[发明专利]一种文冠果油制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油的制备方法，具体涉及一种文冠果油制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油即脂肪酸甲酯，是一种清洁的可再生能源，是以多种天然油脂为原料，与甲醇(或其他醇)经过化学反应加工而成的一种液体燃料，属环境友好的能源。生物柴油的生产原料可以是各种动植物油脂，但由于不少动植物油脂价格偏高，而生物柴油成本的构成中大约75％是原料成本，故生物柴油的原料选择受到一定的限制，寻找新的生物柴油原料成为生物柴油研究的重要目标之一。

文冠果的植物油含量丰富，对土壤适应性很强，耐盐碱，且种植范围广泛，可在撂荒地、沙荒地和粘土地上生长，不仅如此，而且文冠果生长快，寿命可达数百年，由于文冠果具有上述优点，所以可将其作为生产生物柴油的原料。

而目前利用文冠果油制备生物柴油的方法很多，但各有其缺点。最常用的是采用液态均相催化剂制备生物柴油，生产工艺完成需水洗除去残留的甘油及催化剂，所以工艺过程会产生大量的工业废水，对环境产生很大污染。目前也有采用以固体碱催化剂生产生物柴油的工艺，但因固体碱催化剂对水分敏感，遇水则活性降低，且容易引起副反应。酸也可以作为制备生物柴油的催化剂，但传统酸酯交换的催化反应速度很慢，仅是固体碱催化剂反应的千分之一。

发明内容

本发明提供了一种以文冠果油为原料生产生物柴油的方法，它以固体超强酸为催化剂，可以解决目前以液态均相催化剂制备生物柴油所带来的废水污染问题，并可以解决以固体碱催化剂制备生物柴油所具有的催化反应速度慢且易引起副反应等问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种文冠果油制备生物柴油的方法，所述方法包括以下步骤：(1)预处理；(2)固体超强酸催化处理；(3)粗柴油脱色；所述固体超强酸催化处理步骤为：甲醇与预处理得到的标准原料油在反应器中充分混合后再与固体超强酸催化剂混合，形成混合物料，所述混合物料质量比例为标准原料油∶甲醇∶催化剂＝100∶25-30∶3-5，所述反应器包括加热器、冷凝器和搅拌器，混合物料在反应器内经加热器加热并控制反应温度为68-72℃，甲醇经冷凝器回流，搅拌器充分搅拌混合的条件下，反应时间控制在120-180分钟，检测甲酯含量达到96％以上后，结束反应，反应混合物沉降分层为甘油相和粗柴油，经离心机分离，甘油相去甘油精制工序，粗柴油到柴油中间罐。

所述固体超强酸催化剂为负载硫酸锆的活性炭，制取步骤为：先将直径0.9-1.2mm的活性炭置于0.5mol/L的盐酸溶液中煮沸2h，盐酸用量为液面覆盖固体为止，后用清水洗至中性，在110℃下烘至恒重备用，然后将硫酸锆和活性炭按2∶10-15的比例负载，先将硫酸锆溶于水，然后将经过处理的所述活性炭加入水中，继续加入水至液面覆盖固体为止，后再加盐酸体积10％-20％的蒸馏水，用大火加热一段时间至液体沸腾，静置2h，后用小火加热，至容器内混合物蒸干，将混合物转移至马弗炉300-350℃下烘至恒重。

所述预处理和粗柴油脱色应步骤为：

(1)预处理

将文冠果油加入到处理罐中，加入占文冠果油质量18-22％的热水，热水温度范围90～95℃，并在60-80转/分钟转速下搅拌15-25分钟后，静置沉淀，使油脂中的杂质混合物溶解在水中形成分液层，下层杂质混合物由罐底排出，去除原料中水分，得到标准原料油；

(3)粗柴油脱色

所述粗柴油由柴油中间罐流到柴油水洗塔，被来自中和塔的饱和热水充分洗涤，通过薄膜蒸发器干燥，加入粗柴油质量3％-5％的白土，在75℃-85℃下搅拌脱色0.5h-1h，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5-6号之间的生物柴油，然后进入成品罐。

可选的，所述合成反应器为釜式合成反应器。

可选的，所述离心机为碟式离心机。

可选的，检测所述甲酯含量采用气相色谱法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

(1)原料稳定，利用文冠果油和甲醇为生产原料生产生物柴油，可以从根本上摆脱对石油制取柴油的依赖，解决了生物柴油生产原料竞争激烈的问题，而且文冠果种植可产生一部分经济效益和环境社会效益。

(2)有利于土壤优化，文冠果对土壤适应性很强，耐盐碱，可在撂荒地、沙荒地、粘土地上生长，它具有深根性，主根发达，萌蘖性强，生长快，且寿命可达数百年，因此种植文冠果可显著改善土壤状况，调整土壤养分的平衡，进一步挖掘土壤增产潜力。