本發(fā)明涉及一種再生性柴油燃料的制備方法，屬于再生燃料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：能源危機(jī)和環(huán)境巧染是制約當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。煤、石油、天然氣等化石燃料在地球的儲量非常有限，據(jù)經(jīng)巧學(xué)家和科學(xué)家的普遍估計，到本世紀(jì)中葉，石油資源將開采殆思。能源為人類帶來光明與為量的同時，化伴隨著嚴(yán)重的環(huán)境問題。溫窒效應(yīng)是目前最為嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，氣候?qū)W家曾警告說，地球的二氧化碳排放量如果保持在目前水平，將會出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，尋求可替代化石燃料的綠色能源成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。基于石油能源緊缺及其不可再生性，作為石油的替代品—生物柴油，近年來倍受關(guān)注。生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油，通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。再生性柴油燃料利用生物本身的有機(jī)物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為能源物，因其具備低碳、環(huán)保的優(yōu)勢，受到全球各圍的普遍關(guān)注。目前，工業(yè)上生產(chǎn)再生性柴油主要采用的是化學(xué)催化法，化學(xué)催化法中均相催化雖反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高，但后處理十分復(fù)雜，產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，且油脂加氫脫氧過程氫耗量過大，成本過高。因此，研究出低氫耗高效環(huán)保的再生性柴油燃料顯得尤為重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前生產(chǎn)再生性柴油后處理十分復(fù)雜，產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，且油脂加氫脫氧過程氫耗量過大，成本過高的問題，提供了一種再生性柴油燃料的制備方法。為解決技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種再生性柴油燃料的制備方法，其特征在于復(fù)合油脂水解后的油相在固體酸催化劑的催化作用以及5～6mpa氫氣氛圍下，加熱至200～220℃反應(yīng)2～3h，再加熱至350～360℃反應(yīng)5～6h，冷卻至室溫后，用0.45μm微孔濾膜過濾，收集濾液即可。所述的復(fù)合油脂為廢機(jī)油和地溝油按質(zhì)量比1:5～5:1混合，過濾后經(jīng)活性白土和碳酸鈉溶液吸附脫酸后制得。所述的水解反應(yīng)為復(fù)合油脂與水按體積比0.8～1.2混合后密封，并加熱至200～210℃水解反應(yīng)6～8h。所述的固體酸催化劑為復(fù)合碳粉末與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液按質(zhì)量比1:12～1:36混合密封，并加熱至100～110℃磺化反應(yīng)3～5h，水洗干燥后制得。所述的復(fù)合碳粉末按重量份數(shù)計，包括2～3份酸活化多孔活性炭，2～3份石墨化碳，1～2份鉑炭。所述的酸活化多孔活性炭為玉米芯經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%磷酸溶液活化后裝入馬弗爐中，加熱至375～400℃碳化反應(yīng)40～50min制得。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明以廉價的廢機(jī)油和地溝油為原料，通過吸附脫酸，減少后處理難度，再利用廢機(jī)油和地溝油的協(xié)同作用，促進(jìn)其在高溫液態(tài)水中水解成游離脂肪酸的生成同時促進(jìn)游離脂肪酸的脫氮和脫氧，降低氫耗量，并利用碳基固體酸催化劑的疏松結(jié)構(gòu)以及其含有的磺酸基、羥基等極性基團(tuán)容易在反應(yīng)中形成局部熱點(diǎn)，從而加速反應(yīng)，體現(xiàn)更高效的催化活性，進(jìn)一步降低氫耗量，同時固體酸催化劑中的碳基載體，脫除產(chǎn)物油中的雜質(zhì)，進(jìn)一步降低后處理難度，有效提高制備的再生性柴油燃料品質(zhì)。具體實(shí)施方式稱取30～50g玉米芯，浸泡在200～300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%磷酸溶液中10～20min，過濾取出玉米芯后自然風(fēng)干并裝入馬弗爐中，加熱至375～400℃碳化反應(yīng)40～50min，冷卻至室溫后得酸活化多孔活性炭，稱取2～3g酸活化多孔活性炭，2～3g石墨化碳，1～2g鉑炭，裝入研缽中研磨，過200目篩，得復(fù)合碳粉末；稱取3～5g復(fù)合碳粉末，與30～50ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液混合均勻后裝入燒瓶中，密封后加熱至100～110℃磺化反應(yīng)3～5h，冷卻至室溫后加入去離子水稀釋至3～5l，隨后過濾，用去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，再將濾渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得固體酸催化劑；按質(zhì)量比1:5～5:1量取預(yù)處理廢機(jī)油與地溝油混合，以300～400r/min攪拌30～40min，得混合油，量取500～600ml混合油，過濾除雜后向?yàn)V液中加入30～50g活性白土，以300～400r/min攪拌1～2h，隨后加入100～200ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%碳酸鈉溶液，持續(xù)攪拌1～2h后，靜置3～5h后收集上層油相，得復(fù)合油脂；量取100～120ml復(fù)合油脂，100～120ml去離子水裝入燒瓶中，密封后加熱至200～210℃水解反應(yīng)6～8h，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以6000～8000r/min離心分離20～30min，收集上層油相，將上層油相與3～5g固體酸催化劑裝入高壓反應(yīng)器中，在5～6mpa氫氣氛圍下，以600～800r/min攪拌加熱至200～220℃反應(yīng)2～3h，繼續(xù)攪拌加熱至350～360℃反應(yīng)5～6h，冷卻至室溫后，用0.45μm微孔濾膜過濾，收集濾液得再生性柴油燃料。