脂肪酸甲酯的应用及发展前景

简述

脂肪酸甲酯由脂肪酸甲基化生成，按照碳链的饱和程度可分为含有双键的不饱和脂肪酸甲酯和不含双键、三键的饱和脂肪酸甲酯。饱和脂肪酸甲酯的主要用途是前述表面活性剂的生产。不饱和脂肪酸甲酯出来可用于前述表面活性剂的生产外，还可以用于生产环氧脂肪酸甲酯。后者是一种重要的增塑剂，广泛用于聚氯乙烯等树脂的增塑，可部分代替邻苯二甲酸盐类增塑剂。

脂肪酸甲酯可以进一步加工成环氧脂肪酸甲酯，而后者在增塑剂领域的应用得到了有效地推广，成为可在某种程度上替代邻苯二甲酸盐增塑剂的一种绿色环保型的增塑剂，生物柴油企业纷纷转型为增塑剂企业。用植物类资源生产的生物柴油，其碳链不饱和程度大，适合生产增塑剂；动物类油脂，由于饱和程度高，则不适合生产增塑剂。采用新型固体碱催化剂LDH/LDO进行菜油酯交换反应制备脂肪酸甲酯，产率达98.5%以上。该工艺操作简单，可直接获得脂肪酸甲酯和副产物甘油，催化剂可回收再生，整个过程无三废污染[1]。

用途及研究

脂肪酸甲酯广泛用于合成高级表面活性剂，用作高级润滑油和燃料的添加剂、乳化剂制品、香料的溶剂等。它还是生物柴油的重要合成原料，其下游产品可作为改善低硫柴油润滑性能的天然添加剂。某文[2]将豆蔻酸甲酯(C14:0)，棕榈酸甲酯(C16:0)，硬脂酸甲酯(C18:0)，油酸甲酯(C18:1)，亚油酸甲酯(C18:2)，亚麻酸甲酯(C18:3)，蓖麻醇酸甲酯(C18:1 OH)及蓖麻油甲酯和餐饮废油甲酯按照0.5%，1.0%，1.5%和3.0%的体积分数添加到低硫柴油中，在高频往复试验机(high-frequency reciprocating rig,HFRR)上进行润滑性能测试，探究脂肪酸甲酯的碳链长度，不饱和度及含羟基等结构特征对润滑性能的影响。

结果表明，长碳链脂肪酸甲酯一般比短链润滑效果好；碳链长度为十八的脂肪酸酯中，不饱和程度即碳碳双键数目越高则润滑性能越好；而在相同碳链长度和不饱和度条件下，含羟基的蓖麻醇酸甲酯的润滑改善效果优于油酸甲酯。由多种脂肪酸酯构成的混合物生物柴油的润滑性能要优于某单一的纯脂肪酸甲酯。在低硫柴油中，当某饱和脂肪酸甲酯的体积分数比例达3.0%时，或不饱和酯的体积分数达到1.5%时，或生物柴油的体积分数达1.0%时，可使低硫柴油的润滑性能指标满足相关标准。研究脂肪酸甲酯的各种结构特征对其润滑性能的影响及作用机制，有助于筛选合适的生物柴油组分及其添加浓度作为低硫柴油的润滑添加剂。

发展前景

在生产生物柴油的同时，利用部分脂肪酸甲酯和联产甘油来生产高附加值化工产品，可大幅度提高生物柴油产业的利润，促进生物柴油产业健康发展。

以脂肪酸甲酯为原料采用精制加工和化学可以加工生产润滑刺、工业溶剂、表面活性剂、脂肪醇、脂肪酸甲酯磺酸盐等化工产品。这也就是说：利用脂肪酸甲酯合成大宗化工产品和精细化学品格越来越显示出其强劲的发展潜力，也适合我国国情，顺应世界化工行业发展的趋势。

但利用脂肪酸甲酯和甘油来生产何种大宗化工产品，应从3个因素来考虑：①与石油原料对比，生物质原料价格越低越好；②利用生物质原料生产大宗化工产品的工艺比利用石油生产更具有优势，即工艺流程短、投资少、成本低、对环境更友好；③化工产品市场价格高，容易进入销售渠道[3]。

参考文献

[1]吕亮.制备脂肪酸甲酯的新工艺研究[J].云南化工, 2000.DOI:CNKI:SUN:YNHG.0.2000-02-004.

[2]梅德清,罗演强,沈学峰,等.脂肪酸甲酯生物柴油改善低硫柴油的润滑性能[J].农业工程学报, 2016, 32(9):5.DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.027.

[3]姚志龙,闵恩泽.生物柴油(脂肪酸甲酯)化工利用技术进展[J].天然气工业, 2010.DOI:JournalArticle/5af591dbc095d718d826b2ef.