一种环保生物柴油的制备方法技术

本发明专利技术属于生物质燃料制备技术领域，具体涉及一种环保生物柴油的制备方法。本发明专利技术先将地沟油过滤除杂后经水化脱除大部分磷脂，再将其与磷脂酶溶液反应脱除剩余磷脂，制得原料油，再利用磷酸活化椰壳粉后碳化处理，制得酸活化多孔活性炭后与石墨化碳等研磨制得复合碳粉末，再与硫酸溶液发生磺化反应，制得固体酸催化剂，将固体酸催化剂与甲醇、原料油搅拌反应后离心，得粗品生物柴油后旋蒸除醇后加去离子水静置，取上层油相脱水后即可得环保生物柴油，本发明专利技术利用固体酸催化剂中的碳基载体，脱除产物油中的杂质，简化制备工艺，同时对环境污染较小，且本发明专利技术生物柴油收率高，品质较好，收率可达92～96%。

【技术实现步骤摘要】
一种环保生物柴油的制备方法
本专利技术属于生物质燃料制备
，具体涉及一种环保生物柴油的制备方法。
技术介绍
生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。是一种含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。生物柴油通常以动植物油脂为原料，用甲醇或乙醇在催化剂作用下经脂交换制成。通常以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻、废餐饮油等为原料油，通过酯交换工艺制成可代替石化柴油的再生性柴油燃料，是清洁的可再生能源，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的绿色能源，大力发展生物柴油对推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。目前生物柴油的生产制造，通常采用化学方法、物理法及生物酶法的生产技术，生产工艺复杂，而且在酯化过程中通常采用浓酸或浓碱作为催化剂，对环境的污染比较大，随着生物柴油工业的快速发展，这些问题成为制约生物柴油发展的关键所在，因此亟待开发一种工艺简便、性能优越的环保型生物柴油。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对目前生物柴油的制备工艺复杂，在制备过程中采用浓酸或浓碱作为催化剂，对环境的污染比较大的缺陷，提供一种环保生物柴油的制备方法。为了解决技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）取地沟油过滤除杂后与去离子水混合，在75～80℃下搅拌30～40min后，经离心分离，收集上层油相A得脱胶油，将脱胶油在80～85℃下加热10～12min，再加入柠檬酸溶液，搅拌20～30min，得混合液；（2）在40～45℃下，用氢氧化钠溶液调节混合液pH为4.5～4.8后，加入磷酸酶溶液反应3～4h，再加热至95～98℃灭酶10～12min，经离心分离收集上层油相B，得原料油；（3）取椰壳粉碎过筛后浸泡在磷酸溶液中10～20min，再将椰壳自然风干后在375～400℃下碳化40～50min，得酸活化多孔活性炭，将酸活化多孔活性炭、石墨化碳、多壁碳纳米管、铂炭研磨过筛，得复合碳粉末；（4）取复合碳粉末与硫酸溶液混合，密封后加热至100～110℃反应3～5h，再经水洗干燥得固体酸催化剂；（5）按质量比20：100：1～30：100：1，将甲醇、原料油和固体酸催化剂混合后加热至30～60℃反应2～3h，经离心分离收集上层油相C，得粗品生物柴油；（6）将粗品生物柴油在70～80℃下蒸发至无甲醇蒸出，再加入90～95℃去离子水，搅拌1～2h后静置3～5h，取上层油相D并加热至120～180℃脱水30～50min，得环保生物柴油。步骤（1）所述的地沟油与去离子水的质量比为10：1～15：1。步骤（1）所述的柠檬酸溶液的质量分数为45～50%，使用量为脱胶油质量的0.05～0.5%。步骤（2）所述的磷酸酶溶液的质量分数为0.08～0.12%，使用量为脱胶油质量的1.5～6.0%。步骤（3）所述的磷酸溶液的质量分数为75～80%，使用量为椰壳质量的4～10倍。步骤（3）所述的复合碳粉末由下述重量份原料组成：20～30份酸活化多孔活性炭，10～15份石墨化碳，1～2份多壁碳纳米管，1～2份铂炭。本专利技术的有益效果是：本专利技术先将地沟油过滤除杂后经水化脱除大部分磷脂，再将其与磷脂酶溶液反应脱除剩余磷脂，制得原料油，再利用磷酸活化椰壳粉后碳化处理，制得酸活化多孔活性炭后与石墨化碳等研磨制得复合碳粉末，再与硫酸溶液发生磺化反应，制得固体酸催化剂，将固体酸催化剂与甲醇、原料油搅拌反应后离心，收集粗品生物柴油，最后将粗品生物柴油旋蒸除醇后加去离子水静置，取上层油相脱水后即可得环保生物柴油，本专利技术利用固体酸催化剂中的碳基载体，吸附脱除产物油中的杂质，简化制备工艺，且使用固体酸催化剂代替浓酸或浓碱，制备过程绿色环保，对环境污染较小，同时柴油得率高，收率可达92～96%，品质较好，是一种优质的液体燃料，且本专利技术制备时间仅需传统生产工艺的1/3，制备工艺简便，还将不能利用的垃圾油转化成环保的生物柴油，变废为宝，净化环境，具有极佳的应用前景。具体实施方式为便于理解本专利技术，本专利技术列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。取10～12kg地沟油过滤除杂后与0.8～1.0kg去离子水装入烧杯中，在75～80℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌30～40min，随后转入离心机中离心分离20～30min，收集上层油相A得脱胶油，取1～2kg脱胶油，在80～85℃恒温水浴下加热10～12min，再加入1.5～3.0mL质量分数为45%柠檬酸溶液，以200～300r/min搅拌20～30min，得混合液，将混合液冷却至40～45℃后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为4.5～4.8，再加入30～60mL质量分数为0.11%磷脂酶溶液，以200～300r/min搅拌反应3～4h后，加热至95～98℃灭酶10～12min，再转入离心机中以5000～6000r/min离心分离15～20min，收集上层油相B，得原料油，称取100～150g椰壳，加入粉碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的椰壳粉浸泡在600～900mL质量分数为80%磷酸溶液中10～20min后过滤取出椰壳粉，自然风干后装入马弗炉中，加热至375～400℃碳化反应40～50min，冷却至室温，得酸活化多孔活性炭，称取20～30g酸活化多孔活性炭，10～15g石墨化碳，1～2g多壁碳纳米管，1～2g铂炭，装入研钵中研磨，过200目筛，得复合碳粉末，称取3～5g复合碳粉末，与30～50mL质量分数为98%硫酸溶液混合均匀后装入烧瓶中，密封并加热至100～110℃反应3～5h，冷却至室温后加入去离子水稀释至3～5L，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，再将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得固体酸催化剂，按质量比20：100：1～30：100：1，将甲醇、原料油和固体酸催化剂混合后装入烧瓶中，加热至30～60℃，以300～400r/min搅拌反应2～3h，冷却至室温后，转入离心机中离心分离，收集上层油相C，得粗品生物柴油，最后将粗品生物柴油装入旋转蒸发仪中，在70～80℃下蒸发至无甲醇蒸出，再加入粗品生物柴油质量10～30%温度为90～95℃去离子水，以500～600r/min搅拌1～2h后静置3～5h，取上层油相D，随后加热至120～180℃脱水30～50min，得环保生物柴油。实例1取10kg地沟油过滤除杂后与0.8kg去离子水装入烧杯中，在75℃恒温水浴下，以300r/min搅拌30min，随后转入离心机中离心分离20min，收集上层油相A得脱胶油，取1kg脱胶油，在80℃恒温水浴下加热10min，再加入1.5mL质量分数为45%柠檬酸溶液，以200r/min搅拌20min，得混合液，将混合液冷却至40℃后，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为4.5，再加入30mL质量分数为0.11%磷脂酶溶液，以200r/min搅拌反应3h后，加热至95℃灭酶10min，再转入离心机中以5000r/min离心分离15min，收集上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保生物柴油的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取地沟油过滤除杂后与去离子水混合，在75～80℃下搅拌30～40min后，经离心分离，收集上层油相A得脱胶油，将脱胶油在80～85℃下加热10～12min，再加入柠檬酸溶液，搅拌20～30min，得混合液；（2）在40～45℃下，用氢氧化钠溶液调节混合液pH为4.5～4.8后，加入磷酸酶溶液反应3～4h，再加热至95～98℃灭酶10～12min，经离心分离收集上层油相B，得原料油；（3）取椰壳粉碎过筛后浸泡在磷酸溶液中10～20min，再将椰壳自然风干后在375～400℃下碳化40～50min，得酸活化多孔活性炭，将酸活化多孔活性炭、石墨化碳、多壁碳纳米管、铂炭研磨过筛，得复合碳粉末；（4）取复合碳粉末与硫酸溶液混合，密封后加热至100～110℃反应3～5h，再经水洗干燥得固体酸催化剂；（5）按质量比20：100：1～30：100：1，将甲醇、原料油和固体酸催化剂混合后加热至30～60℃反应2～3h，经离心分离收集上层油相C，得粗品生物柴油；（6）将粗品生物柴油在70～80℃下蒸发至无甲醇蒸出，再加入90～95℃去离子水，搅拌1～2h后静置3～5h，取上层油相D并加热至120～180℃脱水30～50min，得环保生物柴油。...

