一种废弃油脂低温降酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种废弃油脂低温降酸的方法，属于生物质废弃物利用处理技术领域。将经过脱水和脱胶质处理的废弃油脂与一定量的无水甲醇、酯化催化剂硫酸氢钠、吸水剂无水硫酸钠加入到带有搅拌和回流装置的玻璃夹套反应釜中，恒温在25‑30℃间反应15天；反应结束后，直接过滤，回收催化剂和吸水剂，得低酸值(<3.0mgKOH/g)废弃油脂，可直接与甲醇酯交换，制备脂肪酸甲酯产品；滤液按照GB/T 5530‑2005标准检测其酸值；回收的酯化催化剂和吸水剂经简单处理，可套用。本发明专利技术提高了反应的安全性，减少了反应副产物的产生，节约了能源，解决了设备腐蚀的问题，具有了鲜明的绿色化工艺特征。

【技术实现步骤摘要】
一种废弃油脂低温降酸的方法
本专利技术属于生物质废弃物利用处理
，具体涉及一种废弃油脂低温降酸的方法。
技术介绍
废弃油脂主要有餐厨废弃油脂和酸化油。餐厨废弃油脂是废弃动物油脂、泔水油、多次反复加热使用及从餐饮企业下水道收集的垃圾油的总称；酸化油是指对油脂精炼厂所生产的的副产品皂脚进行酸化处理所得到的油，简单来说就是植物油精炼后的副产物皂脚经酸化后得到的油就是酸化油。废弃油脂在水体中经过复杂的生物化学反应，产生一系列组成复杂的醛、酸等具有恶臭的物质，污染大气，恶化居住环境，严重危害人类身体健康。首先把这些废弃油脂经降酸处理后，再进行甲酯化处理，最后再经精馏，可得系列高纯脂肪酸甲酯产品，可直接用作生物柴油、溶剂油、润滑剂等；还可经环氧化、磺化、乙氧基化制得生物质增塑剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂等，使得废弃物资源化高效利用，是目前解决废弃油脂危害和资源综合利用的最重要途径。由市场直接回收的废弃油脂，由于含有较多的脂肪酸，一般酸值都比较高，餐厨废弃油脂酸值在20.0-60.0mgKOH/g左右，酸化油酸值在60.0-120.0mgKOH/g左右(油酸的酸值为180.0mgKOH/g)，不能直接作为生产脂肪酸甲酯的原料。目前废弃油脂制备脂肪酸甲酯的工艺路线主要有：①酸碱两步法，即将酸值大约为20-120mgKOH/g的废弃油脂，经脱水处理后，在硫酸的催化下，与甲醇或甘油发生酯化和酯交换反应，使酸值降低到2.0mgKOH/g左右，然后再将该降酸反应液在强碱催化下，与甲醇进行酯交换反应，最后经精馏，得到合格的系列脂肪酸甲酯产品。该工艺具有腐蚀强、含盐废水排放凉的缺陷，也是目前最普遍使用的工艺；②生物酶催化法，此法是直接将废弃油脂与甲醇在酯化酶的催化下，发生酯化和酯交换反应，一步得到脂肪酸甲酯产品。该法具有较好的发展前景，但从目前的中试情况来看，存在酶易中毒失活、寿命短等问题，同时还存在反应时间长、能源消耗大、酯化酶成本过高的缺陷，还不能大规模工业化；③超临界法，该法即是在较高温度和强酸催化剂下，使得废弃油脂与甲醇在压力反应釜或管式反应器中，进行酯化和酯交换反应，降低废弃油脂酸值，最后再经强碱催化的酯交换反应，得到脂肪酸甲酯产品。该法虽然可以避免或降低强酸的用量，但由于未打破反应平衡，酯化和酯交换反应不能进行完全，酸值最低只能达到10.0mgKOH/g左右，不能直接进行下一步酯交换反应制脂肪酸甲酯，另外对反应设备要求也比较高，设备腐蚀严重，生产成本较大，工业化应用存在诸多问题；④甘油高温减压降酸法，该法是目前工业化应用最新的方法，即在220-240℃和无催化剂的条件下，直接将甘油与废弃油脂进行酯化反应，减压脱水，废弃油脂的酸值可降低到3.0mgKOH/g以下，基本能满足下步与甲醇酯交换制备脂肪酸甲酯的要求。该方法由于无催化剂，不会造成设备腐蚀，副产物也易于回收，不会造成二次污染。但由于反应温度过高，容易造成甘油聚合，甘油使用量大，回收套用也困难。虽然甘油法也有改进工艺不断出现，但一般反应温度也得到达到180℃以上，能源消耗大和副产物也多。综上所述，现有的废弃油脂降酸技术，不管是工业化技术、中试技术还是实验室研究技术，都存在一些缺陷，均不能满足绿色化生产的需求。
技术实现思路
