[發明專利]一種環保生物柴油的制備方法

在審

• 申請號: 201710265785.9
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107099382A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 仇穎瑩;楊陽;孫冬
• 申請（專利權）人: 仇穎瑩
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C11C3/04;C11B3/00;C11B3/04;C11B3/06;C11B3/10;C11B3/16;C11B13/00;C10L1/02;B01J27/02
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術領域

本發明屬于生物質燃料制備技術領域，具體涉及一種環保生物柴油的制備方法。

背景技術

生物柴油是生物質能的一種，它是生物質利用熱裂解等技術得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。是一種含氧量極高的復雜有機成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機物，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有機酸、醇等。

生物柴油通常以動植物油脂為原料，用甲醇或乙醇在催化劑作用下經脂交換制成。通常以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻、廢餐飲油等為原料油，通過酯交換工藝制成可代替石化柴油的再生性柴油燃料，是清潔的可再生能源，是優質的石油柴油代用品。生物柴油是典型的綠色能源，大力發展生物柴油對推進能源替代，減輕環境壓力，控制城市大氣污染具有重要的戰略意義。

目前生物柴油的生產制造，通常采用化學方法、物理法及生物酶法的生產技術，生產工藝復雜，而且在酯化過程中通常采用濃酸或濃堿作為催化劑，對環境的污染比較大，隨著生物柴油工業的快速發展，這些問題成為制約生物柴油發展的關鍵所在，因此亟待開發一種工藝簡便、性能優越的環保型生物柴油。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對目前生物柴油的制備工藝復雜，在制備過程中采用濃酸或濃堿作為催化劑，對環境的污染比較大的缺陷，提供一種環保生物柴油的制備方法。

為了解決技術問題，本發明所采用的技術方案是：

（1）取地溝油過濾除雜后與去離子水混合，在75～80℃下攪拌30～40min后，經離心分離，收集上層油相A得脫膠油，將脫膠油在80～85℃下加熱10～12min，再加入檸檬酸溶液，攪拌20～30min，得混合液；

（2）在40～45℃下，用氫氧化鈉溶液調節混合液pH為4.5～4.8后，加入磷酸酶溶液反應3～4h，再加熱至95～98℃滅酶10～12min，經離心分離收集上層油相B，得原料油；

（3）取椰殼粉碎過篩后浸泡在磷酸溶液中10～20min，再將椰殼自然風干后在375～400℃下碳化40～50min，得酸活化多孔活性炭，將酸活化多孔活性炭、石墨化碳、多壁碳納米管、鉑炭研磨過篩，得復合碳粉末；

（4）取復合碳粉末與硫酸溶液混合，密封后加熱至100～110℃反應3～5h，再經水洗干燥得固體酸催化劑；

（5）按質量比20：100：1～30：100：1，將甲醇、原料油和固體酸催化劑混合后加熱至30～60℃反應2～3h，經離心分離收集上層油相C，得粗品生物柴油；（6）將粗品生物柴油在70～80℃下蒸發至無甲醇蒸出，再加入90～95℃去離子水，攪拌1～2h后靜置3～5h，取上層油相D并加熱至120～180℃脫水30～50min，得環保生物柴油。

步驟（1）所述的地溝油與去離子水的質量比為10：1～15：1。

步驟（1）所述的檸檬酸溶液的質量分數為45～50%，使用量為脫膠油質量的0.05～0.5%。

步驟（2）所述的磷酸酶溶液的質量分數為0.08～0.12%，使用量為脫膠油質量的1.5～6.0%。

步驟（3）所述的磷酸溶液的質量分數為75～80%，使用量為椰殼質量的4～10倍。

步驟（3）所述的復合碳粉末由下述重量份原料組成：20～30份酸活化多孔活性炭，10～15份石墨化碳，1～2份多壁碳納米管，1～2份鉑炭。

本發明的有益效果是：本發明先將地溝油過濾除雜后經水化脫除大部分磷脂，再將其與磷脂酶溶液反應脫除剩余磷脂，制得原料油，再利用磷酸活化椰殼粉后碳化處理，制得酸活化多孔活性炭后與石墨化碳等研磨制得復合碳粉末，再與硫酸溶液發生磺化反應，制得固體酸催化劑，將固體酸催化劑與甲醇、原料油攪拌反應后離心，收集粗品生物柴油，最后將粗品生物柴油旋蒸除醇后加去離子水靜置，取上層油相脫水后即可得環保生物柴油，本發明利用固體酸催化劑中的碳基載體，吸附脫除產物油中的雜質，簡化制備工藝，且使用固體酸催化劑代替濃酸或濃堿，制備過程綠色環保，對環境污染較小，同時柴油得率高，收率可達92～96%，品質較好，是一種優質的液體燃料，且本發明制備時間僅需傳統生產工藝的1/3，制備工藝簡便，還將不能利用的垃圾油轉化成環保的生物柴油，變廢為寶，凈化環境，具有極佳的應用前景。

具體實施方式

為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。