實(shí)例1稱取50g玉米芯，浸泡在300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%磷酸溶液中20min，過濾取出玉米芯后自然風(fēng)干并裝入馬弗爐中，加熱至400℃碳化反應(yīng)50min，冷卻至室溫后得酸活化多孔活性炭，稱取3g酸活化多孔活性炭，3g石墨化碳，2g鉑炭，裝入研缽中研磨，過200目篩，得復(fù)合碳粉末；稱取5g復(fù)合碳粉末，與50ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液混合均勻后裝入燒瓶中，密封后加熱至110℃磺化反應(yīng)5h，冷卻至室溫后加入去離子水稀釋至5l，隨后過濾，用去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，再將濾渣置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得固體酸催化劑；按質(zhì)量比5:1量取預(yù)處理廢機(jī)油與地溝油混合，以400r/min攪拌40min，得混合油，量取600ml混合油，過濾除雜后向?yàn)V液中加入50g活性白土，以400r/min攪拌2h，隨后加入200ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%碳酸鈉溶液，持續(xù)攪拌2h后，靜置5h后收集上層油相，得復(fù)合油脂；量取120ml復(fù)合油脂，120ml去離子水裝入燒瓶中，密封后加熱至210℃水解反應(yīng)8h，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以8000r/min離心分離30min，收集上層油相，將上層油相與5g固體酸催化劑裝入高壓反應(yīng)器中，在6mpa氫氣氛圍下，以800r/min攪拌加熱至220℃反應(yīng)3h，繼續(xù)攪拌加熱至360℃反應(yīng)6h，冷卻至室溫后，用0.45μm微孔濾膜過濾，收集濾液得再生性柴油燃料。實(shí)例2稱取30g玉米芯，浸泡在200ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%磷酸溶液中10min，過濾取出玉米芯后自然風(fēng)干并裝入馬弗爐中，加熱至375℃碳化反應(yīng)40min，冷卻至室溫后得酸活化多孔活性炭，稱取2g酸活化多孔活性炭，2g石墨化碳，1g鉑炭，裝入研缽中研磨，過200目篩，得復(fù)合碳粉末；稱取3g復(fù)合碳粉末，與30ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液混合均勻后裝入燒瓶中，密封后加熱至100℃磺化反應(yīng)3h，冷卻至室溫后加入去離子水稀釋至3l，隨后過濾，用去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，再將濾渣置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得固體酸催化劑；按質(zhì)量比1:5量取預(yù)處理廢機(jī)油與地溝油混合，以300r/min攪拌30min，得混合油，量取500ml混合油，過濾除雜后向?yàn)V液中加入30g活性白土，以300r/min攪拌1h，隨后加入100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%碳酸鈉溶液，持續(xù)攪拌1h后，靜置3h后收集上層油相，得復(fù)合油脂；量取100ml復(fù)合油脂，100ml去離子水裝入燒瓶中，密封后加熱至200℃水解反應(yīng)6h，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以6000r/min離心分離20min，收集上層油相，將上層油相與3g固體酸催化劑裝入高壓反應(yīng)器中，在5mpa氫氣氛圍下，以600r/min攪拌加熱至200℃反應(yīng)2h，繼續(xù)攪拌加熱至350℃反應(yīng)5h，冷卻至室溫后，用0.45μm微孔濾膜過濾，收集濾液得再生性柴油燃料。實(shí)例3稱取40g玉米芯，浸泡在250ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%磷酸溶液中15min，過濾取出玉米芯后自然風(fēng)干并裝入馬弗爐中，加熱至380℃碳化反應(yīng)45min，冷卻至室溫后得酸活化多孔活性炭，稱取2g酸活化多孔活性炭，3g石墨化碳，2g鉑炭，裝入研缽中研磨，過200目篩，得復(fù)合碳粉末；稱取4g復(fù)合碳粉末，與40ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液混合均勻后裝入燒瓶中，密封后加熱至105℃磺化反應(yīng)4h，冷卻至室溫后加入去離子水稀釋至4l，隨后過濾，用去離子水洗滌濾渣至洗滌液呈中性，再將濾渣置于干燥箱中，在107℃下干燥至恒重，得固體酸催化劑；按質(zhì)量比1:1量取預(yù)處理廢機(jī)油與地溝油混合，以350r/min攪拌35min，得混合油，量取550ml混合油，過濾除雜后向?yàn)V液中加入40g活性白土，以350r/min攪拌2h，隨后加入150ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%碳酸鈉溶液，持續(xù)攪拌2h后，靜置4h后收集上層油相，得復(fù)合油脂；量取110ml復(fù)合油脂，110ml去離子水裝入燒瓶中，密封后加熱至205℃水解反應(yīng)7h，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以7000r/min離心分離25min，收集上層油相，將上層油相與4g固體酸催化劑裝入高壓反應(yīng)器中，在6mpa氫氣氛圍下，以700r/min攪拌加熱至210℃反應(yīng)3h，繼續(xù)攪拌加熱至355℃反應(yīng)6h，冷卻至室溫后，用0.45μm微孔濾膜過濾，收集濾液得再生性柴油燃料。將實(shí)例1至實(shí)例3制備得到的柴油燃料按照歐盟en14214-2005檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，檢測數(shù)據(jù)如表1。表1檢測項(xiàng)目檢測標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例1實(shí)例2實(shí)例3硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤10×10-68×10-69.5×10-69×10-6氧化安定性（110℃）/h≥66.57.16.8總雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg·kg-1）≤24222123從表1可看出，本發(fā)明制備的柴油符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)，雜質(zhì)含量較小，可廣泛適用。當(dāng)前第1頁12