本发明属于催化有机合成技术领域，具体的说，涉及一种zsm-5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用。
背景技术：
脂肪酸低碳醇酯是重要的化工添加剂，也是未来的替代能源，具有可生物降解、污染物排放低等优点。现如今酯化反应多采用离子液体作为催化剂，这类催化剂对反应设备的材料要求高，反应时间长、能耗大，产物分离代价高，并且产品处理中产生废酸，不符合绿色环保的化工理念。采用生物酶法时，短链脂肪醇对酶具有生物毒性，降低了酶的使用寿命，反应周期太长，难以应用于实际生产。而采用固体超强酸作为酯化催化剂，因含有高毒性的贵、重金属氧化物，且在高温时易析出，降低了产品的品质色泽。因此寻求一种绿色高效、寿命长、易分离的新型固体酯化反应催化剂，成为当今研究的热点。
技术实现要素：
鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种zsm-5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用。本发明以zsm-5分子筛催化剂催化硬脂酸和甲醇发生酯化反应合成硬脂酸甲酯，催化剂催化活性高、催化剂易回收的同时，酯化成本低廉、酯化反应转化率高。本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种zsm-5分子筛催化剂在制备硬脂酸甲酯中的应用，zsm-5分子筛
催化剂中的sio2/alo3的摩尔比为20:1～150:1。
本发明中，应用方法如下：其以硬脂酸和无水甲醇为原料，在zsm-5分子筛催化剂作用下，加热条件下发生酯化反应，制备得到硬脂酸甲酯。
本发明中，zsm-5分子筛催化剂的比表面积bet为350～460m3/g，平均粒度为0.5～2.8μm。
本发明中，使用zsm-5分子筛催化剂时，其需要先经过马弗炉干燥处理，干燥温度为250～350℃，干燥时间2～6h。
本发明中，硬脂酸与无水甲醇、zsm-5分子筛催化剂的投料质量比为1:（0.2～0.5）:（0.001～0.008）。
本发明中，硬脂酸与无水甲醇、zsm-5分子筛催化剂的投料质量比为1:（0.3～0.4）:（0.001～0.006）。
本发明中，酯化反应的温度120～180℃，反应时间为2～6h。
本发明中，酯化反应的温度为160~180℃，反应时间为4~6h。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种以zsm-5分子筛催化作为酯化反应催化剂在合成硬脂酸甲酯中的应用，其通过催化剂催化硬脂酸与甲醇发生非均相催化酯化反应，制得硬脂酸甲酯；zsm-5分子筛催化剂具有比表面积大，热稳定性好，寿命长，易于分离等优点，其对硬脂酸与甲醇的酯化反应体系具有高催化活性，在催化剂投加量较少时（添加量为硬脂酸质量的0.1～0.8%）亦能保持较高的反应转化率，转化率可以达到94.3%。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种zsm-5分子筛催化剂在硬脂酸与甲醇酯化反应体系中的应用；应用方法具体包括以下步骤：
称取0.03gsio2/alo3摩尔比为20的zsm-5分子筛催化剂，其比表面积bet为447m3/g，平均粒径为0.63μm，放置在马弗炉中350℃干燥6h；将上述0.03gsio2/alo3摩尔比为20的zsm-5分子筛催化剂与30g硬脂酸、9g甲醇加入微型反应釜，反应温度为120℃，反应时间为2h；以gb9104.3-88工业硬脂酸试验方法酸值的测定方法测定产物中硬脂酸酸值，并利用公式1计算硬脂酸转化率，在上述条件下，硬脂酸转化率为45.7%。
公式1
实施例2
一种固体酸催化剂zsm-5分子筛在硬脂酸与甲醇酯化反应体系中的应用，应用方法具体包括以下步骤：
