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“地沟油”摇身变成绿色“润滑剂”

2013-04-29曹伟

科学大众(中学) 2013年9期
关键词:酯交换丙烷润滑油

曹伟

就在“地沟油”大量回流餐桌而成为国内社会公害时,广州市第二中学的李宇轩同学却让“地沟油”脱胎换骨,摇身变成绿色环保的“润滑剂”。地沟油的再利用真是不可小觑。

平日喜欢新鲜事物的李宇轩发现,近年在欧盟市场兴起了性能优良且可生物降解的、可以替代传统石油润滑油的生物润滑油。所以就萌生了用“地沟油”制备润滑油这一想法。

在3位指导老师的帮助下,李宇轩通过“地沟油”在固体酸催化酯化反应得到甘油酯,甘油酯通过和甲醇酯交换反应得到脂肪酸甲酯和副产品甘油,副产品甘油返回酯化反应成为甘油原料。再以脂肪酸甲酯和三羟甲基丙烷为原料,经酯交换反应可制备生物润滑油基础油。通过比较转化率和反应混合物中含量,探讨了催化剂种类、催化剂用量、反应时间、反应温度和反应物摩尔比对反应的影响。最佳合成条件为:催化剂为三羟甲基丙烷钾,催化剂添加量摩尔比为0.02:1,反应温度128℃,反应1小时后的摩尔比为4:1,反应压力为300Pa。此条件下,脂肪酸甲酯的转化率为为91.78%,反应混合物中三羟甲基丙烷脂肪酸三酯含量为90.11%。经分子蒸馏分离纯化后终产品三羟甲基丙烷脂肪酸三酯含量为97.02%。

项目的创新如下:

1.本项目可以为我国“地沟油”提供一条高值化的技术途径,杜绝潲水油非法流入餐桌,从源头上消除危害人民健康的食品安全隐患。

2.获得了一种新型可生物降解、环境友好的生物润滑油产品,符合国家十二五规划对环保提出的要求,有利于建设资源节约型和环境友好型社会。制备的生物润滑油(三羟甲基丙烷脂肪酸三酯)指标达到了润滑油的标准(经权威机构检测数据),且性能优异。

3.生物可降解性是比较复杂问题,本项目采取酯交换这一生物润滑油最重要的生产方法,并优化了相关工艺。在这样的条件下,得到的最终产品三酯含量大于95%,指标达到了润滑油的标准。

4.与传统矿物润滑油相比,“地沟油”分子酯构合成的绿色生物润滑油具有易降解、无毒、可再生、环境污染小等特点,可广泛应用于森林机械、水上机械、食品加工机械和对温度、压力要求不高的其他机械,可有效地防止环境的二次污染,提高资源利用率。本项目前景广阔,不考虑其他成本下的数值,可获得4 500元/吨的毛利润。

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