CN109628173B - 一种以餐厨废油为原料的生物柴油的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种以餐厨废油为原料的生物柴油，成分按重量份计，包括以下步骤：将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中形成过滤层；将餐厨废油过过滤层收集油层；将磺酸和浓硫酸和蒸馏水混合搅拌均匀，加入油层搅拌反应；转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；将月桂酰谷氨酸、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、改性大豆磷脂和环己烷混合，磁力搅拌；滴加1‑丁基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌；加入脂肪酸产物、乙醇和脂肪酶，反应即得。本法所制备的一种以餐厨废油为原料的生物柴油，生物柴油的制备方法简单，产率高。

Description

一种以餐厨废油为原料的生物柴油的制备方法
技术领域
本发明涉及一种以餐厨废油为原料的生物柴油的制备方法。
背景技术
生物柴油是一种新型的可再生绿色能源，它具有闪点高、抗爆性好、燃烧性能优良、能有效降低SOx，NOx等有害温室气体排放量等优点。生物柴油是一种高级脂肪酸酯类化合物，可以通过动植物油脂、餐饮废油等为原料与低级醇经过酯交换或酯化反应制备得到。在传统制备工艺中，常采用浓硫酸作为催化剂。浓硫酸催化时虽有较高催化活性，但存在易发生副反应，产品不易提纯，设备腐蚀严重，环境污染严重等缺点，工艺路线不符合当今社会可持续发展的要求。采用固体酸、金属盐类、离子液体等催化剂，虽然在一定程度上解决了传统催化剂存在的一些缺点，但它们仍存在相对活性低、表面易积碳、酸中心分布不均、再生困难等缺陷，从而限制了它们的应用。因此，研究开发新型的工艺，对于生物柴油的利用具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：提供一种以餐厨废油为原料的生物柴油的制备方法，制备方法简单，产率高。
技术方案：一种以餐厨废油为原料的生物柴油，成分按重量份计，制备方法包括以下步骤：
(1)将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中，形成过滤层；
(2)将餐厨废油过过滤层后，收集过滤后得到的油层；
(3)将0.5-1份磺酸和5-10份浓硫酸和45-50份蒸馏水混合搅拌均匀，加入45-50份油层，装上冷凝水回流管，放入磁力油浴锅在温度100℃下搅拌反应6-8h；
(4)转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；
(5)将2-5份月桂酰谷氨酸、3-5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、5-8份改性大豆磷脂和8-12份环己烷混合，磁力搅拌30-40min；
(6)滴加5-8份1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌10-20min；
(7)加入10-20份脂肪酸产物、60-70份乙醇和脂肪酶，在30-35℃水浴条件下反应3-4h即得。
进一步的，所述步骤(1)中改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末和聚合硫酸铁的重量比为8:2:1:1。
进一步的，所述脂肪酶的量为脂肪酸产物的14wt％。
进一步的，所述改性聚丙烯纤维的制备方法为：
第一步：将微硅粉与聚丙烯树脂按质量比25:75的比例混合，加入双螺杆挤出机中反复挤出并造粒3次制得母粒，其中，挤出温度为190℃；
第二步：将母粒在干燥鼓风烘箱中100℃烘12h；
第三步：加入5wt％的马来酸酐接枝聚丙烯，通过熔融纺丝制备出纤维，其中，纺丝温度为235℃，卷绕速度为150m/min，定型温度为130℃；
第四步：均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率10-15kHz、工作电压20kV、放电功率70-80W条件下处理10-15min即得。
有益效果：
1.以餐厨废油为原料，有效的实现废物利用，取得很好的经济效果。
2.经本发明制备的一种以餐厨废油为原料的生物柴油制备方法简单，产率高。
具体实施方式
实施例1
一种以餐厨废油为原料的生物柴油，成分按重量份计，制备方法包括以下步骤：
(1)将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中，形成过滤层，其中，所述改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末和聚合硫酸铁的重量比为8:2:1:1；
(2)将餐厨废油过过滤层后，收集过滤后得到的油层；
(3)将0.5份磺酸和5份浓硫酸和45份蒸馏水混合搅拌均匀，加入45份油层，装上冷凝水回流管，放入磁力油浴锅在温度100℃下搅拌反应6h；
(4)转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；
(5)将2份月桂酰谷氨酸、3份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、5份改性大豆磷脂和8份环己烷混合，磁力搅拌30min；
(6)滴加5份1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌10min；
(7)加入10份脂肪酸产物、60份乙醇和脂肪酶，在30℃水浴条件下反应3h即得。
采用气相色谱法检测生物柴油的转化率，生物柴油产率为95.2％。
实施例2
一种以餐厨废油为原料的生物柴油，成分按重量份计，制备方法包括以下步骤：
(1)将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中，形成过滤层，其中，所述改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末和聚合硫酸铁的重量比为8:2:1:1；
(2)将餐厨废油过过滤层后，收集过滤后得到的油层；
(3)将0.6份磺酸和6份浓硫酸和47份蒸馏水混合搅拌均匀，加入47份油层，装上冷凝水回流管，放入磁力油浴锅在温度100℃下搅拌反应6.5h；
(4)转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；
(5)将3份月桂酰谷氨酸、3.5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、6份改性大豆磷脂和9份环己烷混合，磁力搅拌32min；
(6)滴加6份1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌12min；
(7)加入12份脂肪酸产物、62份乙醇和脂肪酶，在33℃水浴条件下反应3.5h即得。
生物柴油产率为95.7％。
实施例3
一种以餐厨废油为原料的生物柴油，成分按重量份计，制备方法包括以下步骤：
(1)将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中，形成过滤层，其中，所述改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末和聚合硫酸铁的重量比为8:2:1:1；
(2)将餐厨废油过过滤层后，收集过滤后得到的油层；
(3)将0.8份磺酸和8份浓硫酸和48份蒸馏水混合搅拌均匀，加入48份油层，装上冷凝水回流管，放入磁力油浴锅在温度100℃下搅拌反应7h；
(4)转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；
(5)将4份月桂酰谷氨酸、4份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、7份改性大豆磷脂和10份环己烷混合，磁力搅拌35min；
(6)滴加7份1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌15min；
(7)加入15份脂肪酸产物、65份乙醇和脂肪酶，在34℃水浴条件下反应3.5h即得。
生物柴油产率为96.1％。
实施例4
一种以餐厨废油为原料的生物柴油，成分按重量份计，制备方法包括以下步骤：
(1)将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中，形成过滤层，其中，所述改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末和聚合硫酸铁的重量比为8:2:1:1；
(2)将餐厨废油过过滤层后，收集过滤后得到的油层；
(3)将0.9份磺酸和9份浓硫酸和49份蒸馏水混合搅拌均匀，加入49份油层，装上冷凝水回流管，放入磁力油浴锅在温度100℃下搅拌反应7h；
(4)转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；
(5)将4份月桂酰谷氨酸、4.5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、7份改性大豆磷脂和11份环己烷混合，磁力搅拌35min；
(6)滴加7份1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌15min；
(7)加入18份脂肪酸产物、68份乙醇和脂肪酶，在34℃水浴条件下反应3.5h即得。
生物柴油产率为95.8％。
实施例5
一种以餐厨废油为原料的生物柴油，成分按重量份计，制备方法包括以下步骤：
(1)将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中，形成过滤层，其中，所述改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末和聚合硫酸铁的重量比为8:2:1:1；
(2)将餐厨废油过过滤层后，收集过滤后得到的油层；
(3)将1份磺酸和10份浓硫酸和50份蒸馏水混合搅拌均匀，加入50份油层，装上冷凝水回流管，放入磁力油浴锅在温度100℃下搅拌反应8h；
(4)转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；
(5)将5份月桂酰谷氨酸、5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、8份改性大豆磷脂和12份环己烷混合，磁力搅拌40min；
(6)滴加8份1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌20min；
(7)加入20份脂肪酸产物、70份乙醇和脂肪酶，在35℃水浴条件下反应4h即得。
生物柴油产率为95.4％。

