一种以酸化地沟油制备抗磨剂的方法技术

本发明专利技术提出了一种利用地沟油作为原料制备柴油抗磨剂的方法，这种方法可以将地沟油实现资源化利用，得到抗磨效果好的柴油抗磨添加剂。关键技术在于：地沟中的杂质复杂，需要经过生物分解，经过分解后的柴油中的杂质可以从水洗过程中被去除，同时再利用疏水改性的吸附剂对其实的硫、金属离子进行吸附除杂，再利用甲酯化反应可以得到用于柴油添加的酯类抗磨剂。

【技术实现步骤摘要】
一种以酸化地沟油制备抗磨剂的方法
本专利技术涉及一种以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，属于生物质回收利用

技术介绍
地沟油主要是指从餐饮业油水分离系统或下水道中捞取的油腻漂浮物，也包括一部分酸败煎炸老油、劣质动物油脂，是人们对废弃的各类劣质油脂的统称。地沟油约占居民生活垃圾的30～40%，在我国绝大多数城市存在着管理无序、任意处置等问题，对市容市貌、居民健康及环境质量的影响日益严重。随着人们生活水平的日益提高和改善，环保意识的普遍增强，随意处置餐厨垃圾的潜在危害性也逐步为人们所认识，地沟油的处理受到了环保部门以及人们的重视与关注。目前已经有较多的技术研究了将地沟油生产生物柴油，例如：CN101993784A公开一种固体超强酸催化地沟油制备生物柴油的方法，其特征在于：对地沟油进行预处理后，用固体超强酸催化地沟油与甲醇进行酯化反应，在反应过程中及时除去副产物甘油和水，反应结束后过滤催化剂，然后在减压条件下对反应产物进行加水精制蒸馏，再经过活性炭脱色过滤，即得到生物柴油。CN104804781A提供了一种含地沟油的甲醇柴油，由下列重量百分比的组分组成：国标柴油50-75％，甲醇10-30％，地沟油10-20％，添加剂5-10％；其中添加剂由质量比为5:1的聚乙二醇400和MTBE组成。该含地沟油的甲醇柴油的制备方法为：在反应釜中，依次加入甲醇、地沟油和添加剂，使用乳化机乳化30分钟后，停止乳化，加入国标柴油，于50-60℃下搅拌1-2小时，等泡沫没有后冷却至常温即可。采用廉价的废油料包括食用油加工过程中的下脚料、泔脚油、餐饮废油或地沟油、榨油废渣、粮食储备的陈化油、废猪油、植物废物等为原料,可以使原料成本大大降低,价格更有竞争力。但是，目前将地沟油生物其它油品制品的技术仍然不充分，并且存在着产品质量无法达标的问题。
技术实现思路
本专利技术提出了一种利用地沟油作为原料制备柴油抗磨剂的方法，这种方法可以将地沟油实现资源化利用，得到抗磨效果好的柴油抗磨添加剂。关键技术在于：地沟中的杂质复杂，需要经过生物分解，经过分解后的柴油中的杂质可以从水洗过程中被去除，同时再利用疏水改性的吸附剂对其实的硫、金属离子进行吸附除杂，再利用甲酯化反应可以得到用于柴油添加的酯类抗磨剂。技术方案是：一种以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，包括如下步骤：第1步，地沟油的前处理：地沟油经过沉淀、栅格过滤、滤芯过滤之后，在滤过液中加入硅藻土，硅藻土的加入量是滤过液重量的12～20%，搅拌后静置，再将固体物滤出，得到初滤地沟油；第2步，地沟油的氧化：按照油水体积比1：0.1～0.15，在第1步得到的初滤地沟油中加入双氧水，升温并搅拌，静置分层后，弃去水层；第3步，地沟油的酸化：按重量份计，将第2步得到的地沟油25～30份在反应器中升温，然后缓慢加入浓硫酸2～4份，加入完毕后，继续保温搅拌2～4h，自然冷却并放置8～12h，将上层脂肪酸用水洗至pH中性，为酸化地沟油；第4步，地沟油的生物处理：将第2步中得到的地沟油与含有4～6wt%碳源和6～8wt%氮源的水溶液按照体积比6～9：1混合均匀，再加入黄杆菌菌液，菌液的加入体积是混合液的0.008～0.015%，在搅拌条件下进行发酵，再静置分层，弃去水层，将油层通过硅藻土填料进行过滤，滤过液再经过水洗之后，得到生物处理后地沟油；第5步，地沟油的吸附除杂：在第4步中得到地沟油中加入3～6%的疏水改性的多孔炭-氧化硅复合吸附剂，在20～30wt%条件下进行吸附，再将吸附剂滤除；第6步，脂肪酸的甲酯化：将纯化后的地沟油与甲醇按照重量比1：3～5混合，再加入硫酸作为催化剂，升温进行酯化反应，反应结束后，减压脱除甲醇，得到抗磨剂。