專利名稱：利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)生物柴油的工藝，尤其是利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)70年代石油危機(jī)以后各國(guó)都關(guān)注能源的問題。以我國(guó)為例，1990年到2002年我國(guó)石油消耗量每年增加1103萬(wàn)噸，而同期原油的增長(zhǎng)僅為242萬(wàn)噸，促使我國(guó)每年進(jìn)口原油7000～8000萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)2010年我國(guó)原油產(chǎn)量1.7～1.9億噸，2020年為1.8～2億噸，而預(yù)測(cè)需求量2010年高達(dá)3.5～3.8億噸，2020年為4.8～5.2億噸。到那時(shí)，我國(guó)石油缺口高達(dá)51.4～62.5％。
在農(nóng)村，隨農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)用柴油的用量比工業(yè)用柴油更為緊缺。據(jù)專利申請(qǐng)?zhí)?2115477.5的發(fā)明“利用廢動(dòng)植物油生產(chǎn)生物柴油工藝”生產(chǎn)的生物柴油2003年4月由國(guó)家科技部、商業(yè)部、稅務(wù)總局、質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局、國(guó)家環(huán)保部認(rèn)定為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品，項(xiàng)目編號(hào)2003ED72005，且此項(xiàng)工藝被列為2005年度國(guó)家火炬計(jì)劃。因此，以廢油制造生物柴油，用可再生能源代替一次性能源是當(dāng)代科研的一項(xiàng)重要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的日的是提供一種利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，此法解決了城市餐飲廢油就地加工轉(zhuǎn)化成生物柴油的生產(chǎn)技術(shù)難題，無(wú)需常壓或減壓蒸餾，不僅生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，而且使用安全可靠，成本低，無(wú)污染。
本發(fā)明利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝包括下述步驟(1)將餐飲廢油、低級(jí)醇和多組元SO42-/MxOy型超強(qiáng)酸催化劑按下列質(zhì)量比餐飲廢油 100低級(jí)醇16～18多組元SO42-/MxOy型超強(qiáng)酸催化劑2～3混合攪拌，保溫75～85℃下反應(yīng)8～12小時(shí)；(2)升溫蒸出剩余低級(jí)醇后，靜置分出下層催化劑和稀甘油水，得粗生物柴油；(3)加溫至70℃以上后加入雙氧水氧化脫色，調(diào)節(jié)pH值6.5～7，靜置過(guò)濾后分離出水及雜物，得生物柴油。
本說(shuō)明書中的餐飲廢油包括煎炸油、潲水油或地溝油。其中，煎炸油是指重復(fù)油煎、油炸使用過(guò)氧化值超標(biāo)的廢油；潲水油是指城市餐館及食堂剩菜倒在一起后上層的浮油；地溝油是指從餐館或食堂地溝里流出的地溝水經(jīng)沉淀后上層撇出的浮油。餐飲廢油中主要含有游離的脂肪酸三甘酯和脂肪酸。
本說(shuō)明書中的低級(jí)醇包括甲醇或乙醇，多組元SO42-/MxOy型超強(qiáng)酸催化劑(M為金屬)優(yōu)選為SO42-/ZrO2-TiO2-SnO2，雙氧水濃度優(yōu)選為30％～40％。雙氧水加入量重量比為所得粗生物柴油的2％～3％。
本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理在于在催化劑的催化作用下利用低級(jí)醇對(duì)餐飲廢油中游離的脂肪酸三甘酯進(jìn)行醇解和對(duì)餐飲廢油中游離的脂肪酸進(jìn)行酯化。
本發(fā)明采用城市餐飲廢油與低級(jí)醇的酯化與醇解反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，餐飲廢油1.05噸，工業(yè)甲醇0.14噸，能生產(chǎn)1噸生物柴油，回收60kg 工業(yè)甘油，其一次轉(zhuǎn)化率可以高達(dá)96％以上。所生成的生物柴油經(jīng)中試驗(yàn)證，可完全替代輕柴油。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.工藝流程短，成本低，無(wú)“三廢”污染，催化劑經(jīng)過(guò)濾出、清洗、活化后可循環(huán)使用，無(wú)其他化學(xué)法廢酸、堿、皂的污染且有利于副產(chǎn)物甘油的回收。
