專利名稱：固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種制備生物柴油的方法，特別是涉及一種用固體超強酸催化地溝油 制備生物柴油的方法，屬于有機化合物中酯類化合物的合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地溝油是從餐飲業(yè)回收的廢棄油脂，主要成分是廢油氧化酸敗和水解酸敗的產(chǎn)物，對 人體健康有害并污染環(huán)境，必須對其加以合理資源化利用，利用地溝油生產(chǎn)生物柴油，能有 效解決環(huán)境污染、能源短缺的問題，是一種合理的利用方式?，F(xiàn)有的地溝油制備生物柴油的 方法有醇酸酯化法和酯交換法，醇酸酯化法以硫酸為催化劑，酯化產(chǎn)物顏色深，副產(chǎn)物多， 對設(shè)備腐蝕嚴重，后處理廢液污染環(huán)境。酯交換法多以堿性催化劑為主，工藝復雜，反應速 度慢，由于引入堿性催化劑，產(chǎn)生皂化現(xiàn)象，后處理較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的
本發(fā)明提供一種固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其目的在于克服現(xiàn)有技 術(shù)中的缺陷，減少副產(chǎn)物，改善產(chǎn)品色澤，提高反應速度和反應酯化率。2、技術(shù)方案
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其特征在于由以下原料制備而成 按以下步驟進行
(1)對地溝油進行過濾、脫膠、脫水和脫色預處理；
(2)將上述經(jīng)預處理后的地溝油和甲醇按質(zhì)量比為1:1的比例加入反應釜中，攪拌下 加入固體超強酸催化劑，然后升溫，控制反應溫度70 80°C條件下進行酯化反應3 5小 時，在75°C條件下酯化反應4小時效果最佳，在反應過程中及時除去反應副產(chǎn)物甘油和水， 反應完畢后，冷卻至60°C，過濾去除固體超強酸催化劑；
(3)加入水攪拌，在減壓條件下進行精制蒸餾后，冷卻至80°C，加入活性炭脫色過濾，即 得生物柴油。上述步驟(2)中所述固體超強酸催化劑的加入量為經(jīng)預處理后的地溝油和甲醇原 料總量的1%。。上述步驟(3)中加入水的量為經(jīng)預處理后的地溝油質(zhì)量的35 45%。上述步驟(3)中所述加水減壓蒸餾，是在真空度為0. 09MPa下升溫至120°C，汽提 抽除低沸點物質(zhì)及殘酸1小時。酯化率達到96%以上，收率達到75%以上。3、優(yōu)點及效果
本發(fā)明這種固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下 優(yōu)點
1、采用固體超強酸為催化劑，與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了副產(chǎn)物，改善了產(chǎn)品色澤，工藝 設(shè)備簡單，提高了反應速度和反應酯化率。
2、在反應過程中，通過分水操作及時除去反應副產(chǎn)物甘油和水，提高了反應的酯化率。3、采用在減壓條件下進行加水精制蒸餾操作，能有效抽除低沸點的副產(chǎn)物和殘留 酸，減少了成品中副產(chǎn)物及殘留酸的含量，提高產(chǎn)品的整體性能。


圖1為用本發(fā)明方法制備的柴油紅外譜圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的說明
一種固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其特征在于由以下原料制備而成 按以下步驟進行
(1)對地溝油進行過濾、脫膠、脫水和脫色預處理；
(2)將上述經(jīng)預處理后的地溝油和甲醇按質(zhì)量比為1:1的比例加入反應釜中，攪拌下 加入固體超強酸催化劑，然后升溫，控制反應溫度70 80°C條件下進行酯化反應3 5小 時，在反應過程中及時除去反應副產(chǎn)物甘油和水，反應完畢后，冷卻至60°C，過濾去除固體 超強酸催化劑；
(3)加入水攪拌，在減壓條件下進行加水精制蒸餾后，冷卻至80°C，加入活性炭脫色過 濾，即得生物柴油。上述步驟(2)中所述固體超強酸催化劑的加入量為經(jīng)預處理后的地溝油與甲醇原 料總量的1%。。上述步驟(3)中加入水的量為經(jīng)預處理后的地溝油質(zhì)量的35 45%。上述步驟(3)中所述加水減壓蒸餾，是在真空度為0. 09MPa下升溫至120°C，汽提 抽除低沸點物質(zhì)及殘酸1小時。酯化率達到96%以上，收率達到75%以上。實施例1
首先對從餐飲業(yè)回收的地溝油進行過濾、脫膠、脫水、脫色等預處理，然后在反應釜中 加入200份經(jīng)預處理后的地溝油，200份甲醇為原料，攪拌下加入經(jīng)預處理后的地溝油和甲 醇原料總量1%。的固體超強酸催化劑，然后升溫，控制反應溫度75°C條件下反應4小時，在 反應過程中及時除去反應副產(chǎn)物甘油和水，反應完畢后，冷卻至60°C，過濾去除固體超強酸 催化劑，加入80份水攪拌下進行加水精制，在真空度為0. 09MPa下升溫至120°C，汽提抽除 低沸點物質(zhì)及殘酸1小時，冷卻至80°C，加入活性炭脫色過濾，即得生物柴油。酯化率達到 98. 5%，收率達到80%，酯化反應效果最佳。酯化反應方程式
權(quán)利要求
一種固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其特征在于由以下原料制備而成按以下步驟進行(1)對地溝油進行過濾、脫膠、脫水和脫色預處理；(2)將上述經(jīng)預處理后的地溝油和甲醇按質(zhì)量比為11的比例加入反應釜中，攪拌下加入固體超強酸催化劑，然后升溫，控制反應溫度70～80℃條件下進行酯化反應3～5小時，在反應過程中及時除去反應副產(chǎn)物甘油和水，反應完畢后，冷卻至60℃，過濾去除固體超強酸催化劑；(3)加入水攪拌，在減壓條件下進行精制蒸餾后，冷卻至80℃，加入活性炭脫色過濾，即得生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其特征在于 步驟(2)中所述固體超強酸催化劑的加入量為經(jīng)預處理后的地溝油和甲醇原料總量的1%。。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其特征在于 步驟(3)中加入水的量為經(jīng)預處理后的地溝油質(zhì)量的35 45%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其特征在于 步驟(3)中所述加水減壓蒸餾，是在真空度為0. 09MPa下升溫至120°C，汽提抽除低沸點物 質(zhì)及殘酸1小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固體超強酸催化地溝油制備生物柴油的方法，其特征在于對地溝油進行預處理后，用固體超強酸催化地溝油與甲醇進行酯化反應，在反應過程中及時除去副產(chǎn)物甘油和水，反應結(jié)束后過濾催化劑，然后在減壓條件下對反應產(chǎn)物進行加水精制蒸餾，再經(jīng)過活性炭脫色過濾，即得到生物柴油。采用固體超強酸作催化劑催化地溝油進行酯化反應，不腐蝕設(shè)備，催化活性高，易與反應體系分離，催化劑可重復使用，不產(chǎn)生環(huán)境污染，在減壓下進行加水精制蒸餾，能有效抽除低沸點的副產(chǎn)品和殘留酸，減少成品中的副產(chǎn)品和殘留酸含量，提高成品的整體性能。
文檔編號C11B3/00GK101993784SQ20101056814
公開日2011年3月30日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者吳曉藝, 楊玉龍, 王松, 王靜文 申請人:沈陽工業(yè)大學