所述的第1步中，搅拌时间是15～30min，静置时间是30～50min。所述的第2步中，双氧水的浓度是20～30wt%；升温至30～50℃，搅拌1～3h。所述的第3步中，浓硫酸的浓度是85～90wt%，升温是指升温至88～90℃。所述的第4步中，碳源选自如葡萄糖、蔗糖、果糖、半乳糖、乳糖和麦芽糖等糖类、含有这些糖类的淀粉糖化液、甘薯糖蜜、甜菜糖蜜、蔗汁、蔗汁提取物或浓缩液、从蔗汁中纯化或结晶化的原料糖、从蔗汁中纯化或结晶化的纯化糖、以及醋酸、延胡索酸等有机酸、乙醇等醇类和甘油等；氮源选自氨气、氨水、铵盐类、尿素、硝酸盐类、其它辅助使用的有机氮源例如油粕类、大豆加水分解液、酪蛋白分解物、其它氨基酸、维生素类、玉米浆、酵母或酵母提取物、肉膏、蛋白胨等肽类、各种发酵菌体及其加水分解物等。所述的第4步中，发酵温度35～45℃，发酵时间40～45h。所述的第5步中，疏水改性的多孔炭-氧化硅复合吸附剂的制备方法包括如下步骤：S1、改性炭微球的制备：按重量份计，取硬酯酸40～45份，与15～25份的柠檬酸和40～65份的醇类溶剂混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在惰性气体的气氛下，升温炭化，炭化温度是1050～1080℃，放冷后，将固体残渣用氢氧化钠溶液洗涤，氢氧化钠溶液的质量浓度是2～3wt%，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到炭微球，将炭微球与24～35份的聚乙二醇和15～36份的丙酮混合均匀，保持1～2小时后，真空脱除溶剂，得到改性多孔炭微球；所述的醇类溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、正丁醇中的一种或几种的混合物；S2、氧化硅溶胶的制备：按重量份计，将硅酸钠35～45份、12～20份硫酸钠和500～600份水混合，升温至75～80℃，滴加10～12wt%的硫酸至pH为4～5，陈化10～20h后得到氧化硅溶胶；S3、氧化硅在多孔炭上的负载和疏水化：将氧化硅溶胶与改性炭微球按照重量比10～12：1混合，然后减压蒸干溶剂，再真空干燥后，将粉末与含有4～10wt%硅烷偶联剂的溶液混合，4～10h后取出后，经过水洗、干燥后，得到复合吸附剂；所述的硅烷偶联剂选自KH550、KH560或者KH570中的任意一种。所述的第6步中，硫酸的加入量是甲醇重量的1/20～1/15，硫酸浓度是70～85wt%。所述的第6步中，酯化反应温度是100～120℃，反应时间是1～5h。有益效果本专利技术提出了一种利用地沟油作为原料制备柴油抗磨剂的方法，这种方法可以将地沟油实现资源化利用，得到抗磨效果好的柴油抗磨添加剂。关键技术在于：地沟中的杂质复杂，需要经过生物分解，经过分解后的柴油中的杂质可以从水洗过程中被去除，同时再利用疏水改性的吸附剂对其实的硫、金属离子进行吸附除杂，再利用甲酯化反应可以得到用于柴油添加的酯类抗磨剂。具体实施方式以下实施例中所采用的黄杆菌菌液的制备过程是：在无菌条件下，将黄杆菌(Flavorbacterium.sp)ATCC27551接种到培养基中，进行液体发酵生产，其中所述的培养基按重量百分数计为：可溶性淀粉2%，硝酸钾0.1%，磷酸氢二钾0.05%，硫酸镁0.05%，氯化钠0.05%，硫酸亚铁0.001%，pH值调至7.2～7.4；发酵过程中培养温度为30～37℃，通入无菌空气（溶氧）并搅拌，通风量为8～10L/L·min、发酵时间为12～24h、搅拌转速为200～300rpm，发酵液中该菌的菌落形成单位≥2.0×109cfu/mL。