白土催化合成二聚酸聯(lián)產(chǎn)油酸工藝研究

汪之禾, 王菊香, 陸向紅, 計(jì)建炳

(浙江工業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院, 浙江省生物燃料利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 石油和化工行業(yè)生物柴油技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室, 浙江 杭州 310014)

1 前 言

二聚酸(fatty acid dimers, DA)是由兩個(gè)不飽和脂肪酸，通常是油酸(oleic acid, OA)或亞油酸(linoleic aicd, LA)二聚得到的聚合脂肪酸。目前，二聚酸主要用于制備聚酰胺樹脂、聚氨酯等材料，此外它還在油墨、涂料、粘合劑、抗磨劑、柔順劑、抗靜電劑的生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。白土廉價(jià)易得并且容易和產(chǎn)物分離，加之其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)十分適合催化合成二聚酸，因此被廣泛應(yīng)用于二聚酸的工業(yè)化生產(chǎn)中。白土的催化活性主要來自其層間酸性中心：可以接受孤電子對(duì)的層間陽離子是白土Lewis酸(L酸)中心，氫離子以及與層間陽離子結(jié)合的極化水分子是白土Br?nsted酸(B酸)中心[1]。白土催化合成二聚酸機(jī)理如圖1所示，亞油酸可以在L酸中心作用下和油酸(或亞油酸)通過Diels-Alder反應(yīng)機(jī)理形成二聚酸[2]，也可以在B酸中心作用下和油酸(或亞油酸)通過正碳離子機(jī)理轉(zhuǎn)化為二聚酸[3-4]。油酸轉(zhuǎn)化為二聚酸通常要經(jīng)過以下過程：油酸先經(jīng)過氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)轉(zhuǎn)化為亞油酸，形成的亞油酸再通過Diels-Alder或正碳離子機(jī)理和油酸(或亞油酸)反應(yīng)生成二聚酸[5]。油酸的氫轉(zhuǎn)移過程是速率控制步驟[5]，因此油酸的轉(zhuǎn)化速率和亞油酸相比較慢，導(dǎo)致二聚酸產(chǎn)率不高。

圖1白土催化合成二聚酸機(jī)理Fig.1 Mechanism of dimerization catalyzed by clay

為了提高油酸轉(zhuǎn)化率，近年來研究者嘗試了多種方法，但是效果并不顯著。趙素英等[6]使用氯化鋁改性提高白土酸性并測(cè)試了改性白土的催化性能，油酸的轉(zhuǎn)化率為41.7%，僅提高3.3%?！?br>