固體酸催化制備生物柴油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合成生物柴油的方法，尤其涉及一種利用固體酸催化合成生物柴油的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油是一種用植物、動物油脂等可再生生物資源生產(chǎn)的石油燃料的清潔替代燃料，其化學(xué)組成是一系列長鏈脂肪酸甲酯、乙酯等。相對于石化柴油，生物柴油中氧含量高，燃燒比較安全；含硫量低，燃燒廢氣中二氧化硫和硫化物比石化柴油燃燒所排放的二氧化硫和硫化物低70% ;且生物柴油燃燒時排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于植物生長過程中所吸收的二氧化碳，從而可以改善由于二氧化碳的排放而導(dǎo)致的全球變暖。生物柴油克服了石化柴油對環(huán)境污染的弊端并且能夠替代日益短缺的石化柴油，因此成為極具發(fā)展前途的石化柴油替代品。
[0003]固體酸催化劑對原料中游離狀態(tài)脂肪酸及水分要求不高，可以適應(yīng)多種不同的原料；對設(shè)備腐蝕性小、催化劑可回收，降低了設(shè)備投資和生產(chǎn)成本；生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢酸液，對環(huán)境污染程度小；催化劑易從產(chǎn)物體系中分離、生產(chǎn)工藝相對簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]傳統(tǒng)的均相酸、堿等催化劑具有強(qiáng)腐蝕生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)物不好分離，生產(chǎn)過程中有大量廢液產(chǎn)生等缺點(diǎn)。在全球極力提倡綠色化工的趨勢下，這些缺點(diǎn)大大限制了其應(yīng)用的范圍。固體堿催化劑雖然在設(shè)備腐蝕性、產(chǎn)品分離等方面有一定的改變，但對原料的酸值和水分含量要求較高，容易生成皂化副產(chǎn)物，原料適應(yīng)性較小，并且往往采用兩步法，生產(chǎn)流程長，工藝復(fù)雜。超臨界法的設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用相對較大，其反應(yīng)條件需要高溫高壓，消耗能量較高。酶法反應(yīng)速度較慢、原料中的甲醇和水、甘油等容易使催化劑中毒失活，壽命較短，酶成本也較高。離子液體法是新興的生產(chǎn)方法，研究較為分散、數(shù)據(jù)較少并且離子液體合成成本較高、黏度較大，流動性不好。
[0005]固體酸催化劑具有均相酸堿催化劑的高活性的特點(diǎn)，無廢液排放，催化劑易回收，屬于對環(huán)境友好的催化劑。原料中所含的游離脂肪酸及水分幾乎對其沒有影響，原料的選擇范圍較大，可以將價格較低的廢棄油脂作為原料。固體酸的腐蝕性較低，易與產(chǎn)物分離，生產(chǎn)過程中沒有廢酸液的產(chǎn)生，催化劑可回收進(jìn)行循環(huán)利用。固體酸催化劑的生產(chǎn)工藝相對簡單，降低了產(chǎn)品成本。固體酸催化劑的制備方法較為成熟，生產(chǎn)成本較低，在全球能源緊缺的情況下，以固體酸催化生產(chǎn)生物柴油意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供一種固體酸催化制備生物柴油的方法，可以降低能耗，簡化工藝流程，降低生產(chǎn)成本。
[0007]固體酸催化法制備生物柴油包括以下操作步驟:
[0008]在反應(yīng)釜中，加入300_400g油脂，醇油摩爾比10:1_12:1的甲醇，油脂質(zhì)量2% -5%的催化劑，反應(yīng)溫度100-120°C，轉(zhuǎn)速400-700rpm，攪拌2_4h ;粗品經(jīng)離心去除催化齊U、分相、蒸餾回收甲醇，得到脂肪酸甲酯產(chǎn)品。
[0009]所述油脂為麻瘋樹籽油、棉籽油。
[0010]所述催化劑為so42_ / T12-S12固體酸催化劑。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
[0012]在反應(yīng)釜中加入400g棉籽油，按比例依次加入醇油摩爾比11:1的甲醇，油脂質(zhì)量4%的S042_ / T12-S12固體酸催化劑；開啟攪拌及加熱裝置，轉(zhuǎn)速600rpm，反應(yīng)溫度110°C，反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束，自然冷卻至室溫自然冷卻至室溫，用離心機(jī)分離出反應(yīng)混合物中的催化劑，再經(jīng)靜置分層，下層混合液經(jīng)蒸餾操作后，回收未反應(yīng)的甲醇，上層溶液經(jīng)充分洗滌以及干燥操作處理后，得到產(chǎn)品脂肪酸甲酯(生物柴油)，含量達(dá)到85.1%。
[0013]實施例2
[0014]在反應(yīng)釜中加入400g棉籽油，按比例依次加入醇油摩爾比12:1的甲醇，油脂質(zhì)量4%的S042_ / T12-S12固體酸催化劑；開啟攪拌及加熱裝置，轉(zhuǎn)速600rpm，反應(yīng)溫度110°C，反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束，自然冷卻至室溫自然冷卻至室溫，用離心機(jī)分離出反應(yīng)混合物中的催化劑，再經(jīng)靜置分層，下層混合液經(jīng)蒸餾操作后，回收未反應(yīng)的甲醇，上層溶液經(jīng)充分洗滌以及干燥操作處理后，得到產(chǎn)品脂肪酸甲酯(生物柴油)，含量達(dá)到95.4%。
[0015]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對上述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.固體酸催化法制備生物柴油，其特征在于包括以下操作步驟:在反應(yīng)釜中，加入300-400克油脂，醇油摩爾比10:1-12:1的甲醇，油脂質(zhì)量2% _5%的催化劑，反應(yīng)溫度100-120°C，轉(zhuǎn)速400-700rpm，攪拌2_4h ;粗品經(jīng)離心去除催化劑、分相、蒸餾回收甲醇，得到脂肪酸甲酯產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1制備生物柴油的方法，其特征在于:所述油脂可以為麻瘋樹籽油、棉籽油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1制備生物柴油的方法，其特征在于:所述催化劑為S042_/ T12-S12固體酸催化劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固體酸催化法制備生物柴油的方法，本發(fā)明的操作步驟是：在反應(yīng)釜中，加入300-400g油脂，醇油摩爾比10：1-12：1的甲醇，油脂質(zhì)量2％-5％的催化劑，反應(yīng)溫度100-120℃，轉(zhuǎn)速400-700rpm，攪拌2-4h；粗品經(jīng)離心去除催化劑、分相、蒸餾回收甲醇，得到脂肪酸甲酯產(chǎn)品。本發(fā)明的方法可以降低能耗，簡化工藝流程，降低生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C11C3-10, C10L1-02
【公開號】CN104651058
【申請?zhí)枴緾N201310581507
【發(fā)明人】金雪
【申請人】金雪
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月19日