专利名称：活化稻壳灰的制备方法及其在纯化生物柴油中的应用的利记博彩app
技术领域：
本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种活化稻壳灰的制备方法及其在纯化生物柴油中的应用。
背景技术：
目前，常以植物油、动物脂肪为原料，采用均相碱催化酯交换反应制备生物柴油。 该方法具有反应条件温和、生产时间较短、产率较高的优点。但是，均相碱催化制备生物柴油也存在一些问题。比如，在酯交换反应过程中产生了皂；尤其在使用游离脂肪酸含量较高的原料时，同时还产生了酯交换的副产物甘油。而残留有皂和游离甘油的生物柴油在燃烧时，会严重影响柴油机的正常工作，甚至大大缩短其工作寿命。因此，生物柴油相关的质量标准严格限制了皂和游离甘油的残留量。为使生物柴油达到质量标准的要求，需要对生物柴油进行纯化处理。公开号为CN101735845A的中国专利申请公开了用薄膜蒸发器对生物柴油粗产品进行脱气和蒸馏操作，得到粗生物柴油；再对分离得到的粗生物柴油产品进行碱土脱酸，得到酸值符合国家标准的纯化生物柴油。其所用的碱土脱酸剂是由碱性彭润土或沸石粉与一定量的 Na2C03、NaHC03、Na2S04、NaOH、KOH等的饱和溶液在保温条件下混合均勻而得。公开号为 CN101475824的中国专利申请描述了一种针对酸值较高的原料油制备生物柴油的方法。该方法先分离原料油中的游离脂肪酸，然后分别对分离后的脂肪酸与甘油三酯进行酸酯化反应和酯交换反应，制到粗生物柴油。再用吸附过滤的方法对粗生物柴油进行精制。其所用吸附剂为2%-7%的活性白土。公开号为CN101939068A的中国专利申请描述了使用粉末、 粉粒状或挤压的吸附剂纯化生物柴油的方法。所用的吸附剂包括炭、二氧化硅、沸石、金属硅酸盐、漂白粘土或活化的漂白粘土。另外，该方法是使用吸附柱系统来纯化生物柴油。专利号为46^588的美国专利描述了使用氧化硅各种形式的吸附剂，如硅胶、沉淀二氧化硅、 二氧化硅的膜、煅烧的二氧化硅等纯化甘油酯，以除去甘油酯中的磷脂、金属离子等。这些方法虽然对纯化生物柴油都有较好的效果，但或者纯化步骤复杂，或者使用的吸附剂成本较高。公开号为CN101457176的中国专利申请描述了使用稻壳灰对用作生物柴油生产的原料油进行纯化的方法。其纯化的对象主要为游离脂肪酸、磷脂、胡萝卜素、留醇、蛋白质、氨基酸和维生素，没有提及对游离甘油的纯化。并且，所使用的稻壳灰未经活化，比表面积较小，吸附容量有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单方便、成本低廉的活化稻壳灰的制备方法。制备的活化稻壳灰比表面积大，吸附能力强。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种活化稻壳灰在纯化生物柴油中的应用方法。
为解决本发明的第一个技术问题，本发明采用的技术方案包括如下步骤1)盐酸浸泡先将稻壳灰用3mol/L的盐酸浸泡2_他；2)水洗浙干然后水洗至中性并浙干；3)高温处理再在500_600°C温度下烧制2- 后即得活化稻壳灰。为解决本发明的第二个技术问题，本发明采用的技术方案包括如下技术步骤1)吸附将活化稻壳灰加入生物柴油中，吸附其中的皂和游离甘油；2)分离将吸附有皂和游离甘油的活化稻壳灰与生物柴油分离，得纯化生物柴油。为解决本发明的第二个技术问题，还可采用如下的技术方案1)复配将活化稻壳灰与硅胶、活性炭、活性白土、氧化铝、硅藻土、白炭黑的一种或几种复配，并使活化稻壳灰的含量在50%以上，得复配活化稻壳灰；2)吸附将复配活化稻壳灰加入生物柴油中，吸附其中的皂和游离甘油；3)分离将吸附有皂和游离甘油的复配活化稻壳灰与生物柴油分离，得纯化生物柴油。进一步地，所述吸附步骤中，物料的温度为30_120°C，搅拌速度为100_3000r/ min，吸附时间为5-120min，吸附剂添加量为生物柴油重量的_5%。进一步地，所述分离步骤采用离心或过滤分离方式。本发明的有益效果在于1)稻壳是大米加工的副产物，稻壳灰是稻壳用于烧锅炉后的废料，以稻壳灰为原料制备活化稻壳灰，原料来源广泛，成本低廉。经活化制成活化稻壳灰后，稻壳灰中未燃烧完全的有机物进一步碳化，比表面积也大幅提高，吸附能力得到增强。2)将稻壳灰活化制备活化稻壳灰后用于生物柴油的纯化，不仅解决了废料处置难题，而且能为企业和社会创造可观的经济价值。
3)采用吸附法纯化生物柴油设备简单、操作容易；无需水洗，减少了废水排放和环境污染。
具体实施例方式以下所述实施例详细地说明了本发明。实施例1称取500g菜籽油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水甲醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为^^ppm，游离甘油含量为0.)。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡池；然后水洗至中性并浙干；在550°C温度下烧制他后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g和278m2/g。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至40°C，再加入油重2%的活化稻壳灰；搅拌速度为3000r/min的条件下吸附20min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量为62ppm，游离甘油残留量为0. 05% )。
