一種生物柴油催化劑的生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種生物柴油催化劑的生產方法，包括如下步驟：(1)將磺酸加入到水中，攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸；(2)將硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到水中，攪拌溶解；(3)將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(1)得到的溶液中，反應一段時間，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫后加入乙醇，結晶后濾出晶體；(4)將所述晶體溶于甲醇中，回流狀態下緩慢滴加硫酸，降溫灌裝，即得產品。本發明所述的生物柴油催化劑降低了生產消耗和成本、縮短了生產周期、污染小、產量大、產品質量穩定。
【專利說明】
一種生物柴油催化劑的生產方法
技術領域
[0001]本發明涉及化工領域，特別是涉及一種生物柴油催化劑的生產方法。
【背景技術】
[0002]生物柴油催化劑是指在動植物油脂以及下腳料用于生產燃料油的過程中，起加速化學反應，增加出油率，提高燃油質量的一切化學助劑。目前生物柴油催化劑大體分兩大類，一、起促進酯化反應的化學助劑，例如酯交換法制備生物柴油的工藝過程中，可以選用的催化劑有酸/堿均相催化劑、生物酶催化劑和固體催化劑3大類;二、用于直接加熱原料油，進行熱催化裂解的催化劑，其主要作用是將長碳鏈的大油脂分子分解成分子量適宜的柴油分子結構，此類熱裂解催化劑可以在較低的溫度下裂解原料油，降低能耗，提高生物柴油的收率，并且賦予生物柴油低凝點(負10-20)。
[0003]現有技術中的生物柴油催化劑需要高溫大倍量甲醇循環，或需求8?12小時的長時間酯化，需要龐大的傳統設備，具有各種材料消耗大，時間長，污染大，收率低的各種不利因素。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種降低生產消耗和成本、縮短生產周期、污染小、產量大、產品質量穩定的生物柴油催化劑。
[0005]—種生物柴油催化劑的生產方法，包括如下步驟:
[0006](I)將磺酸加入到水中，攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸；
[0007](2)將硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到水中，攪拌溶解；
[0008](3)將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應一段時間，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫后加入乙醇，結晶后濾出晶體；
[0009](4)將所述晶體溶于甲醇中，回流狀態下緩慢滴加硫酸，降溫灌裝，即得產品。
[0010]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法，其中，所述步驟(I)具體包括如下步驟:
[0011]將I?1g磺酸加入到10ml水中，在30?60°C條件下攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸。
[0012]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法，其中，所述步驟(2)具體包括如下步驟:將I?5g硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到3?5倍水中，加熱至30?60°C，攪拌溶解。
[0013]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法，其中，所述烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的質量比為I?3:2?4:1?2;所述硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比為3?7:1?5;
[0014]所述烷基磺酸和所述苯基磺酸分別為十二烷基磺酸和十二烷基苯基磺酸。
[0015]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法，其中，所述烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的質量比為3:4:2;所述硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比為7:2。
[0016]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法，其中，所述步驟(3)具體包括如下步驟:將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應I?2小時，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫至-1?5°C后，加入2?10倍乙醇，結晶后濾出晶體。