专利技术的废弃油脂低温降酸新工艺，主要是通过延长反应时间(15天)、加入酯化催化剂硫酸氢钠和吸水剂无水硫酸钠的条件下，进行低温(25-30℃)酯化降酸反应，提高了反应的安全性，减少了反应副产物的产生，节约了能源，解决了设备腐蚀的问题，具有了鲜明的绿色化工艺特征。本专利技术的技术方案如下：本专利技术一种废弃油脂低温降酸的方法，按照下述步骤进行：(1)将经过脱水和脱胶质处理的废弃油脂与一定量的无水甲醇、酯化催化剂硫酸氢钠、吸水剂无水硫酸钠加入到带有搅拌和回流装置的玻璃夹套反应釜中，恒温在25-30℃间反应15天；(2)反应结束后，直接过滤，回收催化剂和吸水剂，得低酸值(<3.0mgKOH/g)废弃油脂，可直接与甲醇酯交换，制备脂肪酸甲酯产品；(3)滤液按照GB/T5530-2005标准检测其酸值；回收的酯化催化剂和吸水剂经简单处理，可套用。其中步骤(1)所述的废弃油脂酸值为20.0-120.0mgKOH/g。其中步骤(1)中废弃油脂、无水甲醇、酯化催化剂硫酸氢钠、吸水剂无水硫酸钠的质量比为100:(8-12):(5-7):(15-20)。本专利技术的有益效果本专利技术的废弃油脂低温降酸新工艺，主要是通过延长反应时间(15天)、加入酯化催化剂硫酸氢钠和吸水剂无水硫酸钠的条件下，进行低温(25-30℃)酯化降酸反应，提高了反应的安全性，减少了反应副产物的产生，节约了能源，解决了设备腐蚀的问题，具有了鲜明的绿色化工艺特征。工艺特点：反应温度低(25-30℃)，可彻底消除副反应的发生，提高下步酯交换甲酯产品收率，废弃物少，同时能源消耗低，设备腐蚀少，反应的安全性大大提高。催化剂硫酸氢钠加吸水剂硫酸钠的组合，解决了催化剂和吸水剂回收套用问题，只需经简单的烘干粉碎，即可一直套用下去，解决了成本、环保问题。总之，该工艺具有明显的绿色化工艺特征，可工业化推广应用。具体实施方式本专利技术的反应原理如下式所示：实施例1将经过脱水和脱胶质处理的废弃油脂15Kg(酸值92.7mgKOH/g)与1.2Kg的无水甲醇、0.75Kg酯化催化剂硫酸氢钠粉、2.25Kg吸水剂无水硫酸钠粉加入到带有搅拌和回流装置的玻璃夹套反应釜中，回流装置末端与干燥器相连，恒温在25-30℃间反应15天；反应结束后，直接过滤，回收催化剂和吸水剂，得低酸值(<3.3mgKOH/g)废弃油脂，可直接与甲醇酯交换，制备脂肪酸甲酯产品。滤液按照GB/T5530-2005标准检测其酸值；回收的催化剂和吸水剂经简单处理，可套用。反应时间为3、6、9、12、15天时的酸值分别是：37.6、19.2、10.3、6.1、3.3mgKOH/g。实施例2将经过脱水和脱胶质处理的废弃油脂15Kg(酸值92.7mgKOH/g)与1.8Kg的无水甲醇、0.75Kg酯化催化剂硫酸氢钠粉、2.25Kg吸水剂无水硫酸钠粉加入到带有搅拌和回流装置的玻璃夹套反应釜中，回流装置末端与干燥器相连，恒温在25-30℃间反应15天；反应结束后，直接过滤，回收催化剂和吸水剂，得低酸值(<3.1mgKOH/g)废弃油脂，可直接与甲醇酯交换，制备脂肪酸甲酯产品。滤液按照GB/T5530-2005标准检测其酸值；回收的催化剂和吸水剂经简单处理，可套用。反应时间为3、6、9、12、15天时的酸值分别是：36.6、18.7、9.5、5.1、3.1mgKOH/g。实施例3将经过脱水和脱胶质处理的废弃油脂15Kg(酸值92.7mgKOH/g)与1.8Kg的无水甲醇、1.05Kg酯化催化剂硫酸氢钠粉、2.25Kg吸水剂无水硫酸钠粉加入到带有搅拌和回流装置的玻璃夹套反应釜中，回流装置末端与干燥器相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃油脂低温降酸的方法，其特征在于按照下述步骤进行：/n(1)将经过脱水和脱胶质处理的废弃油脂与一定量的无水甲醇、酯化催化剂硫酸氢钠、吸水剂无水硫酸钠加入到带有搅拌和回流装置的玻璃夹套反应釜中，恒温在25-30℃间反应15天；/n(2)反应结束后，直接过滤，回收催化剂和吸水剂，得低酸值(<3.0mgKOH/g)废弃油脂，可直接与甲醇酯交换，制备脂肪酸甲酯产品；/n(3)滤液按照GB/T 5530-2005标准检测其酸值；回收的酯化催化剂和吸水剂经简单处理，可套用。/n

【技术特征摘要】
1.一种废弃油脂低温降酸的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)将经过脱水和脱胶质处理的废弃油脂与一定量的无水甲醇、酯化催化剂硫酸氢钠、吸水剂无水硫酸钠加入到带有搅拌和回流装置的玻璃夹套反应釜中，恒温在25-30℃间反应15天；
(2)反应结束后，直接过滤，回收催化剂和吸水剂，得低酸值(<3.0mgKOH/g)废弃油脂，可直接与甲醇酯交换，制备脂肪酸甲酯产品；
(3)滤液按照GB/T5530-2005...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋国强，罗萍，平原，许建，王义永，谈颖，
申请(专利权)人：常州市金坛区维格生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32