[发明专利]一种生物柴油的固体酸催化剂及制备生物柴油的方法

说明书

本发明提供一种生物柴油的固体酸催化剂，按重量份数计，包括碱木质素50份、磷酸50‑60份、浓硫酸30‑40份、2‑氧代‑1,5‑戊二酸10‑15份。本发明的目的在于提供一种绿色清洁、催化活性高、生物柴油收率高的固体酸催化剂及制备生物柴油的方法。

技术领域

本发明涉及生物柴油制备技术领域，特别涉及一种生物柴油的固体酸催化剂及制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油是通过植物油(如大豆油、花生油、菜籽油等)、废弃的餐饮油和动物脂肪等原料中的脂肪酸甘油三酯，与低链醇(主要是甲醇)通过酯交换反应而制取的以脂肪酸单酯为主的新型燃料，主要由含有14～24个偶数碳原子的长链脂肪酸甲酯组成，其中饱和脂肪酸甲酯主要为C_14∶0～C_24∶0，不饱和脂肪酸甲酯主要为C_16∶1～C_22∶1、C_18∶2～C_20∶2和C_18∶3。

生物柴油是一种清洁的可再生资源，有“绿色柴油”之称，其性能与普通柴油非常相似，是优质的石化燃料替代品。生物柴油中几乎不含硫，柴油机在使用时硫化物排放极低，尾气中颗粒物含量及CO排放量分别约为石化柴油的20％、10％，具有优良的环保性能；生物柴油的黏度大于石化柴油，可降低发动机缸体、喷油泵和连杆的磨损率，延长使用寿命；生物柴油中氧含量高，十六烷值高，具有良好的燃烧性能；生物柴油的闪点远高于石化柴油，在运输及储存过程中较为安全；生物柴油具有良好的可降解性，不会危害人体健康及污染环境。生物柴油因具有可再生、易生物降解、无毒、含硫量低等优点，既可以单独做燃料使用，也可以与石化柴油调合使用，这种混合燃料不但改善了柴油机的排放特性，还能提高柴油的润滑性，降低磨损。

但是目前由植物油、废弃的餐饮油和动物脂肪等原料酯交换反应中催化反应不够活跃以至于生物柴油产物的收率仍然不高，生物柴油的储存稳定性仍不高的现状。

因此，需要研究一种绿色清洁、催化活性高、生物柴油收率高的固体酸催化剂及制备生物柴油的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色清洁、催化活性高、生物柴油收率高的固体酸催化剂及制备生物柴油的方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种生物柴油的固体酸催化剂，按重量份数计，包括碱木质素50份、磷酸50-60份、浓硫酸30-40份、2-氧代-1,5-戊二酸10-15份。

作为本发明的进一步设置，还包括异硬脂醇阿魏酸酯5-10份。

作为本发明的进一步设置，还包括BaFeO33-5份。

作为本发明的进一步设置，所述磷酸的质量分数为80％-85％。

作为本发明的进一步设置，所述BaFeO3为4d立方钙钛矿结构。

本发明还提供一种固体酸催化剂制备生物柴油的方法，包括以下步骤：

步骤S1：餐饮废油预处理：将餐饮废油过滤，将固体杂质除去，用热水冼涤2-3次除去水溶性杂质，然后通过干燥除去水分，制备成预处理后的废油备用；

步骤S2：制备固体酸催化剂：(1)将碱木质素浸渍入磷酸、浓硫酸、2-氧代-1,5-戊二酸、异硬脂醇阿魏酸酯和BaFeO3组成的活化剂中，浸渍一段时间，再干燥备用；(2)将干燥后的碱木质磷酸混合物置于石英反应管中采用活化热处理后；(3)采用热的去离子水洗涤除去活化剂，洗涤后的产物在高温下烘干得到固体酸催化剂；

步骤S3：将步骤S2制备的固体酸催化剂、甲醇及步骤S1制备的预处理后的废油备加入反应釜中，经过预酯化和酯交换反应，反应一段时间后，反应结束后通过采用减压蒸馏的方式出去多余的甲醇，干燥得出制备得到所需的生物柴油。