[0017]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法，其中，所述步驟(4)具體包括如下步驟:將步驟(3)得到的所述晶體溶于10倍甲醇中，回流狀態下緩慢滴加98%的硫酸100?200g，滴加完畢后降溫灌裝，即得產品。
[0018]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法得到的產品，即生物柴油催化劑。
[0019]本發明所述的生物柴油催化劑的使用方法，包括如下步驟:使用時，在回流狀態下，在油脂中加入所述油脂質量的I?5%的生物柴油催化劑，反應lh。
[0020]本發明所述的生物柴油催化劑的使用方法，其中，所述油脂為地溝油、鴨膽油或工業廢植物油。
[0021]本發明生物柴油催化劑的生產方法與現有技術不同之處在于:本發明生物柴油催化劑的生產方法屬于一種再生能源的生產中催化劑的生產方法，具體是一種將一種或多種磺酸生成的鹽與硫酸復合，可以在生物柴油生產過程中，加快反應速度，降低反應時間，提高產品收率，減少傳統生產過程中對硫酸和溫度及時間的依賴，降低生產成本，減少污染排放，降低污染物處理成本。
[0022]本發明是介于目前在生物柴油生產方面，高溫大倍量甲醇循環，或需求8-12小時的長時間酯化來開發的應用型催化劑。該生物柴油催化劑的成功，克服了傳統設備龐大，各種材料消耗大，時間長，污染大，收率低的各種不利因素。該生物柴油催化劑的使用，降低了生產消耗和成本，縮短生產周期，污染小，產量大，產品質量穩定。該生物柴油催化劑在動植物油脂酯化過程中，反應速度快，降酸效果好，對原料中水分含量要求低。
[0023]三種磺酸的存在，提供的基團不一樣。本發明的催化劑，即要有對油脂的快速水解，把脂肪酸和甘油的結合鍵打開，又要有催化作用，烷基磺酸對油脂有水解作用，氨基磺酸提供強酸，苯基磺酸與水結合，可以促進反應速度。
[0024]硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物的使用目的是催化合成，提高氧化速度。前兩個步驟中均使用了 30?60°C，在這個溫度下，可以快速溶解，高于60°C，易造成部分磺酸出現水解。
[0025]降溫至-1?5°C，該產品在低溫時更容易結晶。在后兩個步驟中，先用2?10倍乙醇再用的甲醇，因為生物柴油成分是脂肪酸與甲醇合成的脂肪酸甲酯，所以，生物柴油的催化劑用甲醇溶解。
[0026]下面結合具體實施例對本發明的生物柴油催化劑的生產方法作進一步說明。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
[0028]—種生物柴油催化劑的生產方法，包括如下步驟:
[0029](I)將I?1g磺酸加入到10ml水中，在30?60°C條件下攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸;所述磺酸為任意比例的烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的組合，研究過程中發現，多種種類的烷基磺酸和苯基磺酸均能實現本發明，不用具體限定種類和比例；
[0030](2)將I?5g硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到3?5倍水中，加熱至30?60°C，攪拌溶解。
[0031](3)將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應I?2小時，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫至-1?5°C后，加入2?10倍乙醇，結晶后濾出晶體。
[0032](4)將步驟(3)得到的所述晶體溶于10倍甲醇中，回流狀態下緩慢滴加98%的硫酸100?200g，滴加完畢后降溫灌裝，即得產品。
[0033]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法得到的產品即生物柴油催化劑。
[0034]本發明所述的生物柴油催化劑的使用方法，包括如下步驟:使用時，在回流狀態下，在油脂中加入所述油脂質量的I?5%的生物柴油催化劑，反應Ih;其中，所述油脂為地溝油、鴨膽油或工業廢植物油。
[0035]實施例2
[0036]—種生物柴油催化劑的生產方法，包括如下步驟:
[0037](I)將I?1g磺酸加入到10ml水中，在30?60°C條件下攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸;所述烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的質量比為1:2:1;所述烷基磺酸和所述苯基磺酸分別為十二烷基磺酸和十二烷基苯基磺酸。
[0038](2)將I?5g硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到3?5倍水中，加熱至30?60°C，攪拌溶解；
[0039]所述硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比為3:1;
[0040](3)將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應I?2小時，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫至-1?5°C后，加入2?10倍乙醇，結晶后濾出晶體。
