[发明专利]一种固体酸碱两步法制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种固体酸碱催化高酸值油脂制备生物柴油。

背景技术

随着石油、煤等矿石能源的日益开发，自然资源不断减少、环境恶化日趋严重，人类 迫切需要寻找环境友好、可再生的替代能源。生物柴油源于天然油脂，是一种长链脂肪酸 的单烷基酯，可再生，能天然降解，对环境的污染明显比传统液体燃料小，被公认为是柴 油的理想替代能源。

目前，制备生物柴油的方法主要有酸催化法、碱催化法、酶催化法以及超临界法。从 工业实践角度上看，液体酸、碱催化法应用最为广泛。液体酸催化法适用于处理一些高酸 值的油脂，但存在反应醇油比高、催化温度高、反应时间长等缺点；碱催化法适用于处理 低酸值、含水量低的油脂。与酸催化法相比，碱催化法反应温度较低，反应时间较短，但 该法用的催化剂为强碱，腐蚀性大，产品需要中和、水洗和干燥等后处理步骤，且生产过 程中产生的碱性废水污染环境。工业上为了降低生产成本，普遍以酸化油、餐饮废油、植 物油下脚料等高酸值油脂为原料，采用酸碱两步液体催化法生产制备生物柴油，反应时间 较长，生产工序复杂，对环境污染严重。

固体酸碱法是弥补液体碱催化法不足的一个有效途径。所谓的固体酸是指能够给出质 子或接受电子对的固体，而固体碱是指接受质子或者给出电子对的固体。固体酸、碱在整 个生物柴油制备过程中以固态的形式存在，反应完成后催化剂易与产物分离，且催化剂可 以重复利用。目前关于固体酸法制备生物柴油的专利还很少公开：专利CN 1986740A利用 高酸值废弃油脂为原料，以阳离子交换树脂为催化剂，通过酯化和酯交换反应得到生物柴 油，但是该专利催化时间较长，催化温度较高；专利CN 1928016A发明了一种生物柴油的 制备方法旨在利用固体酸和固体碱做催化剂降低反应的活化能，提高反应速度的生物柴油 制备方法，该专利所述的催化剂制备工艺复杂、价格较昂贵；专利CN 101024777公开了 一种有机化工产品的制备方法，特别公开了一种利用动植物脂肪酸制备生物柴油的方法， 所用的催化剂为固体酸：CF₃SO₃H、C₂F₂SO₃H等，该专利对原料的要求较高，且催化剂为复 杂有机物制备比较复杂。有关固体碱及其在生物柴油制备中应用的专利较多：专利CN 101249453A公开了一种催化剂的制法，将有机金属盐与碱或者是碱金属的碳酸盐在室温下 进行研磨固相反应后，高温焙烧而成，该类催化剂可用于生物柴油转酯化法合成。专利CN 101249454A涉及到一种固体碱催化剂，该专利是以有机金属盐为前驱体与载体在室温下研 磨后高温下焙烧而制得的，该固体碱催化剂也可用于生物柴油的制备；CN 101249454A描 述一种固体碱催化剂，该催化剂是以氟化钾为活性组分，负载于载体上后，经高温焙烧而 成。载体为氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化锆、活性炭、分子筛、硅藻土、活性 白土、硅胶或拟薄水铝石；专利CN 101249432A将金属硝酸盐与碱或碱金属的碳酸盐室温 下研磨进行固相反应后，高温下焙烧制成催化剂，所述的金属硝酸盐可以为硝酸镁、硝酸 铝、硝酸锌、硝酸钙与硝酸锶，所述碱或碱金属碳酸盐可以为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸 钠或碳酸钾；专利CN 101302433A将碱金属、碱土金属的氧化物、氟化物、碳酸化合物和 硝酸化合物，所用载体为氧化钙、氧化铝、分子筛等，制得的催化剂可以催化大豆油、转 基因大豆油等。但是上述发明专利涉及的催化剂催化活性较低，通常需要2个小时以上， 与液体碱催化剂的1小时以内完成反应相比，明显较长，而且催化剂的制备过程十分复杂。

发明内容

为了解决现有生物柴油技术中催化剂与产物分离工艺复杂、生产过程产生废水的问 题，本发明提供一种工艺简单、有利环保的一种固体酸碱两步法制备生物柴油的方法。

实现上述目的的技术解决方案如下：

一种固体酸碱两步法制备生物柴油的方法，包括以下操作步骤：

(1)、将高含游离脂肪酸油脂预处理，包括过滤离心去除机械杂质、脱水；