簡述
脂肪酸甲酯由脂肪酸甲基化生成，按照碳鏈的飽和程度可分為含有雙鍵的不飽和脂肪酸甲酯和不含雙鍵、三鍵的飽和脂肪酸甲酯。飽和脂肪酸甲酯的主要用途是前述表面活性劑的生產(chǎn)。不飽和脂肪酸甲酯出來可用于前述表面活性劑的生產(chǎn)外，還可以用于生產(chǎn)環(huán)氧脂肪酸甲酯。后者是一種重要的增塑劑，廣泛用于聚氯乙烯等樹脂的增塑，可部分代替鄰苯二甲酸鹽類增塑劑。
脂肪酸甲酯可以進(jìn)一步加工成環(huán)氧脂肪酸甲酯，而后者在增塑劑領(lǐng)域的應(yīng)用得到了有效地推廣，成為可在某種程度上替代鄰苯二甲酸鹽增塑劑的一種綠色環(huán)保型的增塑劑，生物柴油企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)型為增塑劑企業(yè)。用植物類資源生產(chǎn)的生物柴油，其碳鏈不飽和程度大，適合生產(chǎn)增塑劑；動物類油脂，由于飽和程度高，則不適合生產(chǎn)增塑劑。采用新型固體堿催化劑LDH/LDO進(jìn)行菜油酯交換反應(yīng)制備脂肪酸甲酯，產(chǎn)率達(dá)98.5%以上。該工藝操作簡單，可直接獲得脂肪酸甲酯和副產(chǎn)物甘油，催化劑可回收再生，整個(gè)過程無三廢污染[1]。
用途及研究
脂肪酸甲酯廣泛用于合成高級表面活性劑，用作高級潤滑油和燃料的添加劑、乳化劑制品、香料的溶劑等。它還是生物柴油的重要合成原料，其下游產(chǎn)品可作為改善低硫柴油潤滑性能的天然添加劑。某文[2]將豆蔻酸甲酯(C14:0)，棕櫚酸甲酯(C16:0)，硬脂酸甲酯(C18:0)，油酸甲酯(C18:1)，亞油酸甲酯(C18:2)，亞麻酸甲酯(C18:3)，蓖麻醇酸甲酯(C18:1 OH)及蓖麻油甲酯和餐飲廢油甲酯按照0.5%，1.0%，1.5%和3.0%的體積分?jǐn)?shù)添加到低硫柴油中，在高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)(high-frequency reciprocating rig,HFRR)上進(jìn)行潤滑性能測試，探究脂肪酸甲酯的碳鏈長度，不飽和度及含羥基等結(jié)構(gòu)特征對潤滑性能的影響。
結(jié)果表明，長碳鏈脂肪酸甲酯一般比短鏈潤滑效果好；碳鏈長度為十八的脂肪酸酯中，不飽和程度即碳碳雙鍵數(shù)目越高則潤滑性能越好；而在相同碳鏈長度和不飽和度條件下，含羥基的蓖麻醇酸甲酯的潤滑改善效果優(yōu)于油酸甲酯。由多種脂肪酸酯構(gòu)成的混合物生物柴油的潤滑性能要優(yōu)于某單一的純脂肪酸甲酯。在低硫柴油中，當(dāng)某飽和脂肪酸甲酯的體積分?jǐn)?shù)比例達(dá)3.0%時(shí)，或不飽和酯的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到1.5%時(shí)，或生物柴油的體積分?jǐn)?shù)達(dá)1.0%時(shí)，可使低硫柴油的潤滑性能指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。研究脂肪酸甲酯的各種結(jié)構(gòu)特征對其潤滑性能的影響及作用機(jī)制，有助于篩選合適的生物柴油組分及其添加濃度作為低硫柴油的潤滑添加劑。
發(fā)展前景
在生產(chǎn)生物柴油的同時(shí)，利用部分脂肪酸甲酯和聯(lián)產(chǎn)甘油來生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品，可大幅度提高生物柴油產(chǎn)業(yè)的利潤，促進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
以脂肪酸甲酯為原料采用精制加工和化學(xué)可以加工生產(chǎn)潤滑刺、工業(yè)溶劑、表面活性劑、脂肪醇、脂肪酸甲酯磺酸鹽等化工產(chǎn)品。這也就是說：利用脂肪酸甲酯合成大宗化工產(chǎn)品和精細(xì)化學(xué)品格越來越顯示出其強(qiáng)勁的發(fā)展?jié)摿?，也適合我國國情，順應(yīng)世界化工行業(yè)發(fā)展的趨勢。
但利用脂肪酸甲酯和甘油來生產(chǎn)何種大宗化工產(chǎn)品，應(yīng)從3個(gè)因素來考慮：①與石油原料對比，生物質(zhì)原料價(jià)格越低越好；②利用生物質(zhì)原料生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品的工藝比利用石油生產(chǎn)更具有優(yōu)勢，即工藝流程短、投資少、成本低、對環(huán)境更友好；③化工產(chǎn)品市場價(jià)格高，容易進(jìn)入銷售渠道[3]。
參考文獻(xiàn)
[1]呂亮.制備脂肪酸甲酯的新工藝研究[J].云南化工, 2000.DOI:CNKI:SUN:YNHG.0.2000-02-004.
[2]梅德清,羅演強(qiáng),沈?qū)W峰,等.脂肪酸甲酯生物柴油改善低硫柴油的潤滑性能[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2016, 32(9):5.DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.027.
[3]姚志龍,閔恩澤.生物柴油(脂肪酸甲酯)化工利用技術(shù)進(jìn)展[J].天然氣工業(yè), 2010.DOI:JournalArticle/5af591dbc095d718d826b2ef.