[发明专利]一种废弃油脂或皂脚的热化学预处理方法

说明书

本发明公开了一种废弃油脂或皂脚的热化学预处理方法，属于生物质能源预处理技术领域。皂脚的预处理为经过酸化处理得到酸化油，然后对酸化油经过催化裂解得到预处理后的裂解油；废弃油脂的预处理只需经过一步催化裂解。本发明方法适用性强，操作简便，经过对废弃油脂或皂脚预处理，在催化裂解过程中使用较少的碱性催化剂，不仅可以得到产率较高的裂解油，并且裂解油中的硫、氯、氧和金属离子含量降低，再利用该裂解油再进行加氢处理，为得到高质量的生物柴油奠定了基础。

技术领域

本发明属于生物质能源预处理技术领域，具体涉及一种废弃油脂或皂脚的热化学预处理方法。

背景技术

目前，在化石燃料日渐枯竭的严峻形势下，寻找一种可再生能源成为了全球各个国家所关注的焦点。其中以废弃油脂为原料制备生物燃油的研究得到了很多科研人士的关注。将废弃油脂转化为柴油的代用燃料有着可再生及可生物降解等优点，对降低温室气体浓度、改善人类生存环境、实现经济可持续发展具有重要意义。现有技术中采用酯交换和加氢裂解的方法来生产生物柴油；废弃油脂一般含有大量的杂质和水分且酸值很高，为了提高生物柴油的生产率和品质，酯交换反应前必须通过除杂、脱酸、脱色、脱水等方式对废弃油脂进行预处理，然后才能进行后续的反应，该方法的缺点是生产成本高。加氢裂解生产生物柴油时在加氢之前也要进行预处理，才可以达到一定的原料纯度，且安全要求、成本要求很高。

现有方法制备的为第一代生物柴油，重点关注的是生物柴油的酸值；但是现在生物柴油已经发展到了第二代，对于第二代生物柴油，在酸值达到要求的前提下，还有关注生物柴油中氧、硫、氯元素和金属离子的含量。氧元素含量过高时，生物柴油燃烧时会产生大量水，国际上要求柴油中硫元素含量小于10ppm，所以硫元素含量过高时出口受到限制；氯元素含量过高会腐蚀合金钢，造成设备的损耗；含有金属离子则会对催化剂的载体产生破坏，影响催化；现在国内生产的生物柴油存在的共同问题是，氧、硫、氯元素和金属离子的含量较高影响催化剂载体，使得催化剂的寿命降低。所以在提高裂解效率的同时，如何降低生物柴油中的杂元素含量成为一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种废弃油脂或皂脚的热化学预处理方法，对废弃油脂或皂脚进行预处理，且在催化裂解过程中使用较少的碱性催化剂，就可以得到产率较高的裂解油，并且裂解油中的硫、氯、氧离子和金属离子含量降低，加氢裂解之后提高了生物柴油的品质，符合商用燃油的使用标准。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种皂脚的热化学预处理的方法，包括以下步骤：

(1)将皂脚和酸加入反应容器中，加热开始酸化反应；反应结束后反应液经水洗得到酸化油；

(2)将步骤(1)得到的酸化油和催化裂解催化剂加入到反应容器中，加热搅拌开始催化裂解反应，反应结束后得到裂解油。

所述皂脚的热化学预处理方法，酸化用酸为硫酸溶液或醋酸溶液。

所述皂脚的热化学预处理方法，所述皂脚为豆油脚。

所述皂脚的热化学预处理方法，所述硫酸溶液的质量分数为12％，皂脚与硫酸溶液的质量比为1:3，硫酸酸化反应温度为50～100℃，反应时间为10～60min。

所述皂脚的热化学预处理方法，所述醋酸溶液的质量分数为44％，皂脚与醋酸溶液的质量比为1:1，反应温度为180～230℃，反应时间为1～3h。

所述皂脚的热化学预处理方法，所述催化裂解催化剂为氧化钙、氧化镁、碳酸钠、碳酸钾或氧化锌中的任一种，催化裂解催化剂的用量为酸化油质量的1％～10％。

一种废弃油脂的热化学处理方法，废弃油脂和催化裂解催化剂加入反应容器中，加热搅拌开始催化裂解反应，反应结束后得到裂解油。