实施例2称取500g大豆油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水乙醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的乙酯层和甘油层完全分离后，分离出乙酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为2588ppm，游离甘油含量为0. 25% )。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡Mi ；然后水洗至中性并浙干；在600°C温度下烧制他后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g*^9m2/g。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至30°C，再加入油重的活化稻壳灰；搅拌速度为2000r/min的条件下吸附40min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量为370ppm，游离甘油残留量为0. 11% )。实施例3称取500g菜籽油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水甲醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为^^ppm，游离甘油含量为0.)。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡4h ；然后水洗至中性并浙干；在500°C温度下烧制池后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g*^3m2/g。将活化稻壳灰与活性白土复配，得复配活化稻壳灰，其中活化稻壳灰的重量占复配活化稻壳灰总重量的60%。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至80°C，再加入油重5%的复配活化稻壳灰；搅拌速度为lOOOr/min的条件下吸附IOOmin ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量与游离甘油残留量均未检出)。实施例4称取500g猪油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为 6 1量取无水甲醇，加入油重1 %的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有NaOH 的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应Ih。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为2163ppm，游离甘油含量为0.)。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡池；然后水洗至中性并浙干；在550°C温度下烧制他后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g和278m2/g。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至120°C，再加入油重2%的活化稻壳灰；搅拌速度为300r/min的条件下吸附120min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量为187ppm，游离甘油残留量为0.07% )。实施例5称取500g棉籽油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水甲醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为3165ppm，游离甘油含量为0. 31% )。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡证；然后水洗至中性并浙干；在600°C温度下烧制池后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g*^lm2/g。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至100°C，再加入油重的活化稻壳灰；搅拌速度为lOOOr/min的条件下吸附60min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量为493ppm，游离甘油残留量为0. 12% )。实施例6称取500g大豆油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水甲醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为2588ppm，游离甘油含量为0. 25% )。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡池；然后水洗至中性并浙干；在500°C温度下烧制 4h后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g和272m2/g。将活化稻壳灰与白炭黑及活性白土复配，得复配活化稻壳灰，其中活化稻壳灰重量占复配活化稻壳灰总重量的50%，白炭黑重量占复配活化稻壳灰总重量的20%，活性白土重量占复配活化稻壳灰总重量的30%。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至30°C，再加入油重3%的复配活化稻壳灰；搅拌速度为lOOr/min的条件下吸附120min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量为15ppm，游离甘油残留量为0. 02% )。实施例7称取500g大豆油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水甲醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为2588ppm，游离甘油含量为0. 25% )。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡他；然后水洗至中性；在600°C温度下烧制他后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g*^6m2/g。将活化稻壳灰与白炭黑及活性白土复配，得复配活化稻壳灰，其中活化稻壳灰重量占复配活化稻壳灰总重量的70%，白炭黑重量占复配活化稻壳灰总重量的20%，活性白土重量占复配活化稻壳灰总重量的10%。