[發(fā)明專利]一種用于煤浮選的生物柴油及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210079628.6
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102847612A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瑞豐;張繼龍;于峰;馬靜紅;張琪;王會剛;王向濤
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學
• 主分類號: B03D1/008
• 分類號: B03D1/008;C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種用于煤浮選的生物柴油及其制備方法屬于廢棄油的利用、生物柴油的制備和煤浮選劑的制備及應(yīng)用領(lǐng)域。具體而言涉及一種利用廢棄油經(jīng)中孔超強酸材料催化酯化制備用于煤浮選的生物柴油及其制備方法。

背景技術(shù)

煤的浮選是通過浮選劑將精煤與礦物灰分分開，從而得到優(yōu)質(zhì)的精煤。目前選煤行業(yè)使用的浮選劑普遍為石油基煤油或柴油作捕收劑配仲辛醇起泡劑來使用,?浮選效果是通過精煤產(chǎn)率和精煤灰分來評價。由于石油資源的緊缺，使用石油基柴油或煤油作浮選劑不僅使選煤生產(chǎn)成本攀升，還可能將其中的硫分代入到浮選煤中而降低煤質(zhì)。因此在石油能源緊缺和推動節(jié)能降耗發(fā)展的情況下，選用綠色環(huán)保和降低浮選成本的選煤浮選劑，對促進煤浮選的發(fā)展,?滿足煤浮選工業(yè)的需要都具有十分重要的現(xiàn)實意義。

生物柴油與石油柴油相比，具有閃點高，儲存運輸安全，自身可生物降解，對環(huán)境友好等優(yōu)點，而且其燃燒排放物中二氧化硫、硫化物、二氧化碳等有害物含量低，符合環(huán)保要求。生物柴油代替石油柴油可以緩解柴油供應(yīng)緊缺的狀況，進而緩解石油供給危機。但是，由于生物柴油作為燃料要求脂肪酸甲酯含量大于96.5%，所以要求生產(chǎn)工藝復(fù)雜，增加生產(chǎn)成本，很難在市場推廣。而如果將生物柴油應(yīng)用于一種對脂肪酸甲酯的含量要求不高的行業(yè)，則可以降低成本，利于市場推廣，更符合綠色環(huán)保能源的要求。

生物柴油的制備是以動植物油脂為原料，用甲醇或乙醇在催化劑作用下經(jīng)酯交換而制成，其方法有酸堿催化法、生物酶催化法和超臨界法。采用均相酸或堿催化制生物柴油（如CN1473907A、DE3444893等）需要中和除去催化劑，產(chǎn)生大量含廢堿或廢酸等的廢水，污染環(huán)境。因此，多相固體酸或堿催化劑成為研究的熱點，CN101338215A公開了以V₂O₅等固體酸催化劑制備生物柴油的方法，但其轉(zhuǎn)化率在79%～98%。CN101289629A公開了以生物質(zhì)基磺化炭為催化劑的一步制備生物柴油的方法，制備的生物柴油達到GB/T20828-2007的指標，但其催化劑制備受原材料影響大。CN101294096A公開了采用納米晶須催化劑在超聲波條件下反應(yīng)，產(chǎn)率達97%，但其使用的超聲反應(yīng)條件在工業(yè)上較難實現(xiàn)。同時生物柴油的工業(yè)化生產(chǎn)主要取決于原料油脂的成本,?而以泔水油、地溝油等廢棄油作為生物柴油的生產(chǎn)原料可大大降低其生產(chǎn)成本。CN200610200554.1、CN200610125581.7?和CN200710130710.6?分別公開了采用三氯化鐵和堿，對甲苯磺酸、四氯化錫和濃硫酸的混合物以及樹脂催化劑，利用廢棄油脂制備生物柴油的方法。以上等方法制備出的生物柴油主要作為燃料來使用，而作為煤浮選劑的應(yīng)用還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開一種用于煤浮選的生物柴油及其制備方法，其目的在于尋求一種廉價、環(huán)保和有效的煤浮選劑以滿足現(xiàn)代煤浮選工業(yè)對浮選劑及其浮選效果的要求。

本發(fā)明一種用于煤浮選的生物柴油，其特征在于所述的生物柴油中脂肪酸甲酯含量大于63%，甘油單脂肪酸酯含量小于25%，甘油二脂肪酸酯含量小于10%，甘油三脂肪酸酯含量小于2%。

上述的一種用于煤浮選的生物柴油的制備方法，其特征在于該方法是以廢棄油為原料，經(jīng)催化酯化制得生物柴油，其中的催化劑為中孔超強酸固體催化劑，所制備生物柴油可直接作為浮選劑用于煤的浮選。其具體工藝為：

1、在帶攪拌的間歇式反應(yīng)釜中，按醇油摩爾比10-20:1將甲醇和廢棄油混合，再加入5-10%廢棄油質(zhì)量的中孔固體超強酸催化劑，反應(yīng)溫度120-200℃，反應(yīng)壓力0.1-6.5MPa，反應(yīng)時間0.5-3h，反應(yīng)后過濾出催化劑，將產(chǎn)物靜置分層。

2、待上述中的產(chǎn)物分層后，取上層液和催化劑繼續(xù)加入到反應(yīng)釜中，再加入與上述中等量的甲醇，在150-200℃，0.5-4MPa下反應(yīng)0.5-1h，反應(yīng)后過濾出催化劑，將產(chǎn)物靜置分層，取上層液即可獲得生物柴油。

上述一種用于煤浮選的生物柴油的制備方法，其特征在于該方法中所用的廢棄油中游離脂肪酸的含量在2%-60%，甘油三脂肪酸酯含量在40%-98%。

上述一種用于煤浮選的生物柴油的制備方法，其特征在于該方法中所用的中孔固體超強酸催化劑為中孔氧化硅-氧化鋯或多孔氧化鋯負載SO₄^2-催化劑，比表面積為200-600?m²/g，孔徑為1.6-6.4nm。