[发明专利]一种固体催化剂催化制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工能源领域，具体的说是一种固体催化剂催化制备生物柴油的方法。

背景技术

近几年来，由于世界石油资源的日趋枯竭和石油燃烧造成的空气污染，人们已经开始寻找新的替代能源。生物柴油，一种由动、植物油脂通过与甲醇酯化反应而生成的脂肪酸甲酯，作为潜在的柴油能源替代品，越来越多的受到重视。与普通柴油相比，生物柴油具有可生物降解，可再生，尾气排放中的有毒气体（SO_x等）大为降低。

餐饮业废油脂是现代餐饮业的副产品。废油脂中水和游离脂肪酸含量较高，除部分用于生产低附加值的肥皂外，大部分非法进入饮食业，产生了极大地危害。中国地域广阔，人口众多，每年的餐饮业废油脂排放量超过200万吨。以废油脂为原料生产生物柴油，不仅可以废物资源化，降低生物柴油的生产成本，而且能有效地抑制废油脂重回餐饮业。

目前，工业上催化废油脂生产生物柴油多采用化学法。但使用均相催化剂反应后，产品后处理工序繁多，且产生大量的废水，对环境不利，同时液体酸、碱都会严重腐蚀生产设备。

发明内容

根据上述不足之处，本发明的目的是提供一种固体催化剂催化制备生物柴油的方法。

本发明的技术方案是：一种固体催化剂催化制备生物柴油的方法，它包含有

1、催化剂的制备

溶液A：将0.01-0.02mol K₄Fe（CN）₆·3H₂O溶于40-80mL水；

溶液B：0.1-0.2 molZnCl₂溶于10-20mL水和10-20mL叔丁醇；

溶液C：30g聚乙二醇溶于80mL叔丁醇；

步骤：在恒温45-50℃、磁力搅拌下往溶液C中缓慢滴加溶液A，后逐滴加入溶液B，生成沉淀。继续搅拌1-1.5h，然后将生成的沉淀过滤，过滤后50-60℃真空干燥6-8h。

2、酯化反应

在反应釜中加入一定量的甲醇和废油脂，加入催化剂，控制温度和转速，采用循环水冷凝回流，开启电动搅拌装置进行反应。

3、分离催化剂

优选的是：所述的水为蒸馏水或去离子水。

优选的是：所述溶液C制备时还可以加入2-5mL蒸馏水或去离子水。

优选的是：所述催化剂制备过程中反复多次用蒸馏水过滤沉淀。

优选的是：酯化条件为醇油比为10-15，催化剂用量8-10%，温度为65-70℃，转速为200-300r/min，反应8-10h。

优选的是：所述催化剂的分离方式为抽滤分离。

本发明的有益效果是：本发明采用水溶性金属氰化络合物亚铁氰化钾和金属化合物氯化锌反应，并络合有机配体叔丁醇制备了基于亚铁氰化锌的双金属固体氰化物作为催化剂，能在一定量游离脂肪酸和水存在的条件下，高效的一步同时催化酯交换和酯化反应，不腐蚀设备，可重复使用，催化工艺简单，适合工业化生产。

具体实施方式

一种固体催化剂催化制备生物柴油的方法，它包含有：1、催化剂的制备：溶液A、将0.01-0.02mol K₄Fe（CN）₆·3H₂O溶于40-80mL蒸馏水或去离子水；溶液B、0.1-0.2 molZnCl₂溶于10-20mL蒸馏水或去离子水和10-20mL叔丁醇；溶液C、30g聚乙二醇溶于80mL叔丁醇，还可以加入2-5mL蒸馏水或去离子水；步骤：在恒温45-50℃、磁力搅拌下往溶液C中缓慢滴加溶液A，后逐滴加入溶液B，生成沉淀。继续搅拌1-1.5h，然后将生成的沉淀过滤，反复多次用蒸馏水过滤沉淀，过滤后50-60℃真空干燥6-8h。2、酯化反应：按醇油比为10-15在反应釜中加入甲醇和废油脂，催化剂用量8-10%，温度为65-70℃，转速为200-300r/min，反应8-10h，采用循环水冷凝回流，开启电动搅拌装置进行反应。3、抽滤分离催化剂。

实施例1

一种催化生物柴油的固体催化剂的制备方法，它包含有：1、催化剂的制备：溶液A、将0.02mol K₄Fe（CN）₆·3H₂O溶于80mL蒸馏水或去离子水；溶液B、0.15 molZnCl₂溶于15mL蒸馏水和15mL叔丁醇；溶液C、30g聚乙二醇溶于80mL叔丁醇，还可以加入2-5mL蒸馏水或去离子水；步骤：在恒温50℃、磁力搅拌下往溶液C中缓慢滴加溶液A，后逐滴加入溶液B，生成沉淀。继续搅拌1.5h，然后将生成的沉淀过滤，反复多次用蒸馏水过滤沉淀，过滤后60℃真空干燥6h。2、酯化反应：按醇油比为15在反应釜中加入甲醇和废油脂，催化剂用量10%，温度为68℃，转速为300r/min，反应8.5h，采用循环水冷凝回流，开启电动搅拌装置进行反应。3、抽滤分离催化剂。此时，油脂转化率为86.79%，催化剂的回收率为91.33%。