The invention discloses a method for the use of magnetic carbon loaded acid and alkali to catalyze the production of biodiesel from waste oil and food, which belongs to the field of waste resource utilization. In this method, magnetic carbon is used as the carrier, the load acid (H2SO4) and alkali (KOH) are used to catalyze the two step catalytic preparation of biodiesel from the waste oil of the food and beverage. After removing impurities, the waste oil of the restaurant entered the acid catalyzed esterification reactor. The reaction was carried out at the best temperature by adding proper amount of magnetic carbon /H2SO4 solid catalyst and methanol vapor. After the reaction was finished, the solution was statically separated, and glycerol, methanol and oil were separated. The oil enters the alkali catalytic transesterification reactor and reacts at the optimum temperature by adding a proper amount of magnetic carbon /KOH solid catalyst and methanol. After the reaction ended, the solution was stationary and the biodiesel was harvested. The magnetic carbon catalyst in the acid and alkali reactor can be separated, recycled, reused and reused by strong magnets. Compared with the traditional process, the invention has the advantages of small waste liquid production, easy recovery of catalyst and low cost.
【技术实现步骤摘要】
一种利用磁性炭负载酸碱催化餐饮废油制生物柴油的方法
本专利技术涉及废物资源化
,特别指一种利用磁性炭负载酸碱催化餐饮废油制生物柴油的方法。
技术介绍
随着社会经济的快速发展,能源消耗急剧增长,能源资源短缺已经成为制约我国社会经济发展的重要因素。国际石油价格的波动对我国的经济影响越来越大,日益匮乏的石油资源严重威胁到国家的能源安全,开发可再生的替代能源,摆脱对化石能源的依赖已成为能源研究的重要方向。化石燃料在燃烧过程中产生的二氧化硫、氮氧化物及大量颗粒粉尘对生态环境造成很大危害,相比于常规燃料,生物柴油作为绿色可再生的生物能源,具有无硫,无毒和易生物降解的特点,减少了燃烧过程中二氧化硫及颗粒物等有毒气体的排放。我国用动植物油脂为原料已经生产出合格的生物柴油,但由于这些动植物油脂来源有限,阻碍了生物柴油的应用,所以生物柴油的产业化关键是寻找廉价的、可大规模收集的油脂资源。我国饮食习惯导致产生大量的餐饮废油,全国每年餐饮废油的产生量约为1000万吨,如不管理并回收利用,就会被不法分子提炼成地沟油而回到人们的餐桌。因此考虑用餐饮废油作为制备生物柴油的原料,不仅实现了餐饮废油的高附加值利用,更降低了生物柴油的制备成本。我国生物柴油生产普遍采用的液体酸碱两步催化法首先是使用浓硫酸催化油脂中游离脂肪酸生成脂肪酸甲酯(生物柴油),再利用碱催化甘油三酯生成脂肪酸甲酯,催化剂溶于反应体系,反应后需要中和、水洗和干燥,造成过多的废水排放和能量消耗。而采用磁性固体酸碱催化剂,催化剂不溶于反应体系中,反应后通过外加磁场即可分离催化剂,以磁性固体酸碱催化剂替代均相的酸碱催化剂, ...
【技术保护点】
一种利用磁性炭负载酸碱催化餐饮废油制生物柴油的方法,其特征在于:该方法包括磁性炭的制备、磁性固体酸的制备、磁性固体碱的制备、磁性固体酸的预酯化反应、磁性固体碱的酯交换反应;(1)磁性炭的制备:取一定量三价铁盐溶于去离子水中,配置三价铁盐浓度10%~25%的溶液;将木屑经粉碎后置于三价铁盐溶液中;使溶液中三价铁盐与木屑的质量比为4:1~10:1;木屑在三价铁盐溶液中浸泡30~120min后进行真空抽滤,并将滤饼于60℃下烘干至恒重;将烘干的滤饼放入氧化铝坩埚并置于高温管式炉,在N2保护下以2~20℃/min的速率升温至550~900℃,保温30~120min,制得粗制磁性炭;用去离子水对粗制磁性炭进行洗涤去除杂质,固液比为1:10~1:200;洗涤所得磁性炭于105℃下烘干制得磁性炭成品;(2)磁性固体酸的制备:将磁性炭与浓H2SO4溶液按固液1:10~1:50配置成悬浊液,在100~120℃下磺化1~24h,冷却至室温后分批次加入蒸馏水浸泡、洗涤、过滤直至滤液呈中性;所得滤饼在80~120℃下烘干制得磁性炭基固体酸催化剂成品;(3)磁性固体碱的制备:将磁性炭与KOH溶液溶液按固液1:3 ...
【技术特征摘要】
1.一种利用磁性炭负载酸碱催化餐饮废油制生物柴油的方法,其特征在于:该方法包括磁性炭的制备、磁性固体酸的制备、磁性固体碱的制备、磁性固体酸的预酯化反应、磁性固体碱的酯交换反应;(1)磁性炭的制备:取一定量三价铁盐溶于去离子水中,配置三价铁盐浓度10%~25%的溶液;将木屑经粉碎后置于三价铁盐溶液中;使溶液中三价铁盐与木屑的质量比为4:1~10:1;木屑在三价铁盐溶液中浸泡30~120min后进行真空抽滤,并将滤饼于60℃下烘干至恒重;将烘干的滤饼放入氧化铝坩埚并置于高温管式炉,在N2保护下以2~20℃/min的速率升温至550~900℃,保温30~120min,制得粗制磁性炭;用去离子水对粗制磁性炭进行洗涤去除杂质,固液比为1:10~1:200;洗涤所得磁性炭于105℃下烘干制得磁性炭成品;(2)磁性固体酸的制备:将磁性炭与浓H2SO4溶液按固液1:10~1:50配置成悬浊液,在100~120℃下磺化1~24h,冷却至室温后分批次加入蒸馏水浸泡、洗涤、过滤直至滤液呈中性;所得滤饼在80~120℃下烘干制得磁性炭基固体酸催化剂成品;(3)磁性固体碱的制备:将磁性炭与KOH溶液溶液按固液1:3~1:10配置成悬浊液,其中KOH溶液浓度为1.5~2mol/L,磁性炭与KOH的质量比为1:3~1:10;所得悬浊液在磁力搅拌条件下浸渍1~10h后真空抽滤;所得滤饼在50~120℃下烘干制得磁性炭基固体碱催化剂成品;(4)磁性固体酸的预酯化反应:取一定量除杂后的餐饮废油,按油重的1%~10%添加磁性固体酸催化剂至餐饮废油中;将反应器加热至90~150℃,并通入甲醇蒸气;甲醇蒸气每小时通入量为餐饮废油重量的15%~25%;预酯化反应1~10h后或待餐饮废油酸值降到2mg·KOH/g以下时,通过外加磁场取出磁性固体酸,得到脂肪酸甲酯;(5)磁性固体碱的酯交换反应:将步骤(4)中所获得的脂肪酸甲酯与甲醇按醇油...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴川福,王芳霞,王晓娜,张秉昕,张少明,李信,高明,汪群慧,
申请(专利权)人:北京科技大学,防城港市中能生物能源投资有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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