一种新型环保生物柴油的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型环保生物柴油的制备方法，包括以下步骤：以餐饮废油为原料，制得原料油备用；取20g氧化后的活性炭，加入到1500ml三甲基氯硅烷中，在313K搅拌保温10h，过滤，真空干燥，得到疏水改性后的活性炭；称取12g经疏水性处理后的活性炭，浸渍于80g磷钨酸质量分数为10％的乙醇溶液，于303K搅拌保温12h，真空干燥得到磷钨酸酸负载量为40％的负载型磷钨酸；在0.5L反应釜中分别加入原料油100g、甲醇49.8-149.5g、负载型磷钨酸催化剂10-25g，反应温度分别设定为333-393K，反应时间为0.5-4h。将餐饮废油作为原料油既能降低成本又可防止其进入食物链危害人体健康，同时防止其进入下水道污染环境，具有经济、社会和环境效益。
【专利说明】
一种新型环保生物柴油的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于环保新能源技术领域，尤其是涉及一种新型环保生物柴油的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前在工业生产及交通运输中广泛使用柴油作为燃料，但是柴油作为燃料燃烧所 排放的PM和NOx已经日益明显的影响到了大气环境，在环保部发布的《中国机动车污染防 治年报》中指出：全国柴油发动机排放的NOx接近所有汽车排放总量的70 %，PM超过90 %。 由此可见改善柴油的燃烧及尾气排放迫在眉睫。
[0003] 因此，世界各国纷纷研究开发新型能源，其中，最引人注目的是生物质能源，它是 一种可再生能源，取之不竭，用之不尽，尤其是转化后的生物柴油可以直接用于柴油机等设 备燃用，被视为石油、柴油的替代品。
[0004] 生物柴油作为绿色能源迈入21世纪，不仅需考虑到生产效率和产品质量问题，更 需注重成本及对环境的影响，因此，生产生物柴油需充分综合利用廉价易得的废油料作原 料油。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的问题是提供一种能生产出经济实用、安全可靠、绿色环保的新型 环保生物柴油的制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新型环保生物柴油的制备 方法，包括以下步骤：
[0007] (1)原料油的制备：以餐饮废油为原料，将餐饮废油过滤除去固体杂质，用热水洗 涤2-3次除去水溶性杂质，然后除去水分，制得原料油备用；
[0008] (2)活性炭疏水性处理：将50g活性炭在493K加热5h后，加入150ml浓硫酸搅拌 混合30min，离心分离得到固体，固体在353K真空干燥10h后冷却至室温，得到氧化后的活 性炭；取20g氧化后的活性炭，加入到1500ml三甲基氯硅烷中，在313K搅拌保温10h，过滤， 真空干燥，得到疏水改性后的活性炭；
[0009] (3)负载型磷钨酸的制备：称取12g经疏水性处理后的活性炭，浸渍于80g磷钨酸 质量分数为10 %的乙醇溶液，于303K搅拌保温12h，真空干燥得到磷钨酸酸负载量为40% 的负载型磷钨酸；
[0010] (4)生物柴油的合成：反应在0. 5L加压反应釜中进行，釜中分别加入原料油100g、 甲醇49. 8-149. 5g、负载型磷钨酸催化剂10-25g，反应温度分别设定为333-393K，反应时间 为 0·5-4h。
[0011] 所述原料油酸值为2-llmg/g，皂化值为225-255mg/g。
[0012] 所述活性炭为粉末状。
[0013] 所述浓硫酸的质量分数为69 %。
[0014] 所述甲醇、三甲基氯硅烷和磷钨酸均为分析纯。
[0015] 本发明的优点和积极效果是：
[0016] (1)餐饮废油中除了油脂，还含有一定量的游离脂肪酸（FFA)，用磷钨酸作为催化 剂，催化工艺不受FFA含量的影响，更适用于以废弃食用油脂为原料制备生物柴油的过程； 磷钨酸是固体超强酸，在酯交换、酯化反应中显示出良好的催化活性，但磷钨酸易溶解在极 性溶剂中，造成磷钨酸流失，回收困难，因此将其固载于多孔载体上制成负载型固体酸催化 剂，即可克服上述问题，且大大提高其比表面积；此外，活性炭作为载体其本身就具有疏水 性能，可消弱反应体系中极性溶剂及水对磷钨酸的溶解，延长催化剂的使用寿命；(2)将餐 饮废油作为原料油既能降低成本又可防止其进入食物链危害人体健康，为其找到出路，同 时防止其进入下水道污染环境，具有经济、社会和环境效益。
