專利名稱：超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備生物柴油的方法，特別涉及超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，屬生物能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，生物柴油主要以各種動植物油脂、微生物油脂、廢棄餐飲油、植物油加工的下腳料等為原料制備，經(jīng)過酯交換反應(yīng)制備得到。生物柴油制備成本中75%是原料成本，價格高是生物柴油替代燃料商品化的主要障礙，尋求廉價原料和高效的生物柴油加工技術(shù)成為生物柴油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。在我國，毎年各種農(nóng)林廢棄物的產(chǎn)量非?？捎^，將這些原料制備成生物柴油，一方面可為這些廢棄物的再利用提供出路，同時也解決了生物柴油的原料問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決生物柴油制備成本高等問題，本發(fā)明的目的在于提供ー種超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)?！N超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，經(jīng)過下列各步驟
(1)將粉碎的農(nóng)林廢棄物與甲醇按質(zhì)量比為100 20 30的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的2 5%的固體酸催化劑，然后在反應(yīng)溫度為250 350°C、反應(yīng)壓カ為10 15MPa的條件下進(jìn)行微波加熱30 60分鐘；
(2)反應(yīng)結(jié)束后將步驟(I)所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進(jìn)行回收后即得到生物柴油(脂肪酸甲酷)。所述步驟(I)的農(nóng)林廢棄物為農(nóng)作物秸桿(如小麥秸桿、玉米秸桿、稻谷秸桿等)、農(nóng)業(yè)加工剰余物(如稻殼、蔗渣、玉米芯等)、鋸末。所述步驟(I)的粉碎是將農(nóng)林廢棄物粉碎至50 100目。所述步驟(I)的固體酸催化劑為S0427Zr02、SO42VTiO2, SO42VZrO2 — TiO2, SO42VTiO2 一 Fe2O3型固體酸。所述步驟(I)的微波加熱是在功率為500 1000W、頻率為50Hz的微波條件下進(jìn)行。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果
本發(fā)明將微波裂解和超臨界甲醇酯化反應(yīng)有機(jī)結(jié)合，一方面利用微波裂解具有快速的特點(diǎn)，另ー方面在裂解的同時將裂解產(chǎn)物及時酯化得到生物柴油，具有エ藝簡單，反應(yīng)時間短，效率高，原料成本低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實施方式
下面以實例進(jìn)ー步說明本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。實施例I
(1)將粉碎至50目的小麥秸桿、與甲醇按質(zhì)量比為100 20的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的2%的固體酸催化劑SO42VZrO2型固體酸，然后在反應(yīng)溫度為250°C、反應(yīng)壓カ為IOMPa下以功率為500W、頻率為50Hz的微波條件進(jìn)行微波加熱30分鐘；
(2)反應(yīng)結(jié)束后將步驟(I)所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進(jìn)行回收后即得到生物柴油(脂肪酸甲酷)。 實施例2
(1)將粉碎至80目的蔗渣與甲醇按質(zhì)量比為100 25的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的3%的固體酸催化劑SO42VTiO2型固體酸，然后在反應(yīng)溫度為300°C、反應(yīng)壓カ為12MPa下以功率為800W、頻率為50Hz的微波條件進(jìn)行微波加熱60分鐘；
(2)反應(yīng)結(jié)束后將步驟(I)所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進(jìn)行回收后即得到生物柴油(脂肪酸甲酷)。實施例3
(1)將粉碎至100目的鋸末與甲醇按質(zhì)量比為100 30的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的2%的固體酸催化劑S042_/Zr02 — TiO2型固體酸，然后在反應(yīng)溫度為350°C、反應(yīng)壓カ為15MPa下以功率為1000W、頻率為50Hz的微波條件進(jìn)行微波加熱50分鐘；
(2)反應(yīng)結(jié)束后將步驟(I)所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進(jìn)行回收后即得到生物柴油(脂肪酸甲酷)。實施例4
(1)將粉碎至60目的稻谷秸桿與甲醇按質(zhì)量比為100 25的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的5%的固體酸催化劑S042_/Ti02 — Fe2O3型固體酸，然后在反應(yīng)溫度為300°C、反應(yīng)壓カ為12MPa下以功率為800W、頻率為50Hz的微波條件進(jìn)行微波加熱40分鐘；
(2)反應(yīng)結(jié)束后將步驟(I)所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進(jìn)行回收后即得到生物柴油(脂肪酸甲酷)。
權(quán)利要求
1.一種超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟 (1)將粉碎的農(nóng)林廢棄物與甲醇按質(zhì)量比為100 20 30的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量的2 5%的固體酸催化劑，然后在反應(yīng)溫度為250 350°C、反應(yīng)壓力為10 15MPa的條件下進(jìn)行微波加熱30 60分鐘； (2)反應(yīng)結(jié)束后將步驟(I)所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離出液態(tài)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，將液態(tài)產(chǎn)物的甲醇進(jìn)行回收后即得到生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，其特征在于所述步驟(I)的農(nóng)林廢棄物為農(nóng)作物秸桿、農(nóng)業(yè)加工剩余物、鋸末。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，其特征在于所述步驟(I)的粉碎是將農(nóng)林廢棄物粉碎至50 100目。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，其特征在于所述步驟(I)的固體酸催化劑為S042_/Zr02、SO42VTiO2, SO42VZrO2 —TiO2, SO42VTiO2 — Fe2O3 型固體酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物油的方法，其特征在于所述步驟(I)的微波加熱是在功率為500 1000W、頻率為50Hz的微波條件下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及超臨界甲醇微波裂解固體酸催化農(nóng)林廢棄物制備生物柴油的方法，將農(nóng)林廢棄物與甲醇質(zhì)量比為10020～30的比例混合，再加入農(nóng)林廢棄物質(zhì)量2～5%的固體酸催化劑，開啟微波加熱裂解，控制反應(yīng)溫度250～350℃，反應(yīng)壓力10～15MPa，反應(yīng)時間為30～60分鐘；反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)靜置、分離和回收甲醇即得到脂肪酸甲酯即生物柴油。本發(fā)明將微波裂解和超臨界甲醇酯化反應(yīng)有機(jī)結(jié)合，具有工藝簡單，反應(yīng)時間短，效率高、原料成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C10L1/02GK102676242SQ20121017953
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者葉節(jié)連, 吳楨芬, 施航, 潘奇林, 王 華, 蘇有勇, 陳恒杰, 韓挺 申請人:昆明理工大學(xué)