2.產(chǎn)物無(wú)需常壓或減壓蒸餾，油品殘留酸值低，中性油少，適用于農(nóng)用機(jī)械及船舶用油。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)的技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
具體實(shí)施例1于5000L的具回流冷凝裝置的搪玻璃反應(yīng)罐中投入地溝油3000kg、多組元SO42-/ZrO2-TiO2-SnO2超強(qiáng)固體酸催化劑60kg、含量大于98％下業(yè)甲醇540kg。攪拌下升溫進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)物料達(dá)到70℃左右時(shí)罐內(nèi)起泡沸騰。隨甲酯化程度變高，反應(yīng)罐內(nèi)甲醇量減少．罐內(nèi)物料溫度自動(dòng)上升到80～85℃。繼續(xù)保溫反應(yīng)10小時(shí)。取樣測(cè)定酸值≤5mgKOH/g，脂肪酸三甘酯含量≤3％，則說(shuō)明反應(yīng)完成，否則適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間直到中控合格。
升溫，將回流甲醇進(jìn)罐閥門關(guān)閉，將甲醇蒸出直至罐溫達(dá)90℃。回收殘留甲醇后，將粗酯泵壓到靜置分層罐貯放4小時(shí)以上，分出下層稀甘油水、催化劑，得到粗生物柴油?；厥障〖状?濃度50～56％)送波紋蒸餾塔蒸餾提濃后再作原料回用；稀甘油水出售提取甘油原料為進(jìn)一步節(jié)約資金，催化劑經(jīng)20％稀硫酸洗凈，過(guò)濾．干燥后于500℃焙燒活化后回用。
于5000L搪玻璃反應(yīng)罐中投入粗生物柴油3000kg，升溫到60℃，攪拌下慢慢加入濃度30％的雙氧水60kg。加完后，物料會(huì)自氧化升溫到80～90℃，繼續(xù)保溫?cái)嚢?0分鐘。用含純堿10％的飽和食鹽水?dāng)嚢柘轮泻偷絧H6.5，此時(shí)粗生物柴油顏色從淺棕色變成極淺透明橘紅色。經(jīng)碟式離心機(jī)濾去水雜后得成品。
反應(yīng)機(jī)理為餐飲廢油中游離脂肪酸三甘酯醇解 餐飲廢油中游離脂肪酸酗化
權(quán)利要求
1.一種利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油工藝，其特征在于該工藝包括下述步驟(1)將餐飲廢油、低級(jí)醇和多組元SO42-/MxOy型超強(qiáng)酸催化劑按下列重量比餐飲廢油 100低級(jí)醇16～18多組元SO42-/MxOy型超強(qiáng)酸催化劑2～3混合攪拌，保溫75～85℃下反應(yīng)8～12小時(shí)；(2)升溫蒸出剩余低級(jí)醇后，靜置分出下層催化劑和稀甘油水，得粗生物柴油(3)加溫至70℃以上后加入雙氧水氧化脫色，調(diào)節(jié)pH值6.5～7，靜置過(guò)濾后分離出水及雜物，得生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，其特征在于所述餐飲廢油包括煎炸油、潲水油或地溝油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，其特征在于所述低級(jí)醇包括甲醇或乙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，其特征在于所述多組元SO42-/MxOy型超強(qiáng)酸催化劑為SO42-/ZrO2-TiO2-SnO2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，其特征在于所述雙氧水濃度為30％～40％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，其特征在于所述雙氧水加入量的重量比為粗生物柴油的2％～3％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3，4，5或6所述利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，其特征在于所述分出的下層催化劑可以經(jīng)過(guò)20％稀硫酸洗凈，過(guò)濾，干燥后于500℃焙燒活化后回用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的工藝，包括下述步驟1)將餐飲廢油、低級(jí)醇和多組元SO
文檔編號(hào)C10G3/00GK1986737SQ200510045569
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者丁以鈿, 陳登龍, 劉五連, 張雄枝, 陳孔院 申請(qǐng)人:丁以鈿, 陳登龍, 劉五連, 張雄枝, 陳孔院