[發(fā)明專利]超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210179535.0
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102676242A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇有勇;王華;葉節(jié)連;吳楨芬;潘奇林;陳恒杰;施航;韓挺
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備生物柴油的方法，特別涉及超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，屬生物能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，生物柴油主要以各種動植物油脂、微生物油脂、廢棄餐飲油、植物油加工的下腳料等為原料制備，經(jīng)過酯交換反應(yīng)制備得到。生物柴油制備成本中75%是原料成本，價格高是生物柴油替代燃料商品化的主要障礙，尋求廉價原料和高效的生物柴油加工技術(shù)成為生物柴油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。在我國，每年各種農(nóng)林廢棄物的產(chǎn)量非常可觀，將這些原料制備成生物柴油，一方面可為這些廢棄物的再利用提供出路，同時也解決了生物柴油的原料問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決生物柴油制備成本高等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，經(jīng)過下列各步驟：

（1）將粉碎的農(nóng)林廢棄物與甲醇按質(zhì)量比為100︰20～30的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的2～5%的固體酸催化劑，然后在反應(yīng)溫度為250～350℃、反應(yīng)壓力為10～15MPa的條件下進行微波加熱30～60分鐘；

（2）反應(yīng)結(jié)束后將步驟（1）所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進行回收后即得到生物柴油（脂肪酸甲酯）。

所述步驟（1）的農(nóng)林廢棄物為農(nóng)作物秸稈（如小麥秸稈、玉米秸稈、稻谷秸稈等）、農(nóng)業(yè)加工剩余物（如稻殼、蔗渣、玉米芯等）、鋸末。

所述步驟（1）的粉碎是將農(nóng)林廢棄物粉碎至50～100目。

所述步驟（1）的固體酸催化劑為SO₄^2-/ZrO₂、SO₄^2-/TiO₂、SO₄^2-/ZrO₂－TiO₂、SO₄^2-/TiO₂－Fe₂O₃型固體酸。

所述步驟（1）的微波加熱是在功率為500～1000W、頻率為50Hz的微波條件下進行。

本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果：

本發(fā)明將微波裂解和超臨界甲醇酯化反應(yīng)有機結(jié)合，一方面利用微波裂解具有快速的特點，另一方面在裂解的同時將裂解產(chǎn)物及時酯化得到生物柴油，具有工藝簡單，反應(yīng)時間短，效率高，原料成本低等優(yōu)點。

具體實施方式

下面以實例進一步說明本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。

實施例1

（1）將粉碎至50目的小麥秸稈、與甲醇按質(zhì)量比為100︰20的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的2%的固體酸催化劑SO₄^2-/ZrO₂型固體酸，然后在反應(yīng)溫度為250℃、反應(yīng)壓力為10MPa下以功率為500W、頻率為50Hz的微波條件進行微波加熱30分鐘；

（2）反應(yīng)結(jié)束后將步驟（1）所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進行回收后即得到生物柴油（脂肪酸甲酯）。

實施例2

（1）將粉碎至80目的蔗渣與甲醇按質(zhì)量比為100︰25的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的3%的固體酸催化劑SO₄^2-/TiO₂型固體酸，然后在反應(yīng)溫度為300℃、反應(yīng)壓力為12MPa下以功率為800W、頻率為50Hz的微波條件進行微波加熱60分鐘；

（2）反應(yīng)結(jié)束后將步驟（1）所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進行回收后即得到生物柴油（脂肪酸甲酯）。

實施例3

（1）將粉碎至100目的鋸末與甲醇按質(zhì)量比為100︰30的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的2%的固體酸催化劑SO₄^2-/ZrO₂－TiO₂型固體酸，然后在反應(yīng)溫度為350℃、反應(yīng)壓力為15MPa下以功率為1000W、頻率為50Hz的微波條件進行微波加熱50分鐘；

（2）反應(yīng)結(jié)束后將步驟（1）所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進行回收后即得到生物柴油（脂肪酸甲酯）。

實施例4