【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物油脂催化转化，具体涉及一种废弃油脂制备一代生物柴油工艺。
技术介绍
1、在当今工业化社会中，能源需求巨大，传统的化石燃料在满足这一需求的同时对环境造成了严重的负面影响，如温室气体排放和土壤、水源污染等。因此，开发绿色的可再生能源成为了全球主要大国的共识。其中，生物质尤其是具有与石化柴油相似碳链结构生物油脂的开发与利用，受到了广泛关注。生物油脂主要包括植物油、动物油脂、微藻油、以及食品加工或烹饪使用过后的地沟油、酸化油和潲水油等废弃油脂。与动植物油脂和微生物油脂相比，我国的废弃油脂资源较为丰富，每年可收集超过1000万吨。因此，将废弃油脂在催化剂的作用下与醇(甲醇或乙醇)反应，得到一代生物柴油，与传统石化柴油混合使用，对于提高我国能源安全和发展绿色能源体系具有重要的战略意义。目前，一代生物柴油主要是利用浓硫酸、盐酸和磷酸等无机酸催化剂进行酯化反应，然而，传统酸催化剂具有强腐蚀性，对生产设备和环境构成风险。同时，该类型酸催化剂在回收和再利用方面面临诸多挑战。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有废弃油脂制备一代生物柴油生产过程中传统液体酸催化剂难以回收、腐蚀性强等问题，提供了一种废弃油脂制备一代生物柴油新工艺。该生产工艺以酸性离子液体为预酯化催化剂，能够实现液体酸催化剂的高效循环，降低设备腐蚀，提高产品收率。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种废弃油脂制备一代生物柴油工艺，包括以下步骤：
4、s1、将一定比例的废弃油脂与
5、s2、预酯化的有机相i利用甲醇回收塔i分离得到预酯化产物和甲醇溶剂，水相i利用甲醇回收塔ii分离得到粗甲醇和液体酸催化剂，粗甲醇进一步经过甲醇精制塔i纯化与回收；
6、s3、预酯化产物与碱催化剂、甲醇于酯交换反应器中进行转酯化反应，反应后的混合产物经水洗塔分成有机相ii与水相ii。
7、s4、酯交换得到的有机相ii经过干燥塔、生物柴油精制塔提纯后得到一代生物柴油产品；将水相ii通入中和罐与磷酸进行中和反应后，进入甲醇回收塔iii和甲醇精制塔ii进行甲醇的分离与纯化。
8、所述步骤s1中的废弃油脂包括酸化油、潲水油、地沟油中的一种或几种的混合物；液体酸催化剂包括咪唑硫酸氢盐离子液体、n-烷基铵硫酸氢盐离子液体、吡啶硫酸氢盐离子液体以及吡咯硫酸氢盐离子液体中的一种或多种。
9、所述步骤s1中加入的甲醇与废弃油脂的摩尔比为(1～10)：1，以废弃油脂质量计算，加入的液体酸催化剂总量为废弃油脂量的2～15％。
10、所述步骤s1中预酯化温度为50～120℃，反应时间为0.5～5h，操作压力为0.1～1mpa。
11、所述步骤s1中预酯化反应后的混合液，经过滤器除去废渣后，进入液液分离器处理后得到有机i和水相i，其中过滤器的操作温度为50～100℃，所述液液分离器为层析器，其操作温度为50～100℃，操作压力为0.1～1mpa，分液时间为0.1～1h。
12、所述步骤s2中预酯化后的有机相i通入甲醇回收塔i进行产物分离，得到预酯化产物；水相i通入甲醇回收塔ii回收液体酸催化剂和粗甲醇，并利用甲醇精制塔i对甲醇进行纯化，重复利用。
13、所述步骤s2中的甲醇回收塔i和甲醇回收塔ii的操作温度为50～100℃，操作压力为0.1～1mpa；甲醇精制塔i为常压精馏塔，其塔顶操作温度为67～75℃，操作压力为0.1～0.15mpa。
14、所述步骤s3中的碱催化剂为lioh、naoh、koh中的一种或几种，其中，以废弃油脂质量计算，加入的碱催化剂用量为1～10％，醇油摩尔比为(1～10):1。
15、所述步骤s3中酯交换反应器中进行转酯化反应的反应温度为50～150℃，反应时间为0.5～10h，操作压力为0.1～1mpa。
16、所述步骤s4中干燥塔中的干燥剂为活性炭、分子筛和硅胶中的一种或几种；所述生物柴油精制塔为减压精馏塔，其操作温度为100～300℃，操作压力为0.5～2.0kpa。
17、所述步骤s4中水相ii进入中和罐与磷酸进行反应得到磷酸盐，随后进入甲醇回收塔iii和甲醇精制塔ii分离回收甲醇；所述中和罐的操作温度为50～70℃，操作时间0.5～2h，磷酸/碱催化剂的摩尔比为0.4～0.6。
18、本专利技术技术方案，具有如下优点：
19、a、本专利技术工艺流程可靠，原料适应性强，可用于处理各种品质较差的废弃油脂，以及联产高品质一代生物柴油。
