Novel efficient procedure for biodiesel synthesis from waste oils with high acid value using 1-sulfobutyl-3-methylimidazolium hydrosulfate ionic liquid as the catalyst

Preparation of biodiesel from waste oils containing 72% of free fatty acids catalyzed by a novel Br?nsted acidic ionic liquid 1-sulfobutyl-3-methylimidazolium hydrosulfate([BHSO_3MIM][HSO_4]) was systematically investigated.The optimum molar ratio of methanol to waste oils,catalyst amount,reaction temperature and reaction time were 8/1,10%(based on the mass of waste oils),140°C and 6 h,respectively,under which the obtained yield of biodiesel reached 94.9%.Also,[BHSO_3MIM][HSO_4] as a catalyst still retained around 97% of its original catalytic activity after successive re-use of 5 batches(6 h per batch),showing the excellent operational stability.Moreover,the acidic IL [BHSO_3MIM][HSO_4] was able to ef ficiently catalyze conversions of waste oils with different amounts of FFAs(free fatty acids) into biodiesel,and showed tremendous application potential.Therefore,an ef ficient and environmentally friendly catalyst is provided for the synthesis of biodiesel from waste oils with high acid value.

油炸食品类型对煎炸油废弃指标变化规律的影响

为明确油炸食品类型对煎炸油废弃指标的影响,选择馓子、牛肉丸、加沙分别代表淀粉基、蛋白质基和混合基食品,以大豆油、棉籽油为煎炸油,研究不同油炸温度条件下不同类型油炸食品对煎炸油酸价(acid value,AV)、总极性组分(total polar compounds,TPC)及废弃点的影响。结果表明,不同食品油炸过程中煎炸油AV、TPC均逐渐上升;油炸食品类型对大豆油和棉籽油的AV、TPC和废弃点均具有显著影响;大豆油油炸过程中,牛肉丸、馓子、加沙分别在160、170、180℃条件下劣变速度最快,废弃点分别为40~48、48~56 h和48~56 h;棉籽油油炸过程中,牛肉丸、馓子、加沙分别在170、180、170℃条件下劣变速度最快,废弃点分别为48~56、48~56 h和48~56 h。不同条件油炸过程中油脂AV和TPC均呈正相关。

高酸值废弃油脂脱酸系统设计与应用

为解决高酸值废弃油脂脱酸效果不佳的问题,根据生物柴油转酯化反应对原料油的要求,开发了废弃油脂深度脱胶—脱色—双塔串联脱酸工艺。利用化工模拟软件对废弃油脂脱酸系统进行了模拟,建立了脱酸系统流程模拟模块,输出了日处理900 t废弃油脂的脱酸塔和脂肪酸捕集塔的物料平衡表。对脱酸塔和脂肪酸捕集塔的塔直径、填料高度和填料类型进行选型,并进行了水力学校核,将其气相动能因子和运行负荷率控制在合理范围内。将所开发的废弃油脂深度脱胶—脱色—双塔串联脱酸工艺应用于实际大型生产线,长时间运行表明,该工艺可以将废弃油脂含磷量和脂肪酸含量分别降至3 mg/kg和0.3%以下。采用深度脱胶—脱色—双塔串联脱酸工艺处理高酸值废弃油脂,脱酸效果好,处理后的废弃油脂可作为优质的生物柴油原料。

GC-MS法鉴别食用油和餐饮业中废弃油脂的研究

用气相色谱 质谱联用(GC MS)方法对7种餐饮业中废弃油脂(简称废油脂)和5种合格成品食用油(简称食用油)中所有脂肪酸进行分析。研究发现,废油脂中部分不饱和脂肪酸受到氧化,使脂肪酸相对不饱和度(U R)值明显小于同种类食用油中的脂肪酸相对不饱和度(U R)值,其脂肪酸的质量分数分布与同种类的食用油中脂肪酸的质量分数分布有很大的区别,以及绝大部分废油脂中存在较大量矿物油。研究表明,脂肪酸相对不饱和度(U R)值和脂肪酸的质量分数分布可以鉴别废油脂。

