[发明专利]活化稻壳灰的制备方法及其在纯化生物柴油中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种活化稻壳灰的制备方法及其在纯化生物柴油中的应用。

背景技术

目前，常以植物油、动物脂肪为原料，采用均相碱催化酯交换反应制备生物柴油。该方法具有反应条件温和、生产时间较短、产率较高的优点。但是，均相碱催化制备生物柴油也存在一些问题。比如，在酯交换反应过程中产生了皂；尤其在使用游离脂肪酸含量较高的原料时，同时还产生了酯交换的副产物甘油。而残留有皂和游离甘油的生物柴油在燃烧时，会严重影响柴油机的正常工作，甚至大大缩短其工作寿命。因此，生物柴油相关的质量标准严格限制了皂和游离甘油的残留量。

为使生物柴油达到质量标准的要求，需要对生物柴油进行纯化处理。公开号为CN101735845A的中国专利申请公开了用薄膜蒸发器对生物柴油粗产品进行脱气和蒸馏操作，得到粗生物柴油；再对分离得到的粗生物柴油产品进行碱土脱酸，得到酸值符合国家标准的纯化生物柴油。其所用的碱土脱酸剂是由碱性彭润土或沸石粉与一定量的Na₂CO3、NaHCO3、Na₂SO4、NaOH、KOH等的饱和溶液在保温条件下混合均匀而得。公开号为CN101475824的中国专利申请描述了一种针对酸值较高的原料油制备生物柴油的方法。该方法先分离原料油中的游离脂肪酸，然后分别对分离后的脂肪酸与甘油三酯进行酸酯化反应和酯交换反应，制到粗生物柴油。再用吸附过滤的方法对粗生物柴油进行精制。其所用吸附剂为2％-7％的活性白土。公开号为CN101939068A的中国专利申请描述了使用粉末、粉粒状或挤压的吸附剂纯化生物柴油的方法。所用的吸附剂包括炭、二氧化硅、沸石、金属硅酸盐、漂白粘土或活化的漂白粘土。另外，该方法是使用吸附柱系统来纯化生物柴油。专利号为4629588的美国专利描述了使用氧化硅各种形式的吸附剂，如硅胶、沉淀二氧化硅、二氧化硅的膜、煅烧的二氧化硅等纯化甘油酯，以除去甘油酯中的磷脂、金属离子等。这些方法虽然对纯化生物柴油都有较好的效果，但或者纯化步骤复杂，或者使用的吸附剂成本较高。

公开号为CN101457176的中国专利申请描述了使用稻壳灰对用作生物柴油生产的原料油进行纯化的方法。其纯化的对象主要为游离脂肪酸、磷脂、胡萝卜素、甾醇、蛋白质、氨基酸和维生素，没有提及对游离甘油的纯化。并且，所使用的稻壳灰未经活化，比表面积较小，吸附容量有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单方便、成本低廉的活化稻壳灰的制备方法。制备的活化稻壳灰比表面积大，吸附能力强。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种活化稻壳灰在纯化生物柴油中的应用方法。

为解决本发明的第一个技术问题，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

1)盐酸浸泡：先将稻壳灰用3mol/L的盐酸浸泡2-6h；

2)水洗沥干：然后水洗至中性并沥干；

3)高温处理：再在500-600℃温度下烧制2-8h后即得活化稻壳灰。

为解决本发明的第二个技术问题，本发明采用的技术方案包括如下技术步骤：

1)吸附：将活化稻壳灰加入生物柴油中，吸附其中的皂和游离甘油；

2)分离：将吸附有皂和游离甘油的活化稻壳灰与生物柴油分离，得纯化生物柴油。

为解决本发明的第二个技术问题，还可采用如下的技术方案：

1)复配：将活化稻壳灰与硅胶、活性炭、活性白土、氧化铝、硅藻土、白炭黑的一种或几种复配，并使活化稻壳灰的含量在50％以上，得复配活化稻壳灰；

2)吸附：将复配活化稻壳灰加入生物柴油中，吸附其中的皂和游离甘油；

3)分离：将吸附有皂和游离甘油的复配活化稻壳灰与生物柴油分离，得纯化生物柴油。

进一步地，所述吸附步骤中，物料的温度为30-120℃，搅拌速度为100-3000r/min，吸附时间为5-120min，吸附剂添加量为生物柴油重量的1％-5％。

进一步地，所述分离步骤采用离心或过滤分离方式。

本发明的有益效果在于：

1)稻壳是大米加工的副产物，稻壳灰是稻壳用于烧锅炉后的废料，以稻壳灰为原料制备活化稻壳灰，原料来源广泛，成本低廉。经活化制成活化稻壳灰后，稻壳灰中未燃烧完全的有机物进一步碳化，比表面积也大幅提高，吸附能力得到增强。

2)将稻壳灰活化制备活化稻壳灰后用于生物柴油的纯化，不仅解决了废料处置难题，而且能为企业和社会创造可观的经济价值。