[0041](4)將步驟(3)得到的所述晶體溶于10倍甲醇中，回流狀態下緩慢滴加98%的硫酸100?200g，滴加完畢后降溫灌裝，即得產品。
[0042]本實施例中的具體烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的比例和種類選擇，以及硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比僅僅是舉例，任意種類及比例均可以實現。
[0043]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法得到的產品即生物柴油催化劑。
[0044]本發明所述的生物柴油催化劑的使用方法，包括如下步驟:使用時，在回流狀態下，在油脂中加入所述油脂質量的I?5%的生物柴油催化劑，反應Ih;其中，所述油脂為地溝油、鴨膽油或工業廢植物油。
[0045]實施例3
[0046]—種生物柴油催化劑的生產方法，包括如下步驟:
[0047](I)將I?1g磺酸加入到10ml水中，在30?60°C條件下攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸;所述烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的質量比為3:4:2;所述烷基磺酸和所述苯基磺酸分別為十二烷基磺酸和十二烷基苯基磺酸。
[0048](2)將I?5g硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到3?5倍水中，加熱至30?60°C，攪拌溶解。所述硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比為7:5。
[0049](3)將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應I?2小時，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫至-1?5°C后，加入2?10倍乙醇，結晶后濾出晶體。
[0050](4)將步驟(3)得到的所述晶體溶于10倍甲醇中，回流狀態下緩慢滴加98%的硫酸100?200g，滴加完畢后降溫灌裝，即得產品。
[0051]本實施例中的具體烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的比例和種類選擇，以及硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比僅僅是舉例，任意種類及比例均可以實現。
[0052]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法得到的產品即生物柴油催化劑。
[0053]本發明所述的生物柴油催化劑的使用方法，包括如下步驟:使用時，在回流狀態下，在油脂中加入所述油脂質量的I?5%的生物柴油催化劑，反應Ih;其中，所述油脂為地溝油、鴨膽油或工業廢植物油。
[0054]實施例4
[0055]—種生物柴油催化劑的生產方法，包括如下步驟:
[0056](I)將I?1g磺酸加入到10ml水中，在30?60°C條件下攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸;所述烷基磺酸和所述苯基磺酸分別為十二烷基磺酸和十二烷基苯基磺酸。所述烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的質量比為3:4:2;
[0057](2)將I?5g硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到3?5倍水中，加熱至30?60°C，攪拌溶解。所述硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比為7:2。
[0058](3)將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應I?2小時，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫至-1?5°C后，加入2?10倍乙醇，結晶后濾出晶體。
[0059](4)將步驟(3)得到的所述晶體溶于10倍甲醇中，回流狀態下緩慢滴加98%的硫酸100?200g，滴加完畢后降溫灌裝，即得產品。
[0060]本實施例中的具體烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的比例和種類選擇，以及硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比僅僅是舉例，任意種類及比例均可以實現。
[0061]本發明所述的生物柴油催化劑的生產方法得到的產品即生物柴油催化劑。
[0062]本發明所述的生物柴油催化劑的使用方法，包括如下步驟:使用時，在回流狀態下，在油脂中加入所述油脂質量的I?5%的生物柴油催化劑，反應Ih;其中，所述油脂為地溝油、鴨膽油或工業廢植物油。
[0063]實施例5
[0064]地溝油，來源，城市酒店下水道