超声波辅助下脂肪酶催化高酸值废油脂制备生物柴油

探讨了超声波辅助条件下脂肪酶催化高酸值废油脂转化为生物柴油的反应。来源于Aspergillus oryzae和Candida antarctica的固定化脂肪酶，在超声波辅助下，对高酸值废油脂转化为生物柴油具有高的催化活性。以来自于C．antarctica的固定化脂肪酶Novozym435为催化剂，以酸价为157mgKOH／g的高酸值废油脂为原料在超声波辅助下与丙醇反应，在脂肪酶用量为油质量的8％、初始醇油摩尔比为3：1、反应温度控制在40～45℃、超声波频率和功率分别采用28kHz和100W的条件下，反应50min转化率达到94．86％。在此条件下，不同碳原子数（C1～C5）的直链和支链醇均有较高的转化率，在短链醇的选择上具有宽广的适应性。超声波还减少了反应产物和反应体系中其他黏性杂质在固定化脂肪酶表面的吸附，回收的Novozym435相较单纯机械搅拌条件下回收的外观干净、分散良好无结块现象、易于洗涤和再次利用，具有良好的操作稳定性。

固定化脂肪酶催化高酸废油脂酯交换生产生物柴油

探讨了固定化脂肪酶NOVOZYM 435催化高酸废油脂与乙酸甲酯酯交换生产生物柴油.NOVOZYM 435能催化高酸废油脂与乙酸甲酯的酯交换反应,反应24 H后甲酯产率为77.5%,但该值大大低于以精制玉米油为原料时的甲酯产率(86.2%).系统研究了反应体系中的水、游离脂肪酸和乙酸对反应的影响.当反应体系中的水含量低于0.05%时,水对酶反应速率和甲酯产率影响甚小,而水含量高于0.05%时,酶反应速率和甲酯产率随着水含量的增加而降低.游离脂肪酸对反应有较大影响,甲酯产率随着游离脂肪酸含量的增加而急剧下降.乙酸甲酯与游离脂肪酸反应产生的副产物乙酸是导致甲酯产率显著下降的原因.在反应体系中添加适量(油重的10%)的有机碱三羟甲基氨基甲烷或三乙胺可有效提高酶促高酸废油脂的酯交换反应速率和甲酯产率,使反应12 H后的甲酯产率分别达到85.9%和80.8%;碱的加入还提高了酶的操作稳定性,添加有机碱三羟甲基氨基甲烷或三乙胺可使反应10批次后NOVOZYM 435的相对酶活力分别由对照值86%提高到97%和93%.

两步法利用高酸值废油脂生产生物柴油

以废油脂为原料,采用两步法即先用氯化铁为催化剂催化废油脂中的游离脂肪酸和甲醇反应降低原料的酸值,然后分离出氯化铁并加入KOH催化生产生物柴油。第一步反应的最佳条件为:温度65℃,催化剂FeCl3用量2%,醇油摩尔比为11∶1,反应5 h;第二步反应条件是:在65℃下加入1%的KOH,醇油摩尔比为6∶1,反应时间为1 h,最终生物柴油的得率为93.6%。此方法相对传统的浓硫酸催化生产生物柴油具有反应迅速、转化率高,催化剂易于回收,不产生污染物等优点。

柴油溶剂中脂肪酶催化高酸值废油脂酯化制备生物柴油

采用0#柴油作为反应溶剂,利用固定化脂肪酶催化高酸值废油脂与甲醇酯化反应制备生物柴油。来源于Cand idaantarctica的固定化脂肪酶Novozym435在0#柴油溶剂中具有极高的催化活性。以酸价高达157×10-3的废油脂为原料,废油脂质量比10%的Novozym435,甲醇与废油脂初始摩尔比2∶1,0#柴油与废油脂质量比5∶1,摇床摇速170 r/m in,50℃下反应2 h甲酯化率可达95.10%。0#柴油作为反应溶剂有效地溶解了高酸值废油脂和甲醇,降低了反应体系的黏度和消除了甲醇对Novozym435的负面影响,提高了Novozym435的稳定性。同时,0#柴油溶剂对未脱胶废油脂中残留的对脂肪酶有害的磷脂等胶类物质具有一定的稀释作用。该工艺省却了溶剂蒸馏的繁琐工序,直接得到脂肪酸甲酯和石化柴油的混合燃料。

利用高酸值餐饮废油脂制备生物柴油

以高酸值餐饮废油脂为原料,在酯化反应后再经两步酯交换反应制备生物柴油。在酯化反应中添加吸水剂可降低油脂的酸值,经一次酯化反应即可将油脂的酸值降至2m g/g左右,满足酯交换反应的要求。考察了酯化反应中吸水剂的添加方式、种类及其用量对酯化反应的影响,以及酯交换催化剂的种类及用量对脂肪酸甲酯(FAME)收率和产物组成的影响。实验结果表明,以凹凸棒土为吸水剂(用量为餐饮废油脂中游离脂肪酸质量的3%),且在酯化反应30m in时加入,酯化效果较好;以质量比为1∶1的NaOH和KOH混合物为催化剂进行两步酯交换反应时,催化剂的最佳用量依次为1.00%和0.75%(质量分数,基于油脂的质量),FAME收率最高达到96.33%。