称取0.24gsio2/alo3摩尔比为150的zsm-5分子筛催化剂，其比表面积bet为460m3/g，平均粒径为1.86μm，放置在马弗炉中250℃干燥2h；将上述0.24gsio2/alo3摩尔比为150的zsm-5分子筛催化剂与30g硬脂酸、15g甲醇加入微型反应釜，反应温度为150℃，反应时间为4h；以gb9104.3-88工业硬脂酸试验方法酸值的测定方法测定产物中硬脂酸酸值，并利用公式1计算硬脂酸转化率，在上述条件下，硬脂酸转化率为77.7%。
实施例3
一种固体酸催化剂zsm-5分子筛在硬脂酸与甲醇酯化反应体系中的应用，应用方法具体包括以下步骤：
称取0.18gsio2/alo3摩尔比为55的zsm-5分子筛催化剂，其比表面积bet为377m3/g，平均粒径为2.53μm，放置在马弗炉中300℃干燥4h；将上述0.18gsio2/alo3摩尔比为55的zsm-5分子筛催化剂与30g硬脂酸、9g甲醇加入微型反应釜，反应温度为160℃，反应时间为6h；以gb9104.3-88工业硬脂酸试验方法酸值的测定方法测定产物中硬脂酸酸值，并利用公式1计算硬脂酸转化率，在上述条件下，硬脂酸转化率为94.3%。
实施例4
一种固体酸催化剂zsm-5分子筛在硬脂酸与甲醇酯化反应体系中的应用，应用方法具体包括以下步骤：
称取0.09gsio2/alo3摩尔比为20的zsm-5分子筛催化剂，其比表面积bet为447m3/g，平均粒径为0.63μm，放置在马弗炉中350℃干燥2h；将上述0.09gsio2/alo3摩尔比为20的zsm-5分子筛催化剂与30g硬脂酸、9g甲醇加入微型反应釜，反应温度为180℃，反应时间为4h；以gb9104.3-88工业硬脂酸试验方法酸值的测定方法测定产物中硬脂酸酸值，并利用公式1计算硬脂酸转化率，在上述条件下，硬脂酸转化率为88.6%。
实施例5
一种固体酸催化剂zsm-5分子筛在硬脂酸与甲醇酯化反应体系中的应用，应用方法具体包括以下步骤：
称取0.24gsio2/alo3摩尔比为55的zsm-5分子筛催化剂，其比表面积bet为377m3/g，平均粒径为2.53μm，放置在马弗炉中300℃干燥6h；将上述0.24gsio2/alo3摩尔比为55的zsm-5分子筛催化剂与30g硬脂酸、6g甲醇加入微型反应釜，反应温度为140℃，反应时间为6h；以gb9104.3-88工业硬脂酸试验方法酸值的测定方法测定产物中硬脂酸酸值，并利用公式1计算硬脂酸转化率，在上述条件下，硬脂酸转化率为79.4%。
实施例6
一种固体酸催化剂zsm-5分子筛在硬脂酸与甲醇酯化反应体系中的应用，应用方法具体包括以下步骤：
称取0.18gsio2/alo3摩尔比为150的zsm-5分子筛催化剂，其比表面积bet为460m3/g，平均粒径为1.86μm，放置在马弗炉中300℃干燥4h；将上述0.24gsio2/alo3摩尔比为150的zsm-5分子筛催化剂与30g硬脂酸、12g甲醇加入微型反应釜，反应温度为180℃，反应时间为6h；以gb9104.3-88工业硬脂酸试验方法酸值的测定方法测定产物中硬脂酸酸值，并利用公式1计算硬脂酸转化率，在上述条件下，硬脂酸转化率为91.9%。
实施例7
一种固体酸催化剂zsm-5分子筛在硬脂酸与甲醇酯化反应体系中的应用，应用方法具体包括以下步骤：
称取0.09gsio2/alo3摩尔比为55的zsm-5分子筛催化剂，其比表面积bet为377m3/g，平均粒径为2.53μm，放置在马弗炉中300℃干燥4h；将上述0.24gsio2/alo3摩尔比为55的zsm-5分子筛催化剂与30g硬脂酸、9g甲醇加入微型反应釜，反应温度为180℃，反应时间为4h；以gb9104.3-88工业硬脂酸试验方法酸值的测定方法测定产物中硬脂酸酸值，并利用公式1计算硬脂酸转化率，在上述条件下，硬脂酸转化率为89.1%。
以上所述仅是本发明部分实施例，应当指出，对于本技术领域的相关人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，可以对实施例做适当改进和修饰，但这些改进和修饰也全视为本发明的保护范围。