[發明專利]貝殼粉負載的固體酸堿催化合成生物柴油的方法

無效

• 申請號: 200810219421.8
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101475822A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 李泳;張兆霞
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 湛江市三強專利事務所
• 代理人: 龐愛英

技術領域

本發明涉及固體酸堿催化催化合成生物柴油的生產方法。

背景技術

目前，制備生物柴油的方法主要有4種：直接混合法；微乳液法；熱裂解 法和酯交換法。前兩種方法雖然對植物油進行了處理，油的粘度還是遠高于 化石柴油，揮發性差，從而導致發動機噴嘴不同程度的結焦、活塞環卡死和積 碳等問題。植物油和動物脂肪裂解的缺點是生產設備昂貴，反應需在高溫下 進行，難以控制。酯交換法是利用醇類物質與植物油或動物脂肪中主要成分 甘油三酯發生酯交換反應，利用甲氧基取代長鏈脂肪酸上的甘油基，將甘油 三酯斷裂為3個長鏈脂肪酸甲酯，從而減短碳鏈長度，降低油脂粘度，改善油 脂性能，達到燃料使用要求。酯交換制備出的生物柴油具有粘度低，無需消耗 大量的能量等顯著優點，是目前生物柴油的主要生產方式。酯交換方法具體 分為酸堿催化法、酶催化法、超臨界法等。

脂肪酶法催化合成生物柴油如專利CN200410061280.3對原料品質沒有 特別要求。脂肪酶法不僅催化精煉的動植物油，還可以催化酸值較高且含一 定水分的餐飲廢油轉化成生物柴油，酶法反應條件溫和、副產品分離簡單、 可循環利用、廢水少，設備要求低等，但是，脂肪酶催化制備生物柴油存在 一系列的缺陷：反應周期較長；酶易中毒失活，如果反應中低碳醇達到一定 量時就會失活；同時脂肪酶的價格比較昂貴。超臨界法如專利 CN200510012660.2無需使用催化劑，具有環境友好、反應速率快和轉化率高 等優點，但該方法需在高溫、高壓下進行，對反應設備有很高的要求。工業化 生產中大多采用均相催化酯交換法，即液體催化劑(如濃硫酸或液體氫氧化 鈉)催化酯交換反應，但都存在很多缺點。液體堿作為催化劑，原料油和甲醇 必須嚴格脫水，否則易形成乳狀物發生皂化反應，而且，原料油中的游離酸會 損害催化劑的活性；液體酸催化劑雖然對原料油的水分和游離酸含量沒有特 殊要求，但它具有腐蝕性，對設備要求很高，而且甲醇和副產物甘油很難分離， 使成本上升。另外，采用液體酸或堿作為催化劑，在后處理過程中會排出大量 污水，造成環境污染。

發明內容

本發明的目的在于提供一種條件溫和、轉化率高、催化劑處理簡單可循 環利用、成本低且消除污染的貝殼粉負載的固體酸堿催化合成生物柴油的方 法。

本發明貝殼粉負載的固體酸堿催化合成生物柴油的方法包括以下步驟：

將原料油脂、低碳醇與貝殼粉負載的固體酸催化劑按質量比 100:5～20:0.2～3加入反應器內攪拌，溫度為60～120℃，同時通入低碳醇蒸汽， 反應2～4后，濾除固體酸并分離除水；將濾液、低碳醇與貝殼粉負載的固體 堿按質量比100:5～20:0.2～3加入反應器內攪拌，溫度為5-100℃，同時通入 低碳醇蒸汽，1～3后濾除固體堿，分離甘油，蒸出低碳醇得淡黃色生物柴油。

所述的貝殼粉為牡蠣殼粉、螺殼粉、蛤殼粉、貝殼粉或它們的任意混合 物。

所述的原料油脂是指動物油、植物油、廢棄食用油、地溝油與泔水油中 的至少一種。

所述的低碳醇為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇。

所述的固體堿催化劑為活化貝殼粉負載的堿金屬與非堿金屬有效組分 合成的。

所述的固體酸催化劑為活化貝殼粉負載的磺酸有效組分合成的。

所述的分離甘油是指靜止分層分離或根據不同溫度下固液態不同的分 離。

所述的原料油脂、低碳醇與貝殼粉的質量比為100:5～20:0.2～3。

所述的活化貝殼粉是指將貝殼粉在常溫下用弱酸性0.01～0.1mol/L水溶 液清洗，低溫50～100℃預燒蒸發水份，充分脫水。

所述的貝殼粉負載固體酸或堿的負載方法是固相研磨合成、旋涂、蘸涂、 等離子噴涂、浸漬或熱噴涂。

本發明貝殼粉負載的固體酸堿催化合成生物柴油的方法具有如下性能 特點：

(1)適合于各種高酸值原料油脂，反應條件溫和在常溫常壓下就可進 行，能耗低，催化劑處理簡單可循環利用。

(2)簡化了生產工藝，不僅降低了成本，而且消除了環境污染，易于 產業化生產。

(3)與單純酸催化相比，具有反應時間短、無污染、條件溫和的優點。

(4)與單純堿催化相比，具有無污染、條件溫和、原料油脂適應范圍 廣(不僅可以處理酸價低的原料，還可以處理高酸值原料)的優點。

附圖說明