废发动机油的分析与添加剂方法再生可行性研究

2010年中国汽车保有量达5500万辆,按照每车年更换一次润滑油5L计算,年产生废润滑油2.7亿升,这笔巨大的可再生资源,如果不被合理利用,将对环境产生严重的危害。分析研究5组牌号的新、废汽油发动机润滑油,在对其总酸值、油中的元素含量、污染度、摩擦学性能测试的基础上,对比废油与新油各种性能的差异以及元素含量的变化,分析废润滑油各种元素变化与添加剂的相关性。研究结果表明:与新油相比,废发动机润滑油的酸值明显上升,颗粒污染度增大,其原因是极压添加剂、分散剂等添加剂消耗和摩擦化学反应的氧化作用,以及摩擦副材料的磨损及其与润滑添加剂的化学作用;极压添加剂元素消耗和污染度增大导致废发动机润滑油较同牌号新油抗极压性能降低、磨斑直径增大以及摩擦因数增大;所测试的废发动机润滑油都还具有一定量的原始添加剂成分和承载、耐磨、减摩润滑的功能,有可能通过过滤污染颗粒(氧化产物等)、补充再生添加剂和分散剂的方法,即再生添加剂方法,使其再生利用。

高酸值废弃油脂制备生物柴油的预酯化

为了有效解决现有酯化体系中存在反应慢、时间长、产能低等问题,提出了一种高温下甲醇连续酯化反应的新技术,并采用该技术以对甲苯磺酸为催化剂催化高酸值废弃油脂预酯化试验研究。系统讨论了不同酯化方法对反应的影响,并着重研究了工艺条件对预酯化效果的影响。实验结果表明:高温下甲醇连续酯化的新技术可显著提高酯化反应效率,在反应温度120℃、甲醇流量4.0m L/min、催化剂加入量0.8%的条件下,酯化率达98.8%以上,可将油脂的酸值降至1.0mg KOH/g以下,满足下一步酯交换制备生物柴油的要求;并基于实验研究的基础上将该技术工艺对不同酸值的废弃油脂进行了放大试验研究,皆取得了较好的酯化效果,为产业化、规模化的应用提供理论依据和参数指导。

固定化酶催化高酸废油脂合成生物柴油的研究

探讨了固定化C.antarctica脂肪酶催化高酸废油脂与甲醇合成生物柴油,通过脂肪酶酯交换工艺路线进行催化合成生物柴油的研究,系统研究了甲醇的加入方式、反应体系中的水、游离脂肪酸对反应的影响。结果表明,一次性加入等摩尔当量的甲醇,对脂肪酶的活性具有一定的抑制作用,两次等当量加入甲醇,最终酯化率可达90.6%;当反应体系中的水含量低于0.1%时,水对酶反应速率和甲酯产量影响甚小,而水含量高于0.1%时,酶反应速率和甲酯产率随着水含量的增加而降低;游离脂肪酸对反应的影响较小,固定化C.antarctica脂肪酶的催化稳定性和使用寿命至少达100 d。

大庆原油中界面活性组分研究

用体积比 3∶7的 2 0g LNaOH溶液 乙醇液多次萃取酸值 0 .0 6mgKOH g的大庆原油 ,分离出酸性活性组分。将该组分在色谱柱上用不同溶剂洗脱 ,得到极性不同的 5个级分。其中正己烷级分 (6 .4 % )为烷烃 ,苯级分 (4.7% )为芳烃和稠环烃 ,丙酮级分 (3.5 % )和乙酸 乙醇 (体积比 1∶19)级分 (8.5 % )只含少量脂肪酸。在乙酸乙酯级分 (6 4 .0 % )中 ,用气相色谱 质谱方法鉴定出 17种正构脂肪酸 (C9～C32 )和 13种异构脂肪酸 (C9～C1 9)并测定了在级分中的含量。测定了原油、萃余油、用正庚烷配制的乙酸乙酯级分模拟油 (模拟油 1)和C1 0 ～C30 混合正构烷烃标样模拟油 (模拟油 2 )与不同浓度的NaOH溶液之间的动态界面张力 ,模拟油 1的界面张力低于模拟油 2的界面张力 ,据此认为异构脂肪酸比正构脂肪酸具有较好的界面活性。图 4表 3参 7。