[0017] 本发明的科研与创新必将会产生巨大的经济价值和社会价值。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，下述各实施例仅用于说明本发明，对 本发明并没有限制。
[0019] 实施例：
[0020] 本发明一种新型环保生物柴油的制备方法，包括以下步骤：
[0021] (1)原料油的制备：以餐饮废油为原料，将餐饮废油过滤除去固体杂质，用热水洗 涤3次除去水溶性杂质，然后除去水分，制得原料油备用；
[0022] (2)活性炭疏水性处理：将50g活性炭在493K加热5h后，加入150ml浓硫酸搅拌 混合30min，离心分离得到固体，固体在353K真空干燥10h后冷却至室温，得到氧化后的活 性炭；取20g氧化后的活性炭，加入到1500ml三甲基氯硅烷中，在313K搅拌保温10h，过滤， 真空干燥，得到疏水改性后的活性炭；
[0023] (3)负载型磷钨酸的制备：称取12g经疏水性处理后的活性炭，浸渍于80g磷钨酸 质量分数为10 %的乙醇溶液，于303K搅拌保温12h，真空干燥得到磷钨酸酸负载量为40% 的负载型磷钨酸；
[0024] (4)生物柴油的合成：反应在0. 5L加压反应釜中进行，釜中分别加入原料油100g、 甲醇149g、负载型磷钨酸催化剂20g，反应温度分别设定为373K，反应时间为4h，产物收率 可达90%。
[0025] 其中所述原料油酸值为2. 5mg/g ;所述活性炭为粉末状；所述浓硫酸的质量分数 为69% ;所述甲醇、三甲基氯硅烷和磷钨酸均为分析纯。
[0026] 采用本发明制备方法制得的新型环保生物柴油的技术指标如下表1 :
[0027] 表1本发明新型环保生物柴油的技术指标
[0028]
[0029] 以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例， 不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应 仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1. 一种新型环保生物柴油的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 原料油的制备：以餐饮废油为原料，将餐饮废油过滤除去固体杂质，用热水洗涤 2-3次除去水溶性杂质，然后除去水分，制得原料油备用； (2) 活性炭疏水性处理：将50g活性炭在493K加热5h后，加入150ml浓硫酸搅拌混合 30min，离心分离得到固体，固体在353K真空干燥10h后冷却至室温，得到氧化后的活性炭； 取20g氧化后的活性炭，加入到1500ml三甲基氯硅烷中，在313K搅拌保温10h，过滤，真空 干燥，得到疏水改性后的活性炭； (3) 负载型磷钨酸的制备：称取12g经疏水性处理后的活性炭，浸渍于80g磷钨酸质量 分数为10 %的乙醇溶液，于303K搅拌保温12h，真空干燥得到磷钨酸酸负载量为40 %的负 载型磷钨酸； (4) 生物柴油的合成：反应在0. 5L加压反应釜中进行，釜中分别加入原料油100g、甲 醇49. 8-149. 5g、负载型磷钨酸催化剂10-25g，反应温度分别设定为333-393K，反应时间为 0.5-4h〇2. 根据权利要求1所述的新型环保生物柴油的制备方法，其特征在于：所述原料油酸 值为 2-llmg/g，皂化值为 225-255mg/g。3. 根据权利要求1所述的新型环保生物柴油的制备方法，其特征在于：所述活性炭为 粉末状。4. 根据权利要求1所述的新型环保生物柴油的制备方法，其特征在于：所述浓硫酸的 质量分数为69%。5. 根据权利要求1所述的新型环保生物柴油的制备方法，其特征在于：所述甲醇、三甲 基氯硅烷和磷妈酸均为分析纯。
【文档编号】C10L1/02GK105985868SQ201510063300
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】李恕新, 张丽梅, 柴树宜
【申请人】天津市诚新兆源生物燃料有限公司