本发明专利技术公开了一种微波催化膜分离制备生物油工艺，它以植物油为原料，按比例加入甲醇和催化剂，其特征是：催化剂为离子交换树脂或离子交换纤维，加入催化剂后用微波促进催化进行酯交换反应，再采取膜分离即制得生物柴油，采用这种方法制备生物柴油，工艺简单、反应时间短、转化快，得率高，能耗低。相对于传统的化学酯交换制备方法，无废碱液排放、属环境友好型工艺。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及生物柴油，特别是微波催化膜分离制备生物柴油工艺。
技术介绍
：生物柴油通常是指高级脂肪酸低碳醇酯，如软脂酸甲酯或硬脂酸甲酯等。它们是通过可再生资源如植物或动物油脂与低碳醇进行酯交换反应而制得，性质与柴油相似。随着地球上煤炭，石油等化石能源储量日益减少及其造成的污染日益严重，生物柴油以其优越的环保性能，较好的低温启动性能，良好的燃料性能以及可再生性，成为柴油机代用燃料的一条新的途径。目前，生物柴油的合成方法主要有：直接混合法、高温热裂解法、生物酶催化法、超临界甲醇法、化学酯交换法等。直接混合法生产的柴油存在粘度高、易变质、不完全燃烧等缺点。高温热裂解法的主要产物是生物汽油，生物柴油只是其副产品；同时热裂解设备价格昂贵，能耗高。生物酶技术生产生物柴油尚未工业化，而超临界甲醇法反应中甲醇需要进行超临界处理，反应所需的温度较高。化学酯交换法是目前生产生物柴油的主要方法，但此法存在工艺复杂、能耗高、反应时间长、杂质多、有废碱液排放等缺点。
技术实现思路
：本专利技术的目的是公开一种工艺简单、反应时间短、转化效率高、能耗低、环境友好的微波催化膜分离制备生物柴油工艺。本专利技术的技术方案是：以植物油和甲醇为原料，用离子交换树脂或离子交换纤维为催化剂，用微波促进催化进行酯交换反应制备生物柴油。所述的离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂或强酸性阳离子交换树脂；所述的离子交换纤维为强碱性阴离子交换纤维或强酸性阳离子交换纤维。其制备工艺如下：1.将植物油放入反应罐中，按比例加入甲醇及催化剂，催化剂为离子交换树脂或阴离子交换纤维，以离子交换树脂为催化剂的，或催化剂加入量为油醇量的5％，以离子交换纤维为催化剂的，催化剂加入量为油醇量的3％，甲醇加入-->量以离子交换树脂为催化剂的，油醇体积比例为1∶20，以离子交换纤维为催化剂的，油醇体积比例为1∶30。2.微波催化：将上述反应罐置于微波反应器中，在回流条件下进行微波催化，其中，以离子交换树脂为催化剂的，用中火挡，以离子交换纤为催化剂的用解冻档，两种催化剂，反应时间均为5-10分钟。3.将经(2)微波催化反应后的混合物，经膜分离，除去混合物中的甲醇、甘油及未反应的油脂即可得生物柴油。本专利技术的优点在于：相对传统化学酯交换的制备方法，由于采用了固体离子交换树脂或离子交换纤维为催化剂，又利用微波促进催化，同时生物柴油纯化分离使用膜分离技术，因此工艺简单、能耗低，生物柴油的得率高，无废碱液排放，属环境友好型工艺。(请补充产生本优点的原因。)具体实施方式：下面通过如下实验对本专利技术作进一步的阐述。称取一定数量的大豆油置于250mL摩口烧瓶中，按比例加入甲醇和催化剂，催化剂分别为强碱性阴离子交换树脂或强碱性阴离子交换纤维，也可采用强酸性离子交换树脂或强酸性离子交换纤维；在回流的条件下，选择在微波中火档、解冻档以及保温档这三个档的作用下，反应一段时间后将混合物用小分子透过的膜除去甲醇和甘油，再用能使脂肪酸甲酯透过膜将未反应的油脂截留掉。通过测定分离出来的甘油含量测定生物柴油的产率。通过改变催化剂、适当调整了油醇比例以及反应时间，试验数据如表①、表②所示。表①微波阴离子交换树脂催化法实验结果表 实验号微波档(A)油∶醇(B)反应时间tmin)(C) 催化剂用量％(D) 产率％ 1 2 3中火档中火档中火档 1∶10 1∶20 1∶30 2 3.5 5 1％ 3％ 5％ 74.15 71.87 78.72--> 4 5 6 7 8 9 解冻档 解冻档 解冻档 保温档 保温档 保温档 1∶10 1∶20 1∶30 1∶10 1∶20 1∶30 3.5 2 5 2 5 3.5 5％ 1％ 3％ 1％ 3％ 5％ 77.57 75.72 68.58 64.36 79.86 68.15极差分析： K1j 74.71 72.03 71.41 72.67 K2j 74.00 75.82 72.53 68.27 K3j 70.79 71.81 75.72 78.72 R 3.92 4.01 3.98 10.45由极差分析可知，D因子，即催化剂在提高产率方面发挥了及其显著的作用。据表①可知，以强碱性阴离子交换树脂为催化剂制备生物柴油的最佳工艺条件是A1B2C3D3.表②微波阴离子交换纤维催化制备法实验结果表 实验号 微波档(A) 油∶醇（B）反应时间t（min)(C)催化剂用量％(D) 产率％ 1 2 3 4 5 6 中火档 中火档 中火档 解冻档 解冻档 解冻档 1∶10 1∶20 1∶30 1∶10 1∶20 1∶3023.553.525 1％ 3％ 5％ 5％ 1％ 3％ 69.44 79.65 65.36 75.53 69.73 83.72--> 7 8 9 保温档 保温档 保温档 1∶10 1∶20 1∶30 2 5 3.5 1％ 3％ 5％ 75.57 67.40 57.19极差分析： K1j 71.48 73.51 71.58 71.58 K2j 76.33 72.26 70.79 76.92 K3j 66.72 68.76 72.16 66.03 R 9.58 4.75 1.37 10.89由极差分析可知，D因子，即催化剂在提高产率方面发挥了极其显著的作用。据表②可知，以强碱性阴离子交换纤维为催化剂制备生物柴油的最佳工艺条件是A2B1C3D2。-->本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微波催化膜分离制备生物柴油工艺，包括以植物油为原料，加入甲醇和催化剂，其特征在于：催化剂为离子交换树脂或离子交换纤维，加入催化剂后用微波促进催化进行酯交换反应，经膜分离，即制得生物柴油。
【技术特征摘要】
1.一种微波催化膜分离制备生物柴油工艺，包括以植物油为原料，加入甲醇和催化剂，其特征在于：催化剂为离子交换树脂或离子交换纤维，加入催化剂后用微波促进催化进行酯交换反应，经膜分离，即制得生物柴油。2.如权利要求1所述的微波催化膜分离制备生物柴油工艺，其特征是：包括如下制备工艺：(1).将植物油放入反应罐中，按比例加入甲醇及催化剂，催化剂为离子交换树脂或离子交换纤维，以离子交换树脂为催化剂的，催化剂加入量为油醇量的5％，以离子交换纤维为催化剂的，催化剂加入量为油醇量的3％，以离子交换树脂为...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏小建，何星存，陈孟林，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：45[]
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