Трансестерифікація тригліцеридів аліфатичними спиртами на цеолітах

Abstract

Наведено результати дослідження закономірностей трансестерифікації тригліцеридів аліфатичними спиртами C1–С3 у присутності гетерогенних каталізаторів – цеолітів марок NaX, NaY та СаА. Визначено вплив виду цеоліту на конверсію та початкову швидкість трансестерифікації тригліцеридів. Встановлено, що закономірності трансестерифікації тригліцеридів у присутності досліджених каталізаторів є схожими. Показано, що у початковий період реакції відбувається перетворення основної кількості тригліцеридів. Встановлено, що при метанолізі конверсія тригліцеридів за перші 60 хв. реакції досягає 86–96 %, тоді як при трансестерифікації етанолом чи пропан-1-олом – 29– 63%. Подальше збільшення тривалості реакції до 150 хв. практично не впливає на конверсію тригліцеридів при їх трансестерифікації метанолом, та дає змогу підвищити її на 8–11% при трансестерифікації етанолом та пропан-1-олом. Показано, що конверсія тригліцеридів, що досягається за 150 хв. добре корелює із значенням конверсії тригліцеридів за початковий період реакції. Встановлено, що конверсія тригліцеридів за 150 хв. при каталізі цеолітами NaX та NaY є значно вищою, ніж при застосуванні як каталізатора цеоліту СаА. Зроблено висновок, що конверсію тригліцеридів істотно впливає виді іону лужного чи лужноземельного металу, що входить до складу цеоліту, і значно менше будова його кристалічної гратки. Показано, що каталітична активність цеолітів залежить від катіону лужного чи лужноземельного металу, що входить до його складу. Початкова швидкість реакції трансестерифікації тригліцеридів метанолом є в 1,7–4,3 рази вищою, ніж при трансестерифікації етанолом чи пропан-1-олом. Показано, що початкова швидкість трансестерифікації тригліцеридів при каталізі цеолітами NaX та NaY є в 1,6–3,1 рази вищою, ніж при каталізі цеолітом СаА. Встановлено, що існує задовільна кореляція між початковою швидкістю трансестерифікації та конверсією тригліцеридів.

The regularities of triglyceride transesterification by C1-C3 aliphatic alcohols catalyzed by NaX, NaY, and CaA zeolites have been studied. The zeolite's type effect on the triglyceride conversion and transesterification initial rate has been determined. It has been established that the triglyceride transesterification regularities by the catalysis of the investigated zeolites are similar. It has been shown that the triglycerides basic amount conversion occurs in the initial reaction period. It has been found that the triglycerides conversion during the first 60 min of the methanolysis reaction reaches 86-96 %, while during triglyceride transesterification by ethyl or propyl alcohols conversion reaches 29-63 % only. Further increase of the reaction's duration up to 150 min practically does not affect the triglycerides conversion during their transesterification by methyl alcohol. The triglyceride conversion increases by 8-11% during transesterification by ethyl and propyl alcohols. It has been shown that the triglyceride conversion achieved in 150 min correlates well with the value of triglyceride conversion during the initial reaction period. It has been found that the triglyceride conversion in 150 min by the catalysis of NaX and NaY zeolites is significantly higher than when using CaA zeolite. It has been concluded that the triglyceride conversion is significantly affected by alkali or alkaline earth metal ions that are part of the zeolite and much less by the structure of its crystal lattice. It has been shown that the zeolites' catalytic activity depends on the cation of alkali or alkaline earth metals in their composition. The triglyceride transesterification initial reaction rate by methanol is 1.7-4.3 times higher than that of transesterification by ethyl or propyl alcohols. It has been shown that the triglyceride transesterification initial reaction rate by catalysis of NaX and NaY zeolites is 1.6-3.1 times higher than that catalyzed by CaA zeolite. It has been found that there is a satisfactory correlation between the transesterification initial rate and the triglyceride conversion