本专利技术中，对地沟油前处理的目的是使地沟油中的残渣、固体物被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，地沟油的前处理：地沟油经过沉淀、栅格过滤、滤芯过滤之后，在滤过液中加入硅藻土，硅藻土的加入量是滤过液重量的12～20%，搅拌后静置，再将固体物滤出，得到初滤地沟油；第2步，地沟油的氧化：按照油水体积比1：0.1～0.15，在第1步得到的初滤地沟油中加入双氧水，升温并搅拌，静置分层后，弃去水层；第3步，地沟油的酸化：按重量份计，将第2步得到的地沟油25～30份在反应器中升温，然后缓慢加入浓硫酸2～4份，加入完毕后，继续保温搅拌2～4h，自然冷却并放置8～12h，将上层脂肪酸用水洗至pH中性，为酸化地沟油；第4步，地沟油的生物处理：将第2步中得到的地沟油与含有4～6wt%碳源和6～8wt%氮源的水溶液按照体积比6～9：1混合均匀，再加入黄杆菌菌液，菌液的加入体积是混合液的0.008～0.015%，在搅拌条件下进行发酵，再静置分层，弃去水层，将油层通过硅藻土填料进行过滤，滤过液再经过水洗之后，得到生物处理后地沟油；第5步，地沟油的吸附除杂：在第4步中得到地沟油中加入3～6%的疏水改性的多孔炭‑氧化硅复合吸附剂，在20～30wt%条件下进行吸附，再将吸附剂滤除；第6步，脂肪酸的甲酯化：将纯化后的地沟油与甲醇按照重量比1：3～5混合，再加入硫酸作为催化剂，升温进行酯化反应，反应结束后，减压脱除甲醇，得到抗磨剂。...

【技术特征摘要】
1.一种以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，地沟油的前处理：地沟油经过沉淀、栅格过滤、滤芯过滤之后，在滤过液中加入硅藻土，硅藻土的加入量是滤过液重量的12～20%，搅拌后静置，再将固体物滤出，得到初滤地沟油；第2步，地沟油的氧化：按照油水体积比1：0.1～0.15，在第1步得到的初滤地沟油中加入双氧水，升温并搅拌，静置分层后，弃去水层；第3步，地沟油的酸化：按重量份计，将第2步得到的地沟油25～30份在反应器中升温，然后缓慢加入浓硫酸2～4份，加入完毕后，继续保温搅拌2～4h，自然冷却并放置8～12h，将上层脂肪酸用水洗至pH中性，为酸化地沟油；第4步，地沟油的生物处理：将第2步中得到的地沟油与含有4～6wt%碳源和6～8wt%氮源的水溶液按照体积比6～9：1混合均匀，再加入黄杆菌菌液，菌液的加入体积是混合液的0.008～0.015%，在搅拌条件下进行发酵，再静置分层，弃去水层，将油层通过硅藻土填料进行过滤，滤过液再经过水洗之后，得到生物处理后地沟油；第5步，地沟油的吸附除杂：在第4步中得到地沟油中加入3～6%的疏水改性的多孔炭-氧化硅复合吸附剂，在20～30wt%条件下进行吸附，再将吸附剂滤除；第6步，脂肪酸的甲酯化：将纯化后的地沟油与甲醇按照重量比1：3～5混合，再加入硫酸作为催化剂，升温进行酯化反应，反应结束后，减压脱除甲醇，得到抗磨剂。2.根据权利要求1所述的以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，其特征在于，所述的第1步中，搅拌时间是15～30min，静置时间是30～50min。3.根据权利要求1所述的以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，其特征在于，所述的第2步中，双氧水的浓度是20～30wt%；升温至30～50℃，搅拌1～3h。4.根据权利要求1所述的以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，其特征在于，所述的第3步中，浓硫酸的浓度是85～90wt%，升温是指升温至88～90℃。5.根据权利要求1所述的以酸化地沟油制备抗磨剂的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆桓，
申请(专利权)人：孟庆桓，
类型：发明
国别省市：山东,37