CN1986737A - 利用餐饮废油生产生物柴油工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，包括下述步骤：1)将餐饮废油、低级醇和多组元SO4 2－/MxOy型超强酸催化剂混合搅拌，保温75～85℃下反应8～12小时；2)升温蒸出剩余低级醇后，静置分出下层催化剂和稀甘油水，得粗生物柴油；3)加温至70℃以上后加入双氧水氧化脱色，调节pH值6.5～7，静置过滤后分离出水及杂物，得生物柴油。此工艺无需常压或减压蒸馏，简单，使用安全可靠，成本低，无污染，市场推广前景好。

Description

利用餐饮废油生产生物柴油工艺
技术领域
本发明涉及一种生产生物柴油的工艺，尤其是利用餐饮废油生产生物柴油的工艺。
背景技术
20世纪70年代石油危机以后各国都关注能源的问题。以我国为例，1990年到2002年我国石油消耗量每年增加1103万吨，而同期原油的增长仅为242万吨，促使我国每年进口原油7000～8000万吨。预计2010年我国原油产量1.7～1.9亿吨，2020年为1.8～2亿吨，而预测需求量2010年高达3.5～3.8亿吨，2020年为4.8～5.2亿吨。到那时，我国石油缺口高达51.4～62.5％。
在农村，随农业机械化和农业经济的发展，农用柴油的用量比工业用柴油更为紧缺。据专利申请号02115477.5的发明“利用废动植物油生产生物柴油工艺”生产的生物柴油2003年4月由国家科技部、商业部、税务总局、质量监督检验总局、国家环保部认定为国家重点新产品，项目编号2003ED72005，且此项工艺被列为2005年度国家火炬计划。因此，以废油制造生物柴油，用可再生能源代替一次性能源是当代科研的一项重要任务。
发明内容
本发明的日的是提供一种利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，此法解决了城市餐饮废油就地加工转化成生物柴油的生产技术难题，无需常压或减压蒸馏，不仅生产工艺简单，而且使用安全可靠，成本低，无污染。
本发明利用餐饮废油生产生物柴油的工艺包括下述步骤：
(1)将餐饮废油、低级醇和多组元SO4 2-/MxOy型超强酸催化剂按下列质量比
餐饮废油                          100
低级醇                            16～18
多组元SO4 2-/MxOy型超强酸催化剂    2～3混合搅拌，保温75～85℃下反应8～12小时；
(2)升温蒸出剩余低级醇后，静置分出下层催化剂和稀甘油水，得粗生物柴油；
(3)加温至70℃以上后加入双氧水氧化脱色，调节pH值6.5～7，静置过滤后分离出水及杂物，得生物柴油。
本说明书中的餐饮废油包括煎炸油、潲水油或地沟油。其中，煎炸油是指重复油煎、油炸使用过氧化值超标的废油；潲水油是指城市餐馆及食堂剩菜倒在一起后上层的浮油；地沟油是指从餐馆或食堂地沟里流出的地沟水经沉淀后上层撇出的浮油。餐饮废油中主要含有游离的脂肪酸三甘酯和脂肪酸。
本说明书中的低级醇包括甲醇或乙醇，多组元SO4 2-/MxOy型超强酸催化剂(M为金属)优选为SO4 2-/ZrO2-TiO2-SnO2，双氧水浓度优选为30％～40％。双氧水加入量重量比为所得粗生物柴油的2％～3％。
本发明的反应机理在于在催化剂的催化作用下利用低级醇对餐饮废油中游离的脂肪酸三甘酯进行醇解和对餐饮废油中游离的脂肪酸进行酯化。
本发明采用城市餐饮废油与低级醇的酯化与醇解反应同时进行，餐饮废油1.05吨，工业甲醇0.14吨，能生产1吨生物柴油，回收60kg 工业甘油，其一次转化率可以高达96％以上。所生成的生物柴油经中试验证，可完全替代轻柴油。
本发明的优点是：
1.工艺流程短，成本低，无“三废”污染，催化剂经过滤出、清洗、活化后可循环使用，无其他化学法废酸、碱、皂的污染且有利于副产物甘油的回收。
2.产物无需常压或减压蒸馏，油品残留酸值低，中性油少，适用于农用机械及船舶用油。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
具体实施例1
于5000L的具回流冷凝装置的搪玻璃反应罐中投入地沟油3000kg、多组元SO4 2-/ZrO2-TiO2-SnO2超强固体酸催化剂60kg、含量大于98％下业甲醇540kg。搅拌下升温进行反应。当物料达到70℃左右时罐内起泡沸腾。随甲酯化程度变高，反应罐内甲醇量减少．罐内物料温度自动上升到80～85℃。继续保温反应10小时。取样测定酸值≤5mgKOH/g，脂肪酸三甘酯含量≤3％，则说明反应完成，否则适当延长反应时间直到中控合格。
升温，将回流甲醇进罐阀门关闭，将甲醇蒸出直至罐温达90℃。回收残留甲醇后，将粗酯泵压到静置分层罐贮放4小时以上，分出下层稀甘油水、催化剂，得到粗生物柴油。回收稀甲醇(浓度50～56％)送波纹蒸馏塔蒸馏提浓后再作原料回用；稀甘油水出售提取甘油原料：
为进一步节约资金，催化剂经20％稀硫酸洗净，过滤．干燥后于500℃焙烧活化后回用。
于5000L搪玻璃反应罐中投入粗生物柴油3000kg，升温到60℃，搅拌下慢慢加入浓度30％的双氧水60kg。加完后，物料会自氧化升温到80～90℃，继续保温搅拌30分钟。用含纯碱10％的饱和食盐水搅拌下中和到pH6.5，此时粗生物柴油颜色从浅棕色变成极浅透明橘红色。经碟式离心机滤去水杂后得成品。
反应机理为：
餐饮废油中游离脂肪酸三甘酯醇解：
Figure A20051004556900041
餐饮废油中游离脂肪酸酗化：
Figure A20051004556900042

