[发明专利]一种生物柴油的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种生物柴油的制备方法。

背景技术

生物柴油是由动植物油与甲醇、乙醇，或丙醇等低级醇通过酯交换反应生成的长链脂肪 酸烷基酯类物质，是柴油的理想替代品，具有优异的环保性能和可再生性能。若以餐饮废油 为原材料，对其进行预处理后用于制备生物柴油，为餐饮废油的再利用开辟了一条新路，有 利于防止餐饮废油对环境造成的不利影响，同时还可以降低生物柴油的生产成本，为生物柴 油的工业化提供有效的依据。在日本已经建立了利用废油制备生物柴油的工厂，欧盟各国及 中国香港地区也竞相研究、开发利用餐饮废油制备生物柴油。拒不完全统计，我国餐饮业每 年产生废油可达二百万吨以上，餐饮废油中含有很多对人体有害的物质，已经不能再食用了。 目前，我国小部分餐饮废油被回收加工成脂肪酸工业原料，而大部分被不法分子利用，重新 流入市场，严重危害了消费者的健康，还有的废油被餐饮业主直接排入下水道，造成了资源 的浪费，而且严重污染环境。因此经济有效的对餐饮废油进行回收和利用，具有巨大的经济 和社会效益。

国内外生产生物柴油制备的常用技术方法主要有以下几种：直接混合法、微乳化法、高 温裂解法、碱催化的酯交换反应法、酸催化的酯交换反应、酶催化酯交换反应、超临界酯交 换法、微藻制取生物柴油。制备生物柴油的技术方法各有优缺点，但碱催化的酯交换反应法 是最受关注的方法，也是工业生产实用性最强的方法，应用最为广泛。它具有适应性强，反 应条件要求不高，产物易分离等优点，是目前最经济最有优势的方法，但此法仍需改进。而 微藻制取生物柴油是近几年的研究热点，以微藻作为原料制取生物柴油具有很多特殊的优 势，目前微藻生产生物柴油还无法实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物柴油的制备方法，以煎炸废油为原料，采用固体碱催化 酯交换反应制备生物柴油。

其具体技术方案为：

一种生物柴油的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、负载型固体碱催化剂K₂CO₃-M_gO的制备

按照一定的比例称取K₂CO₃MgO混合均匀，再加入适量的蒸馏水，使之成糊状，充分搅 拌后静止二十四小时，进行浸渍，然后于80℃下干燥二十四小时。将所得固体研磨均匀在一 定温度下焙烧一定的时间，即得负载型固体碱催化剂K₂CO₃-M_gO。

步骤2、煎炸废油的预处理

(1)抽滤，去除食物残渣和蛋白聚合物；

(2)脱色除臭，加入适量的分子筛，进行脱色和除臭，震荡使之混合均匀，静止一定 时间后，过滤；

(3)降酸，无水乙醇萃取游离脂肪酸，将无水乙醇与煎炸废油按体积比1∶2进行混合， 充分搅拌后，置于分液漏斗中静止一定时间后分液，下层液体为废油，上次为含游离脂肪酸 的乙醇，重复萃取操作三至五次；

(4)水化脱胶，向废油中加入少量水，加热升温进行脱胶处理，然后离心分离，以去 除废油中的磷脂和水，将废油加热到100℃-105℃，脱水；

步骤3、酯交换反应

称取一定质量的原料油，按一定比例加入甲醇共同混合于圆底烧瓶中，恒温水浴搅拌加 热，并保持回流状态，预热到反应温度后，加入适量的催化剂，保持反应温度、搅拌、回流， 反应一定时间；反应结束后迅速降温，离心分离除去催化剂，滤液经蒸馏装置回收剩余的甲 醇后，置于分液漏斗中静止分层，上层为生物柴油，下层为甘油、残余的原料油和甲醇的混 合物。

优选地，步骤3中反应时间2h、反应温度70℃、醇油质量比15∶1、催化剂与煎炸废油 的质量比2％。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明将优选的催化剂应用到煎炸废油的酯交换反应中，通过单因素实验和正交试验得 到催化煎炸废油制备生物柴油的最佳反应条件：反应时间2h、反应温度70℃、醇油质量比 15∶1、剂油质量比2％：此时生物柴油的产率可以达到82.57％。结果表明催化剂K₂CO₃-MgO 对煎炸废油制备生物柴油的依然有较好的催化活性。

催化剂循环使用四次后，生物柴油的转化率仍在80％以上，表明：负载型固体碱催化剂 K2CO3-MgO具有很好的催化活性和稳定性。

附图说明

图1是催化剂用量对酯交换反应的影响；