[發明專利]一種超聲空化金屬弱酸鹽催化地溝油制備生物柴油的方法

無效

• 申請號: 201210077331.6
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102634382A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 殷文;杜鵑;趙云峰
• 申請（專利權）人: 東營職業學院
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;C11C3/04
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 王錫洪

技術領域

本發明涉及一種制備生物柴油的方法，特別涉及一種超聲空化金屬弱酸鹽催化地溝油制備生物柴油的方法。

背景技術

????餐飲廢油(Waste?cooking?oil，WCO)一般包括:地溝油、消水油、煎炸廢油、油煙機冷凝回收油、食品企業以及相關企業產生的廢棄油脂。地溝油是一個泛概念，是對各類劣質油的通稱，也有的將它分為三類:一是狹義的地溝油，即將下水道中的油膩漂浮物(地溝油)或者將賓館、酒樓的剩飯、剩菜(通稱浴水)經過簡單加工、提煉出的油(消水油);二是劣質豬肉、豬內臟、豬皮加工以及提煉后產出的油;三是用于油炸食品的油使用次數超過規定要求后，再被重復使用或往其中添加一些新油后重新使用的油等。餐飲廢油作為食品行業的副產物，如果肆意排放將會造成嚴重環境污染，且近幾年來我國大中城市的“地溝油”“淚水油”流回餐桌事件不斷被曝光。為了規范廢油脂的利用渠道，減少對環境和人們健康的危害，為廢油脂尋找新的利用途徑成為當務之急。利用廢油脂生產綠色能源生物柴油是廢油脂最有前景的使用途徑，不僅可以降低廢油脂對環境的危害，遏制廢油脂非法利用的途徑，而且可以大大降低生物柴油的生產成本，還可得到綠色環保可再生的能源燃料，可謂一舉多得，具有重要的環保、經濟和生態多重效益。

近年來，隨著生產生物柴油技術的開發，利用WCO來生產生物柴油成為研究的熱點。一方面可以解決WCO的再利用問題，另一方面降低了生物柴油的生產成本。因此，利用WCO來生產生物柴油，是一舉兩得的事情。目前，國內90%以上的生物柴油企業都是以WCO為原料的。

目前，由地溝油制備生物柴油的方法主要為酯交換法，包括酸催化酯化法和堿催化酯化法兩種。酸催化酯化法以硫酸為催化劑，酯化產物顏色較深，副產物多，對設備的腐蝕大，后處理廢液產生環境污染問題；堿催化酯化法的工藝較復雜，反應速度慢，后處理工藝復雜。這兩種方法均存在反應時間長，反應轉化率不高，能耗多，生產成本高的問題，因此無法再商業化生產中廣泛使用。

現有的公開專利中，如CN1896183所述，采用超聲波處理餐飲廢油直接酯化合成生物柴油，可以是原有反應時間由4-8h減少到2h，但是此專利沒有采用催化劑，甲醇的使用量很大，甲醇與原料油的摩爾比為50:1，這樣反而增加了成本，另外，在無催化劑的條件下，從化學反應原理上考慮，可能無法發生酯化反應，因此這一專利的可行性還需驗證。此外，中國專利號為CN200810047999X公開了《一種用于生物柴油生產的磁性固體堿催化劑及其制備方法》，它以羰基鐵粉、?Fe₃O₄、Ni₂O₃、Co₂O₃粉末為磁基體，以硅酸鹽為活性物質，將其應用于油脂酯交換制備生物柴油反應中，用永磁鐵或磁場實現了催化劑與產物的高效快速分離回收，回收的催化劑不經過任何活化處理。其存在的問題是制作工藝復雜，不適合工業化生產。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種超聲空化金屬弱酸鹽催化地溝油制備生物柴油的方法。

其技術方案是采用以下步驟進行：

（1）將地溝油進行過濾，蒸餾脫水處理，得到原料油；

（2）將原料油和甲醇按摩爾比1—15:1的量，加入帶有超聲波探頭的反應釜中，在攪拌下加入金屬弱酸鹽作為催化劑，攪拌速度為1000-2000r/min，金屬弱酸鹽的加入量為原料油和甲醇混合物質量的0.1-3%；

（3）然后按照10℃/min速度升溫至反應溫度，將反應溫度控制在40-85℃之間，開啟超聲波發生器進行酯化反應，頻率控制在10-60KHz，功率控制在1-5kw，反應10-120min；

（4）反應完畢，將溫度冷卻至65℃，過濾催化劑將其回收再利用；

（5）過濾后的產物在真空度為0.08-0.09MPa，溫度為90-100℃下進行減壓蒸餾1-2h，除去甲醇、水及甘油，再經脫色處理即可得到生物柴油。

上述步驟（3）中酯化反應時間為10-120min。

上述的金屬弱酸鹽可以采用FeCl3、AlCl3、ZnCl2、三氟化硼、五氯化鈮或者鑭系元素的三氟甲磺酸鹽。

上述地溝油為各種餐飲業廢食用油或工廠廢油。