[發(fā)明專利]一種生物柴油的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610026895.5
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105695106A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁杰鋒;楊云;蔣小平;李建華
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西闊能霸能源科技開發(fā)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11C1/08;C10L1/02
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種生物柴油的制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前全球石油需求不斷增長與化石能源目漸枯竭的矛盾日益突出，能源供給形勢越來越緊張，國際市場原油價格持續(xù)大幅上漲，能源的多元化、可再生化和清潔化已成為人類社會發(fā)展的必然選擇，開發(fā)生物質(zhì)能源是解決全球能源危機的方向之一，作為新型替代能源的生物柴油在世界各國發(fā)展迅速。生物柴油是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕櫚等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換或熱化學(xué)工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。

生物柴油具有下述獨特的性能優(yōu)勢：(1)生物能源為可再生性能：作為可再生能源，與石油儲量不同，其通過農(nóng)業(yè)和生物資源獲得，可供應(yīng)量不會枯竭，而且生物柴油的生物降解性高于常規(guī)柴油，可在自然狀況下實現(xiàn)生物降解，減少對人類生存環(huán)境的污染。(2)具有優(yōu)良的環(huán)保特性：主要表現(xiàn)在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低；生物柴油中不含對環(huán)境會造成污染的芳香族烷烴，因而廢氣對人體損害低于柴油。(3)較好的潤滑性能，使噴油泵、發(fā)動機缸體和連桿的磨損減小，使用壽命長。(4)良好的燃料性能：生物柴油十六烷值高，使其燃燒性好于柴油，燃燒殘留物呈微酸性使催化劑和發(fā)動機機油的使用壽命延長。(5)制備生物柴油的原料來源比較廣泛：包括油料作物、野生油料植物和水藻植物油脂以及動物油脂都可以作為原料，甚至可以利用餐飲業(yè)中的廢油、地溝油作為原料，可以做到回收垃圾變廢為寶的目的等優(yōu)點。

我國是石油資源相對貧乏的國家，但木本油料資源及其豐富，隨著對能源用木本油料作物的研究、開發(fā)和利用的不斷深入，生物質(zhì)能源在我國發(fā)展?jié)摿薮螅l(fā)展木本油料生物柴油產(chǎn)業(yè)不僅有利于解決石油替代、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和“三農(nóng)”問題，還可為為我國林業(yè)產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展契機。白檀(Symplocospaniculata(Thunb.)Miq)，又名灰木、碎籽樹、烏于、子木、柵柴等，為山礬科山礬屬落葉灌木或小喬木。喜溫暖濕潤的氣候和深厚肥沃的砂質(zhì)壤土，喜光也稍耐蔭，深根性樹種，適應(yīng)性強，耐寒，抗干旱耐瘠薄。為中國原產(chǎn)樹種，分布范圍廣，北自遼寧、南至四川、云南、福建、臺灣，華北地區(qū)山地多見野生。白檀葉片中，每100g含有Vc22.36mg和豐富的礦物質(zhì)，含有粗蛋白12.78％～13.85％，粗纖維16.25％，還有17種氨基酸，且含量不低，最高的谷氨酸達(dá)到3.43mg/100g；白檀種子含油在30％左右。白檀油內(nèi)兩種不飽和脂肪酸，即油酸和亞油酸含量高達(dá)85％左右。因此，作為生物柴油原料的發(fā)展?jié)摿O大。目前利用白檀生物柴油的主要方法為酯交換法，但傳統(tǒng)的酯交換法大都存在催化效率低、產(chǎn)量低、色澤深、容易變質(zhì)、反應(yīng)時間長、腐蝕設(shè)備、工藝復(fù)雜、反應(yīng)溫度高、能耗較大、易造成二次污染和副產(chǎn)物損失、成本較高等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)酯交換法生產(chǎn)生物柴油存在的問題，提供一種生物柴油的制備方法。本發(fā)明以磁性納米固體酸為催化劑，不僅不腐蝕設(shè)備，還能較大地提高催化效率，可縮短反應(yīng)時間和降低能耗等。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種生物柴油的制備方法，包括以下步驟：

1.原料預(yù)處理:在白檀油中加入重量比為0.8-1.2％的硅藻土吸附劑，在轉(zhuǎn)速為120-150r/min下攪拌20-30min，即可得到純白檀油；

2.酯化反應(yīng):將純白檀油、甲醇和磁性納米催化劑以重量比為100:30-50：0.5-1.0加入反應(yīng)釜中，在溫度為50-55℃、攪拌速度為120-180r/min下，進(jìn)行酯化反應(yīng)35-45min，得酯化產(chǎn)物；

3.分離生物柴油粗品:將酯化產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為500-1000r/min下離心8-12min，靜置沉淀后，將上層液和下層液分離，上層液即為生物柴油粗品，下層為甘油；

4.提純生物柴油:將上述得到的生物柴油粗品加至攪拌器，再加入以膨潤土和聚乙烯酰胺組成的混合吸附劑，其加入量為生物柴油粗品重量的1.2-2.0％，在轉(zhuǎn)速150-180r/min下攪拌5-8min，即可得到生物柴油產(chǎn)品。

以上所述磁性納米催化劑包括B₂O₃-Fe₃O₄、ZrO2-Fe₃O₄和Al₂O₃-Fe₃O₄。