[發(fā)明專利]咪唑類疏水性離子液體催化廢棄動物油脂制備生物柴油的方法

在審

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• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109913257A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瞿廣飛;何艷華;李曉芬;李偉杰;徐藝碧;寧平
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種咪唑類疏水性離子液體催化廢棄動物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于：以廢棄動物油脂和短鏈醇為原料，以咪唑類疏水性離子液體作為催化劑，在30?50℃下反應(yīng)制得生物柴油；本發(fā)明方法使用的催化劑對原料中的水分穩(wěn)定性高且催化效果好，反應(yīng)能夠得到高產(chǎn)量、高品質(zhì)的生物柴油，副產(chǎn)物甘油能與咪唑類離子液體實(shí)現(xiàn)高效分離，催化劑回收后能循環(huán)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種咪唑類疏水性離子液體催化廢棄動物油脂制備生物柴油的方法，屬于廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

化石燃料是不可再生資源，已經(jīng)不能滿足世界發(fā)展的需求，此外化石燃料的燃燒會帶來一系列環(huán)境問題，因此迫切需要開發(fā)可再生、污染小的替代能源來滿足社會正常發(fā)展。生物柴油因其具有十六烷值高、易生物降解、無毒無害、燃燒完全等優(yōu)點(diǎn)有望成為環(huán)境友好的替代能源，大力開發(fā)生物柴油，可以有效緩解能源危機(jī)，減少環(huán)境污染。

人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生大量的廢棄油脂，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國每年廢棄油脂排放總量約有550-650萬噸，廢棄食用油脂主要來源于餐廚垃圾，大部分食品生產(chǎn)單位產(chǎn)生的廢棄動物油脂直接隨地下水管網(wǎng)排入地下，造成城市下水井口大量油脂沉積，阻塞、腐蝕管道。廢棄食用油臘中含有大量脂肪酸等含碳有機(jī)物，合理回收利用廢棄食用油脂，可替代石油資源作為生產(chǎn)生物柴油、表而活性劑、精細(xì)化學(xué)品和大宗化學(xué)品的重要原料。廢棄動物油脂制備出的生物柴油因其熱值高、易生物降解、無毒無害、燃燒完全等優(yōu)點(diǎn)具有巨大的利用潛力，燃燒后發(fā)動機(jī)排出的尾氣中有害物質(zhì)比石化柴油降低50%左右，極大地減輕了環(huán)境污染。

生物柴油的制備其關(guān)鍵是催化劑技術(shù)，從國內(nèi)外技術(shù)來看，生物柴油的制備方法主要包括酶法和化學(xué)法，其中酯交換反應(yīng)的原料甲醇容易導(dǎo)致酶失活，反應(yīng)生成的甘油容易附著在脂肪酶表面，使反應(yīng)難以進(jìn)行，出油率低；傳統(tǒng)的化學(xué)法通常采用強(qiáng)酸強(qiáng)堿作催化劑，催化劑腐蝕性強(qiáng)，操作危險大，且催化劑不易回收，成本高，產(chǎn)生的廢水和廢渣需要單獨(dú)進(jìn)行處理，增加生產(chǎn)成本。離子液體是一種新型的催化劑，其具有不易揮發(fā)，熱穩(wěn)定性好，在精煉過程中，油脂雖經(jīng)過脫水、脫雜處理，仍含有少量的水分和雜質(zhì)，油脂的性質(zhì)影響離子液體的催化性能，因此離子液體的選擇也是困擾生物柴油產(chǎn)率的難題。

專利申請《一種離子液體催化制備生物柴油的方法》（公開號：CN102031202B）公開了一種離子液體或者離子液體與過渡金屬氯化鹽構(gòu)成的復(fù)合催化劑催化制備生物柴油，該方法雖然提高了酯化反應(yīng)的酯化效率，但是該方法使用的親水性的離子液體降低了離子液體的催化性能，過渡金屬氯化鹽與離子液體難以分離，并且過渡金屬的成本問題限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

專利申請《一種雙核堿性離子液體催化制備生物柴油的方法》（公開號：CN105368585A）介紹了合成雙核離子液體催化制備生物柴油催化活性高，但是合成離子液體使用了三步反應(yīng)法，工藝流程復(fù)雜，引入的反應(yīng)原料非常多，會造成原料污染，該技術(shù)難以被推廣利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種咪唑類疏水性離子液體催化廢棄動物油脂制備生物柴油的方法，結(jié)合咪唑類疏水性離子液體易于合成的特點(diǎn)以及具有高度密集的反應(yīng)位點(diǎn)，其在酯交換反應(yīng)中作為催化劑和反應(yīng)介質(zhì)催化廢棄動物油脂制備生物柴油，工藝簡單，反應(yīng)得到的生物柴油雜質(zhì)少，產(chǎn)率高；本發(fā)明方法是以廢棄動物油脂和短鏈醇為原料，以咪唑類疏水性離子液體作為催化劑，在30-50℃下反應(yīng)1-2h制得生物柴油。

所述廢棄動物油脂:短鏈醇:咪唑類疏水性離子液體的摩爾比為2:（5-10）:（0.2-0.5）。