Claims (7)

1、一种利用餐饮废油生产生物柴油工艺，其特征在于该工艺包括下述步骤：
(1)将餐饮废油、低级醇和多组元SO4 2-/MxOy型超强酸催化剂按下列重量比
餐饮废油                          100
低级醇                            16～18
多组元SO4 2-/MxOy型超强酸催化剂    2～3
混合搅拌，保温75～85℃下反应8～12小时；
(2)升温蒸出剩余低级醇后，静置分出下层催化剂和稀甘油水，得粗生物柴油：
(3)加温至70℃以上后加入双氧水氧化脱色，调节pH值6.5～7，静置过滤后分离出水及杂物，得生物柴油。
2、根据权利要求1所述利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，其特征在于所述餐饮废油包括煎炸油、潲水油或地沟油。
3、根据权利要求1所述利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，其特征在于所述低级醇包括甲醇或乙醇。
4、根据权利要求1所述利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，其特征在于所述多组元SO4 2-/MxOy型超强酸催化剂为SO4 2-/ZrO2-TiO2-SnO2。
5、根据权利要求1所述利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，其特征在于所述双氧水浓度为30％～40％。
6、根据权利要求1所述利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，其特征在于所述双氧水加入量的重量比为粗生物柴油的2％～3％。
7、根据权利要求1，2，3，4，5或6所述利用餐饮废油生产生物柴油的工艺，其特征在于所述分出的下层催化剂可以经过20％稀硫酸洗净，过滤，干燥后于500℃焙烧活化后回用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101798520A (zh) * 2010-04-02 2010-08-11 王国庆 一种黑色柴油脱色脱臭方法
CN101993784A (zh) * 2010-12-01 2011-03-30 沈阳工业大学 固体超强酸催化地沟油制备生物柴油的方法
CN102154058A (zh) * 2011-03-11 2011-08-17 江苏恒顺达生物能源有限公司 废弃油脂预处理工艺
CN102876465A (zh) * 2012-09-07 2013-01-16 宝林 利用餐厨废弃油脂制备生物柴油的方法
CN106720950A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 广州市通合塑料制品有限公司 一种餐余垃圾的处理方法

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