[0065]準確稱取地溝油3000g，酸價:135mgK0H/g，加入5000ml燒瓶中，回流狀態下，加入2 %催化劑，反應Ih，檢測酸價，酸價為35mgK0H/g ；繼續反應2h，檢測酸價:酸價降至2mgK0H/g，取出，清洗脫水，蒸餾，餾出物酸價0.2mgK0H/g，稱重計算，收率92 %。殘留物為黑腳。
[0066]實施例6
[0067]鴨膽油:來源，鴨膽提取后酸化油，酸價:156mgK0H/g。
[0068]準確稱取鴨膽油3000g，酸價:156mgK0H/g，加入5000ml燒瓶中，回流狀態下，加入
2%催化劑，反應Ih，檢測酸價，酸價為30mgK0H/g ；繼續反應2h，檢測酸價:酸價降至4mgK0H/g，取出，清洗脫水，蒸餾，餾出物酸價0.26mgK0H/g，稱重計算，收率88 %。殘留物為黑腳。
[0069]實施例7
[0070]工業廢植物油:來源，植物油廠精煉下角料酸化油，酸價:140mgK0H/go
[0071 ] 準確稱取工業廢植物油3000g，酸價:140mgK0H/g，加入5000ml燒瓶中，回流狀態下，加入5 %催化劑，反應Ih，檢測酸價，酸價為40mgK0H/g;繼續反應2h，檢測酸價:酸價降至3.5mgK0H/g，取出，清洗脫水，蒸餾，餾出物酸價0.8mgK0H/g，稱重計算，收率85 %。殘留物為黑腳。
[0072]實施例8
[0073]混合油脂:來源，酒店餐桌食物殘渣，酸價:86mgK0H/go
[0074]準確稱取混合油脂3000g，酸價:86mgK0H/g，加入5000ml燒瓶中，回流狀態下，加入
I%催化劑，反應Ih，檢測酸價，酸價為6mgK0H/g ;繼續反應1.5h，檢測酸價:酸價降至lmgKOH/g，取出，清洗脫水，蒸餾，餾出物酸價0.4mgK0H/g，稱重計算，收率86 %。殘留物為黑腳。
[0075]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種生物柴油催化劑的生產方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將磺酸加入到水中，攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸； (2)將硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到水中，攪拌溶解； (3)將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應一段時間，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫后加入乙醇，結晶后濾出晶體； (4)將所述晶體溶于甲醇中，回流狀態下緩慢滴加硫酸，降溫灌裝，即得產品。2.根據權利要求1所述的生物柴油催化劑的生產方法，其特征在于:所述步驟(I)具體包括如下步驟: 將I?1g磺酸加入到10ml水中，在30?60°C條件下攪拌溶解，所述磺酸包括烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸。3.根據權利要求2所述的生物柴油催化劑的生產方法，其特征在于:所述步驟(2)具體包括如下步驟:將I?5g硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物加入到3?5倍水中，加熱至30?60°C，攪拌溶解。4.根據權利要求3所述的生物柴油催化劑的生產方法，其特征在于:所述烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的質量比為I?3:2?4:1?2;所述硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比為3?7:1?5 ； 所述烷基磺酸和所述苯基磺酸分別為十二烷基磺酸和十二烷基苯基磺酸。5.根據權利要求4所述的生物柴油催化劑的生產方法，其特征在于:所述烷基磺酸、苯基磺酸和氨基磺酸的質量比為3:4:2;所述硝酸鈉和亞硝酸鈉的質量比為7:2。6.根據權利要求5所述的生物柴油催化劑的生產方法，其特征在于:所述步驟(3)具體包括如下步驟:將步驟(2)得到的溶液緩慢滴加至攪拌狀態下的步驟(I)得到的溶液中，反應I?2小時，真空狀態下蒸發濃縮成糊狀物，降溫至-1?5°C后，加入2?10倍乙醇，結晶后濾出晶體。7.根據權利要求6所述的生物柴油催化劑的生產方法，其特征在于:所述步驟(4)具體包括如下步驟:將步驟(3)得到的所述晶體溶于10倍甲醇中，回流狀態下緩慢滴加98%的硫酸100?200g，滴加完畢后降溫灌裝，即得產品。8.權利要求1?7中任意一種所述的生物柴油催化劑的生產方法得到的產品，即生物柴油催化劑。9.權利要求7所述的生物柴油催化劑的使用方法，其特征在于:包括如下步驟:使用時，在回流狀態下，在油脂中加入所述油脂質量的I?5%的生物柴油催化劑，反應Ih。10.根據權利要求9所述的生物柴油催化劑的使用方法，其特征在于:所述油脂為地溝油、鴨膽油或工業廢植物油。
【文檔編號】C11C3/04GK105964298SQ201610334119
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】杜江, 陳方旻, 陳鳳, 呂道正, 王朝臣, 杜璇, 魏建華, 陳水, 蘇金飛
【申請人】淮南泉潤環保科技有限公司