【技术特征摘要】
1.一种环保生物柴油的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取地沟油过滤除杂后与去离子水混合，在75～80℃下搅拌30～40min后，经离心分离，收集上层油相A得脱胶油，将脱胶油在80～85℃下加热10～12min，再加入柠檬酸溶液，搅拌20～30min，得混合液；（2）在40～45℃下，用氢氧化钠溶液调节混合液pH为4.5～4.8后，加入磷酸酶溶液反应3～4h，再加热至95～98℃灭酶10～12min，经离心分离收集上层油相B，得原料油；（3）取椰壳粉碎过筛后浸泡在磷酸溶液中10～20min，再将椰壳自然风干后在375～400℃下碳化40～50min，得酸活化多孔活性炭，将酸活化多孔活性炭、石墨化碳、多壁碳纳米管、铂炭研磨过筛，得复合碳粉末；（4）取复合碳粉末与硫酸溶液混合，密封后加热至100～110℃反应3～5h，再经水洗干燥得固体酸催化剂；（5）按质量比20：100：1～30：100：1，将甲醇、原料油和固体酸催化剂混合后加热至30～60℃反应2～3h，经离心分离收集上层油相C，得粗品生物柴油；（6）将粗品生物柴油在70～80℃下蒸发至无甲醇蒸出，再加入90～95℃去离子水，搅拌1～2h后静置3～5h，取上层油相D并加热至120～180℃脱水30～...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇颖莹，杨阳，孙冬，
申请(专利权)人：仇颖莹，
类型：发明
国别省市：江苏,32