20、b、本专利技术所提供的工艺路线中液体酸催化剂能够高效地循环利用，以及减小对设备的腐蚀，实现系统长周期稳定运行。
21、c、本专利技术具有较好的预酯化和转酯化效率，转化率分别达到了90％以上。
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1.一种废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤S1中的废弃油脂包括酸化油、潲水油、地沟油中的一种或几种的混合物；液体酸催化剂包括咪唑硫酸氢盐离子液体、N-烷基铵硫酸氢盐离子液体、吡啶硫酸氢盐离子液体以及吡咯硫酸氢盐离子液体中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤S1中加入的甲醇与废弃油脂的摩尔比为(1～10)：1，以废弃油脂质量计算，加入的液体酸催化剂总量为废弃油脂量的2～15％。
4.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤S1中预酯化温度为50～120℃，反应时间为0.5～5h，操作压力为0.1～1MPa；
5.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤S2中预酯化后的有机相I通入甲醇回收塔I进行产物分离，得到预酯化产物；水相I通入甲醇回收塔II回收液体酸催化剂和粗甲醇，并利用甲醇精制塔I对甲醇进行纯化，重复利用。
7.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤S3中的碱催化剂为LiOH、NaOH、KOH中的一种或几种，其中，以废弃油脂质量计算，加入的碱催化剂用量为1～10％，醇油摩尔比为(1～10):1。
8.根据权利要求1所述的废弃油脂预处理与一代生物柴油联产工艺，其特征在于：所述步骤S3中酯交换反应器中进行转酯化反应的反应温度为50～150℃，反应时间为0.5～10h，操作压力为0.1～1MPa。
9.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤S4中干燥塔中的干燥剂为活性炭、分子筛和硅胶中的一种或几种；所述生物柴油精制塔为减压精馏塔，其操作温度为100～300℃，操作压力为0.5～2.0kPa。
10.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤S4中水相II进入中和罐与磷酸进行反应得到磷酸盐，随后进入甲醇回收塔III和甲醇精制塔II分离回收甲醇；所述中和罐的操作温度为50～70℃，操作时间0.5～2h，磷酸/碱催化剂的摩尔比为0.4～0.6。
...【技术特征摘要】
1.一种废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤s1中的废弃油脂包括酸化油、潲水油、地沟油中的一种或几种的混合物；液体酸催化剂包括咪唑硫酸氢盐离子液体、n-烷基铵硫酸氢盐离子液体、吡啶硫酸氢盐离子液体以及吡咯硫酸氢盐离子液体中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤s1中加入的甲醇与废弃油脂的摩尔比为(1～10)：1，以废弃油脂质量计算，加入的液体酸催化剂总量为废弃油脂量的2～15％。
4.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤s1中预酯化温度为50～120℃，反应时间为0.5～5h，操作压力为0.1～1mpa；
5.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤s2中预酯化后的有机相i通入甲醇回收塔i进行产物分离，得到预酯化产物；水相i通入甲醇回收塔ii回收液体酸催化剂和粗甲醇，并利用甲醇精制塔i对甲醇进行纯化，重复利用。
6.根据权利要求1所述的废弃油脂制备一代生物柴油工艺，其特征在于：所述步骤s2中的甲醇回收塔i和甲醇回收塔ii的操作温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：江莉龙，黄宽，蔡镇平，曹彦宁，马永德，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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