一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法与流程

本发明涉及城市餐厨废弃油制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，具体涉及一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法。

背景技术：

1、我国是以煤炭为主要能源的国家，由于我国原煤灰分高，并且随着机械化采煤程度的不断提高，导致优质煤矿资源逐渐减少，煤矿的分选难度加大。煤泥的浮选是煤有效分选和回收的重要方法，而捕收剂作为浮选药剂，可以有选择性地作用于煤泥表面，提高煤泥的疏水性。目前，在煤泥的浮选过程中，不可再生捕收剂如煤油、柴油等被广泛应用，但存在分选效果差的问题。与此同时，据有关部门统计，我国每年餐饮业产生的城市餐厨废弃油产量大，其中有相当部分被重新利用进入到人们的餐桌。城市餐厨废弃油中含有大量重金属及致癌物质，长期食用对人体健康造成极大的危害。若城市餐厨废弃油不加以合理回收利用，还会造成环境污染。因此，如何合理高效的利用城市餐厨废弃油成为目前迫切需要解决的一类城市问题之一。

2、厨余垃圾中的城市餐厨废弃油价格低廉且易得，可以制备成煤泥浮选再生捕收剂——生物柴油，合理地“变废为宝”，能够消除食品安全和环境污染问题，降低药剂成本，从而带来环境效益和经济效益，达到废弃资源合理利用的目的。与传统的不可再生柴油捕收剂相比，用城市餐厨废弃油制备的生物柴油煤泥捕收剂作为一种可再生清洁能源具有环境友好、适应性强和高效浮选的优势，降低了煤泥浮选对传统非再生捕收剂如煤油、柴油等的依赖，节约能源，降低碳排放，有利于实现碳达峰与碳中和的目标。

3、城市餐厨废弃油是含杂质的高酸值油，所以一般采用碱催化剂酯交换法制备生物柴油。碱催化剂酯交换法具有强碱用量大，有机溶剂萃取浪费等缺点，其中有机溶剂主要是用甲醇来进行酯交换反应，在甲醇中的酯交换还具有城市餐厨废弃油溶解量小、流动性差、反应时间长和转化率低等缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，该方法采用甲醇与乙醇来作为混合溶剂，降低反应物之间的传质阻力，提高反应速率。

2、为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

3、一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，包括以下步骤：

4、(1)蒸汽直接加热：将饱和水蒸汽直接通入到城市餐厨废弃油中对其进行整体加热，蒸汽直接加热可根据城市餐厨废弃油的含量和其他操作参数进行即时调控；

5、(2)滚筒筛分离：将步骤(1)加热后的城市餐厨废弃油放入滚筒筛中，滚筒筛内设置有可变孔径和可变倾角的筛网，可以将城市餐厨废弃油中的塑料袋和食物残渣等固体杂质脱除；

6、(3)将步骤(2)处理后的城市餐厨废弃油进行微波选择性脱水；

7、(4)一步酸催化剂预酯化：以h2so4为催化剂，在甲醇和乙醇的混合溶剂中对步骤(3)中的城市餐厨废弃油进行恒温水浴冷凝回流搅拌反应，经过一定的反应温度，一段反应时间后得到预酯化后的产物；

8、(5)二步碱催化剂酯化：取一定物质的量之比的步骤(4)中的预酯化后的产物和乙醇，并向其中加入koh碱催化剂，在恒温水浴锅中冷凝回流搅拌反应，经过一段时间反应，得到酯化产物；

9、(6)将步骤(5)中的酯化产物经冷却分层，取上层液洗涤，减压蒸馏后得到生物柴油煤泥捕收剂。

10、优选的，所述步骤(4)中的甲醇、乙醇与城市餐厨废弃油按物质的量比为60：(15-20)：(1-2)，催化剂用量为3-5wt％。

11、优选的，所述步骤(4)中反应温度为60-80℃,反应时间为1.5-2h。

12、优选的，所述步骤(5)中乙醇和预酯化后的产物的物质的量比为(5-10)：1，催化剂用量为0.5-1wt％。

13、优选的，所述步骤(5)中反应时间为1-1.5h。

14、本发明的有益效果是：

15、1、本发明采用甲醇与乙醇来作为混合溶剂，增加对正反应的推动力，使城市餐厨废弃油在乙醇中的溶解度提高，乙醇同时作为共溶剂添加到城市餐厨废弃油/甲醇两相体系中，增加反应体系之间的互溶性，降低反应物之间的传质阻力，从而提高反应速率。城市餐厨废弃油来源于可再生资源的开发和利用，有利于黑色能源向绿色能源的转化和实现双碳战略。

16、2、本发明采用蒸汽直接加热法可根据城市餐厨废弃油的含量和其他操作参数进行即时调控，使城市餐厨废弃油在高温饱和水蒸汽中混合均匀，对其进行整体加热，提高城市餐厨废弃油的分离效果和油脂的回收率，有利于城市餐厨废弃油的最终无害化处理。并且采用蒸汽直接加热的热效率和热利用率比间接加热高，不会存在因加热管结垢而出现传热效果差的情况。

17、3、本发明采用可变孔径、可变倾角的滚筒筛快速脱除城市餐厨废弃油中的塑料袋、筷子和食物残渣等固体杂质，具有更高的适用性和可操作性，筛孔堵塞时可调节筛孔尺寸和筛面倾角以快速排除障碍。

18、4、本发明采用的微波选择性脱水在城市餐厨废弃油内部产生的微波使内部水偶极子在高频交变微波电场作用下互相摩擦碰撞生热，其因城市餐厨废弃油内部物质吸收微波能力不同而具有选择性，对液相油层中的水分进行选择性加热，有利于节约能源，降低碳排放量。

技术特征：

1.一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的甲醇、乙醇与城市餐厨废弃油按物质的量比为60：(15-20)：(1-2)，催化剂用量为3-5wt％。

3.根据权利要求1所述的一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，其特征在于，所述步骤(4)中反应温度为60-80℃,反应时间为1.5-2h。

4.根据权利要求1所述的一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，其特征在于，所述步骤(5)中乙醇和预酯化后的产物的物质的量比为(5-10)：1，催化剂用量为0.5-1wt％。

5.根据权利要求1所述的一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，其特征在于，所述步骤(5)中反应时间为1-1.5h。

技术总结
本发明涉及城市餐厨废弃油制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，公开了一种针对城市餐厨废弃油混合溶剂酯化法制备生物柴油煤泥捕收剂的方法，包括以下步骤：(1)蒸汽直接加热：将饱和水蒸汽直接通入到城市餐厨废弃油中对其进行整体加热；(2)滚筒筛分离：将步骤(1)加热后的城市餐厨废弃油放入滚筒筛中，可以将城市餐厨废弃油中的塑料袋和食物残渣等固体杂质脱除；(3)将步骤(2)处理后的城市餐厨废弃油进行微波选择性脱水；(4)一步酸催化剂预酯化；(5)二步碱催化剂酯化；(6)将步骤(5)中的酯化产物经冷却分层，取上层液洗涤，减压蒸馏后得到生物柴油煤泥捕收剂。本发明降低反应物之间的传质阻力，提高反应速率，有利于黑色能源向绿色能源的转化和实现双碳战略。

技术研发人员：左康会
受保护的技术使用者：山东巨野友邦实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14