Claims (4)

1.一种以餐厨废油为原料的生物柴油，其特征在于：成分按重量份计，制备方法包括以下步骤：
(1)将改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末、磷矿粉和聚合硫酸铁混合均匀，装入玻璃管中，形成过滤层；
(2)将餐厨废油过过滤层后，收集过滤后得到的油层；
(3)将0.5-1份磺酸和5-10份浓硫酸和45-50份蒸馏水混合搅拌均匀，加入45-50份油层，装上冷凝水回流管，放入磁力油浴锅在温度100℃下搅拌反应6-8h；
(4)转入分液漏斗中静置分层后，取上层脂肪酸产物；
(5)将2-5份月桂酰谷氨酸、3-5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、5-8份改性大豆磷脂和8-12份环己烷混合，磁力搅拌30-40min；
(6)滴加5-8份1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，继续搅拌10-20min；
(7)加入10-20份脂肪酸产物、60-70份乙醇和脂肪酶，在30-35℃水浴条件下反应3-4h即得。
2.根据权利要求1所述的一种以餐厨废油为原料的生物柴油，其特征在于：所述步骤(1)中改性聚丙烯纤维、四氧化三铁粉末和聚合硫酸铁的重量比为8:2:1。
3.根据权利要求1所述的一种以餐厨废油为原料的生物柴油，其特征在于：所述脂肪酶的量为脂肪酸产物的14wt％。
4.根据权利要求1所述的一种以餐厨废油为原料的生物柴油，其特征在于：所述改性聚丙烯纤维的制备方法为：
第一步：将微硅粉与聚丙烯树脂按质量比25:75的比例混合，加入双螺杆挤出机中反复挤出并造粒3次制得母粒，其中，挤出温度为190℃；
第二步：将母粒在干燥鼓风烘箱中100℃烘12h；
第三步：加入5wt％的马来酸酐接枝聚丙烯，通过熔融纺丝制备出纤维，其中，纺丝温度为235℃，卷绕速度为150m/min，定型温度为130℃；
第四步：均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率10-15kHz、工作电压20kV、放电功率70-80W条件下处理10-15min即得。
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