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至50°C，再加入油重5%的复配活化稻壳灰；搅拌速度为1500r/min的条件下吸附60min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量与游离甘油残留量均未检出)。实施例8称取500g猪油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为 6 1量取无水甲醇，加入油重1 %的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有NaOH 的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应Ih。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为2163ppm，游离甘油含量为0.)。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡池；然后水洗至中性；在500°C温度下烧制Mi后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g和270m2/g。将活化稻壳灰与白炭黑、活性白土、硅胶及硅藻土复配，得复配活化稻壳灰，其中活化稻壳灰重量占复配活化稻壳灰总重量的50%，白炭黑重量占复配活化稻壳灰总重量的20%，活性白土重量占复配活化稻壳灰总重量的10%，硅胶重量占复配活化稻壳灰总重量的10%，硅藻土重量占复配活化稻壳灰总重量的10%，。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至90°C，再加入油重4%的复配活化稻壳灰；搅拌速度为2000r/min的条件下吸附SOmin ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量与游离甘油残留量均未检出)。实施例9称取500g菜籽油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水甲醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为^^ppm，游离甘油含量为0.)。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡4h ；然后水洗至中性；在600°C温度下烧制池后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g*^3m7g。称取50g 粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至30°C，再加入油重1 %的活化稻壳灰；搅拌速度为lOOOr/min的条件下吸附30min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量为^7ppm，游离甘油残留量为0.07%)。实施例10称取500g棉籽油于烧杯中，放入集热式磁力搅拌器中预热至50°C。按醇油摩尔比为6 1量取无水甲醇，加入油重的NaOH，充分搅拌，使NaOH完全溶解。然后将溶有 NaOH的甲醇溶液在搅拌条件下缓慢加入油中，反应lh。反应完成后，将烧杯中的混合溶液转入分液漏斗静置。待分液漏斗中的甲酯层和甘油层完全分离后，分离出甲酯层，即得到粗制的生物柴油(皂含量为3165ppm，游离甘油含量为0. 31% )。稻壳灰先用3mol/L的盐酸浸泡池；然后水洗至中性；在500°C温度下烧制7h后得到活化稻壳灰。活化前和活化后稻壳灰的比表面积分别为115m2/g*^7m2/g。将活化稻壳灰与白炭黑、活性白土及氧化铝复配，得复配活化稻壳灰，其中活化稻壳灰重量占复配活化稻壳灰总重量的60%，白炭黑重量占复配活化稻壳灰总重量的20%，活性白土重量占复配活化稻壳灰总重量的10%，氧化铝重量占复配活化稻壳灰总重量的10%，。称取50g粗制的生物柴油置于烧杯中，放入恒温磁力搅拌器中预热至50°C，再加入油重3%的复配活化稻壳灰；搅拌速度为2000r/min的条件下吸附40min ；然后过滤掉废吸附剂得到纯化生物柴油(皂残留量为13ppm，游离甘油残留量为0. 03% )。
权利要求
1.一种活化稻壳灰的制备方法，其特征在于它包括以下步骤1)盐酸浸泡先将稻壳灰用3mol/L的盐酸浸泡2- !；2)水洗浙干然后水洗至中性并浙干；3)高温处理再在500-600°C温度下烧制2- 后即得活化稻壳灰。
2.权利要求1所述的方法制备的活化稻壳灰在纯化生物柴油中的应用，其特征在于 它包括以下步骤1)吸附将活化稻壳灰加入生物柴油中，吸附其中的皂和游离甘油；2)分离将吸附有皂和游离甘油的活化稻壳灰与生物柴油分离，得纯化生物柴油。
3.权利要求1所述的方法制备的活化稻壳灰在纯化生物柴油中的应用，其特征在于 它包括以下步骤1)复配将活化稻壳灰与硅胶、活性炭、活性白土、氧化铝、硅藻土、白炭黑的一种或几种复配，并使活化稻壳灰的含量在50%以上，得复配活化稻壳灰；2)吸附将复配活化稻壳灰加入生物柴油中，吸附其中的皂和游离甘油；3)分离将吸附有皂和游离甘油的复配活化稻壳灰与生物柴油分离，得纯化生物柴油。
4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于所述吸附步骤中，物料的温度为 30-120°C，搅拌速度为100-3000r/min，吸附时间为5-120min，吸附剂添加量为生物柴油重量的-5%。
5.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于所述分离步骤采用离心或过滤分离方式。
全文摘要
本发明公开了一种活化稻壳灰的制备方法，它包括以下步骤1)盐酸浸泡先将稻壳灰用3mol/L的盐酸浸泡2-6h；2)水洗沥干然后水洗至中性并沥干；3)高温处理再在500-600℃温度下烧制2-8h后即得活化稻壳灰。本发明方法简单方便，制备的活化稻壳灰比表面积大，吸附能力强，且成本低廉。本发明还公开了制备的活化稻壳灰在纯化生物柴油中的应用，应用该活化稻壳灰纯化生物柴油具有设备简单、操作容易、无需水洗、减少废水排放和环境污染的优点。
文档编号B01J20/20GK102397777SQ201110304538
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者刘志祥, 曾祥林 申请人:中兴能源(湖北)有限公司