[發明專利]一種提高生物柴油收率的方法

在審

• 申請號: 201610026948.3
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105670801A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 梁杰鋒;楊云;蔣小平;李建華
• 申請（專利權）人: 廣西闊能霸能源科技開發有限責任公司
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11C3/00;C10L1/02
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及生物質能源技術領域，尤其是一種提高生物柴油收率的方法。

背景技術

當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 社會發展的必然選擇，開發生物質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，其通過農業和生物資源獲得，可供應量不會枯竭，而且生物柴油的生物 降解性高于常規柴油，可在自然狀況下實現生物降解，減少對人類生存環境的污染。(2) 具有優良的環保特性：主要表現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、開發和利用的不斷深入，生物質能源在我國發展潛力巨大，發展木本油料生 物柴油產業不僅有利于解決石油替代、生態環境保護和“三農”問題，還可為為我國林業 產業帶來新的發展契機。烏桕(Sapiumsebiferum(L.)Roxb.)，別名：臘子樹、桕子 樹、木蠟樹、木油樹、虹樹，大戟科、烏桕屬、落葉喬木。烏桕對土壤的適應性較強，在 紅壤、黃壤、黃褐色土、紫色土、棕壤等土類，從沙到粘不同質地的土壤，以及酸性、中 性或微堿性的土壤，均能生長，是抗鹽性強的喬木樹種之一，主要分布于中國黃河以南各 省區，北達陜西、甘肅，其中以浙江為最多。烏桕種子含油量極高，出油率達40％以上， 是我國四大木本植物之一。因此，作為生物柴油原料的發展潛力極大。目前利用烏桕種子 生物柴油的主要方法為酯交換法，但傳統的酯交換法大都存在催化效率低、產量低、色澤 深、容易變質、反應時間長、腐蝕設備、工藝復雜、反應溫度高、能耗較大、易造成二次 污染和副產物損失、成本較高等缺點。

發明內容

本發明針對傳統酯交換法生產生物柴油存在的問題，提供一種提高生物柴油收率的方 法。本發明以磁性納米固體酸為催化劑，不僅不腐蝕設備，還能較大地提高催化效率，可 縮短反應時間和降低能耗等。

為實現以上目的，本發明是通過如下技術方案實現：

一種提高生物柴油收率的方法，包括以下步驟：

1.原料預處理：在烏桕種子油中加入重量比為0.8％-1.5％的沸石分子篩吸附劑，在轉 速為100-150r/min下攪拌20-30min，即可得到烏桕種子油；

2.酯化反應：將烏桕種子油、甲醇和磁性納米催化劑以重量比為100:20-30：1.0-2.0 加入反應釜中，在溫度為60-65℃、攪拌速度為150-250r/min下，進行酯化反應15-30min， 得酯化產物；

3.分離生物柴油粗品：將酯化產物在轉速為500-800r/min下離心10-15min，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，再加入以硅酸鎂和聚乙烯 酰胺組成的混合吸附劑，其加入量為生物柴油粗品重量的1-3％，在轉速100-120r/min下 攪拌8-12min，即可得到生物柴油產品。

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