大庆原油活性组分的分离、分析及界面活性

采用多次萃取的方法从大庆原油中分离出酸性活性组分 ,研究了酸性活性组分与碱水的乳化和界面张力性质 ,并对该组分进行了结构鉴定。

两步法利用高酸值潲水油制备生物柴油研究

以潲水油为原料,采用两步催化法制备生物柴油。先用聚合硫酸铁催化潲水油中游离脂肪酸和甲醇酯转化为脂肪酸甲酯,然后再通过碱催化剩余的甘油三酯进行酯交换反应。通过响应面试验设计优化酯化反应,结果表明,在反应时间6.0 h、甲醇用量108.7%(质量比,按油质量)、催化剂用量5.87%(质量比,按油质量)、反应温度80℃下,酸值可达到2.20 mgKOH/g,即酯化率为97.71%。在110℃下对经两步催化得到的生物柴油进行分子蒸馏,得率为98.20%,测定了生物柴油的脂肪酸甲酯组成,按照国标检测了纯化的生物柴油的物化性质。

影响生物柴油酸值的因素及降酸值方法研究

以高酸值油脂为原料,采用近/超临界加压醇解(SRCA)工艺制备生物柴油。考察了原料酸值、原料水含量、反应温度、醇油摩尔比对生物柴油酸值的影响,探索通过对原料进行预处理、优化SRCA工艺过程及对高酸值产物进行后处理的方法降低生物柴油的酸值。结果表明:水含量是影响产物酸值的关键因素,随着水含量增加,产物酸值明显升高;用醇对原料进行萃取,提高加压醇解反应中反应温度或醇油摩尔比,加入微量酸性反应促进剂,采用反应-分离工艺或管式反应器进行反应,用有机胺法、无机氨法对生物柴油进行后处理,可将生物柴油酸值(KOH)降至小于等于0.5 mg/g,达到BD100国家标准。

高酸值废弃油脂甘油酯化脱酸研究

无催化条件下,开展甘油对高酸值废弃油脂酯化脱酸研究,优化酯化反应最佳工艺参数;并对酯化脱酸后油脂经酯交换制备的生物柴油产品质量进行指标检测。研究表明,甘油无催化酯化脱酸的最佳工艺条件:甘油添加量为150%、反应温度为220℃、反应时间8 h、真空度为0.03 MPa,可将酸化油的酸值降至2.1 mg KOH/g,满足酯交换制备生物柴油原料酸值的要求;制备生物柴油产品质量指标符合国家现行生物柴油标准,为产业化、连续化和规模化的生产应用提供理论依据和参数指导。

真空低温煎炸对油稳定性影响的研究

主要探讨了真空低温煎炸胡萝卜片后3种煎炸油的稳定性,研究了3种煎炸油的酸值、过氧化值、羰基值随煎炸时间的变化规律,并分析了它们之间的相关性。结果显示,与大豆色拉油相比,棕榈油和猪油有更高的煎炸稳定性;3种油的酸值、过氧化值、羰基值与煎炸时间存在着显著的相关性。

炼油装置防腐蚀设防值研究

设防值的概念是一个安全的概念,而设防值的目标是确定装置必须达到抗腐蚀的能力,保障装置安全平稳运行。加工劣质原油容易对装置的安全生产造成冲击,尤其对常减压蒸馏装置和二次加工装置造成严重腐蚀,并造成了一系列的安全问题,因此为装置设置一道安全警戒线即设防值显得尤为重要。确定装置设防值可以帮助企业合理安排生产,合理采购原油,合理地进行原油混兑,保证装置不因腐蚀发生事故造成停车。文章还就原油劣质化程度加重;装置设备和管道的改变;装置长周期安全运行的压力增大;装置本身存在缺陷;原油的合理采购与优化排产需要以及企业效益的变化等方面阐述了设防值研究的必要性,并对设防值的研究情况进行了分析。

联合法脱除地沟油中脂肪酸工艺研究

通过比较传统溶液萃取脱酸和碱炼在地沟油脱酸过程中的效果,最终确定用萃取—碱炼联合法分离地沟油中的游离脂肪酸,以达到降低其酸值的目的.实验结果表明,最佳的工艺条件为:以乙醇为萃取剂,原料油与乙醇的比为1∶2.5(W/W),萃取次数为2次,萃取时间为每次10 min,萃取温度30℃的条件下可将原料地沟油的酸值从10 mg KOH/g左右降至2 mg KOH/g以下;再利用碱炼法进行进一步的脱酸.利用该工艺,可以将地沟油的酸值降低至0.5 mg KOH/g以下,基本上可以达到后续生物柴油生产工序对原料油油品的要求,且所得油品质量较好,溶剂和皂脚均可回收利用,实现资源的最大化利用.