬脂酸样品1 g，置于250 mL锥形瓶中，加入约70 mL中和过的95 %乙醇，在水浴上加热使其溶解。剩余的乙醇作为滴定的比色标准。

3) 用氢氧化钾标准滴定溶液滴定试样的乙醇溶液，直至标准颜色相同，保持30 s不褪色为终点[15]。

酸值= mg/g

C—氢氧化钾标准滴定溶液的准确浓度，mol/L；

V—滴定耗用氢氧化钾标准滴定溶液的体积，mL；

m—式样的质量，g

经测定原油酸值为2.201，按照实验要求，应降至1以下。

2.3.2 降低酸值方法

a) 原理

降低酸值是通过加入碱中和原料甲酯中的脂肪酸，本文采用碳酸钠、氨水和三乙醇胺降低原料甲酯的酸值。

碳酸钠为白色粉末或细粒状结晶体。能溶于水，尤能溶于热水中，水溶液呈强碱性。微溶于无水乙醇，不溶于丙酮。与酸类起中和作用生成盐类，也能与许

多盐类起分解作用。

市售浓氨水的密度为0.91 g/cm3，浓度约为28%(质量百分数)。能溶于水、乙醇、醚。与酸中相反应产生热，有强烈的刺激臭味；对人体的眼、鼻及破损皮

肤有敏感的刺激性；有腐蚀性。在氨水中既有自由的氨分子，也有水合氨分子和

铵离子，主要形成水合氨分子，实质上是氨分子和水供给的氢以配位键相结合形

成的。只有一小部分水合氨分子电离成铵根离子和氢氧根离子，故溶液显弱碱性。

25 ℃时，氨水的电离常数为K=1.8×10-5。氨水吸收二氧化碳，生成碳酸氢铵；

吸收二氧化硫，生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵。在常温下氨水可被Cl2、KMnO4等

强氧化剂氧化；跟酸反应生成铵盐。

三乙醇胺：分子式为N(C2H4OH)3，无色粘稠液体。在空气中变黄褐色。有吸湿性，溶于水、乙醇和氯仿，微溶于乙醚和苯。有碱性，能吸收二氧化碳和硫

化氢等气体。

b) 溶液的配制

1) 氢氧化钾标准溶液C KOH=0.2 mol/L

取1.122 g氢氧化钾固体，加少量蒸馏水溶解，最后定容至100 mL，即得

C KOH=0.2 mol/L

2) 碳酸钠溶液C=2 mol/L

取105.99 g无水碳酸钠，加少量蒸馏水溶解，最后定容至500 mL，即得C=2 mol/L

c) 步骤

取7个试管，每个试管中加入15 g原料油，分别加入碳酸钠溶液，氨水，三乙醇胺，碳酸钠溶液和氨水，碳酸钠溶液和三乙醇胺，氨水和三乙醇胺，碳酸钠

和氨水和三乙醇胺，观察现象，

表3 不同加碱方式的比较

组分酸值降低的程度现象碳酸钠溶液低絮状沉淀，悬浮状，试管最底部为水氨水较高，但所需时间较长下部为沉淀层和水层，沉淀层表面为黄色液体三乙醇胺较低沉淀量少，但酸值较低

碳酸钠溶液+氨水较高底部有沉淀，沉淀上层为橙色，下层为白色碳酸钠溶液+三乙醇胺较高上层混浊，下层有沉淀氨水+三乙醇胺较高，所需时间长上层清亮，下部为白色沉淀通过改变碳酸钠（2 mol/L）、浓氨水、三乙醇胺三者混合加入量，来找到最