[发明专利]一种山杏生物柴油的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质能源技术领域，尤其是一种山杏生物柴油的生产方法。

背景技术

当前全球石油需求不断增长与化石能源目渐枯竭的矛盾日益突出，能源供给形势越来 越紧张，国际市场原油价格持续大幅上涨，能源的多元化、可再生化和清洁化已成为人类 社会发展的必然选择，开发生物质能源是解决全球能源危机的方向之一，作为新型替代能 源的生物柴油在世界各国发展迅速。生物柴油是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等， 野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交 换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。

生物柴油具有下述独特的性能优势：(1)生物能源为可再生性能：作为可再生能源， 与石油储量不同，其通过农业和生物资源获得，可供应量不会枯竭，而且生物柴油的生物 降解性高于常规柴油，可在自然状况下实现生物降解，减少对人类生存环境的污染。(2) 具有优良的环保特性：主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排 放低；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。 (3)较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损减小，使用寿命长。(4)良好 的燃料性能：生物柴油十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性使催化剂 和发动机机油的使用寿命延长。(5)制备生物柴油的原料来源比较广泛：包括油料作物、 野生油料植物和水藻植物油脂以及动物油脂都可以作为原料，甚至可以利用餐饮业中的废 油、地沟油作为原料，可以做到回收垃圾变废为宝的目的等优点。

我国是石油资源相对贫乏的国家，但木本油料资源及其丰富，随着对能源用木本油料 作物的研究、开发和利用的不断深入，生物质能源在我国发展潜力巨大，发展木本油料生 物柴油产业不仅有利于解决石油替代、生态环境保护和“三农”问题，还可为为我国林业 产业带来新的发展契机。山杏(Armeniacasibirica(L.)Lam)，蔷薇目、蔷薇科、杏 属植物，别名杏子、野杏。其适应性强，喜光，根系发达，深入地下，具有耐寒、耐旱、 耐瘠薄的特点。主要分布于中国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、甘肃、河北、 山西等地。山杏中油脂肪酸组成包括肉豆寇酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油 酸、亚麻酸和二十碳酸等，其中，棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸的 含量之和高达95％，而杏仁含油率为50％左右，是值得推广种植的木本生物柴油物种。目 前利用山杏仁制备生物柴油的主要方法为酯交换法，但传统的酯交换法大都存在催化效率 低、产量低、色泽深、容易变质、反应时间长、腐蚀设备、工艺复杂、反应温度高、能耗 较大、易造成二次污染和副产物损失、成本较高等缺点。

发明内容

本发明针对传统酯交换法生产生物柴油存在的问题，提供一种山杏生物柴油的生产方 法。本发明以磁性纳米固体酸为催化剂，不仅不腐蚀设备，还能较大地提高催化效率，可 缩短反应时间和降低能耗等。

为实现以上目的，本发明是通过如下技术方案实现：

一种山杏生物柴油的生产方法，包括以下步骤：

1.原料预处理:在山杏仁油中加入重量比为0.8-1.2％的活性氧化铝吸附剂，在转速为 200-300r/min下搅拌10-15min，即可得到纯山杏仁油；

2.酯化反应:将纯山杏仁油、甲醇和磁性纳米催化剂以重量比为100:30-40：1.2-1.5 加入反应釜中，在温度为55-65℃、搅拌速度为120-200r/min下，进行酯化反应20-40min， 得酯化产物；

3.分离生物柴油粗品:将酯化产物在转速为500-1000r/min下离心8-15min，静置沉淀 后，将上层液和下层液分离，上层液即为生物柴油粗品，下层为甘油；

4.提纯生物柴油:将上述得到的生物柴油粗品加至搅拌器，再加入以膨润土和聚乙烯 酰胺组成的混合吸附剂，其加入量为生物柴油粗品重量的1.5-2.5％，在转速150-180r/min 下搅拌5-8min，即可得到生物柴油产品。

以上所述磁性纳米催化剂包括B₂O₃-Fe₃O₄、ZrO2-Fe₃O₄和Al₂O₃-Fe₃O₄。