高活性固体酸催化高酸值油脂制备生物柴油的绿色合成工艺
成果描述:生物柴油是一种极具应用前景的生物质洁净能源,世界各国都极其重视其发展,并在政策和税收等方面给予了极大的扶持。由于需以精制后的动植物油为原料,其生产成本过高而导致生物柴油的推广应用受阻。若以煎炸费油、地沟油等为原料制备生物柴油,则可以大大降低生产成本。但由于煎炸废油、地沟油等原料的酸值很高,必须经过硫酸催化预酯化降低酸值后,才能采用传统的碱催化酯交换方法制备生物柴油。这个工艺同时存在着硫酸对反应器的腐蚀、大量含酸废水排放污染水环境、催化剂与产物分离困难、催化剂不可重复使用等弊端。采用非均相固体酸催化剂则可以克服这些问题,并且是一种绿色环保的工艺。 采用酸改性的固体酸催化剂,对高酸值棕榈油酯化反应制备生物柴油表现出很好的催化活性。固体酸在醇油比9:1、催化剂用量7 wt%、65 oC条件下,催化棕榈油的甲酯化反应时间2 h,产物的甲酯含量和甲酯收率分别可达96.3%和93.2%。制备了有添加剂的SZMN型固体酸,对脂肪酸的酯化反应表现出高活性和高稳定性。在65 °C、醇酸比9/1、催化剂用量10 wt.%、反应时间4h,油酸转化率可达98.5%。最优反应条件下,SZMN固体酸在重复使用6次后认可保持约96%的油酸转化率。市场前景分析:该项技术可应用于生物柴油生产企业,尤其适用于从低成本高酸值油脂原料(如煎炸废油、地沟油、棕榈油等)生产生物柴油。使用该项技术,可以降低用于处理含酸、碱废水的成本,使生产过程更容易达到环评要求。与同类成果相比的优势分析:催化剂活性评价: 65 °C、醇酸比9:1、催化剂用量7~10 wt.%、反应时间2~4h,脂肪酸转化率 > 90 %。 催化剂稳定性评价: 65 °C、醇酸比9:1、催化剂用量7~10 wt.%、反应时间2~4h,重复使用6次,仍可保持 > 90 %的脂肪酸转化率。 生物柴油产品评价: 产品酸值 < 1 mgKOH/g。
四川大学
2021-04-10