废弃油脂的资源化利用技术
油水分离出的废弃油脂具有资及废物的二重性,处理时应尽可能实现资源化利用,废弃油脂通常可作为化工原料生产生物柴油,肥皂、硬脂酸等产品。
1制取生物柴油
生物柴油是指以动、植物油脂为原料,通过一定的方法生成的柴油。
废弃油脂制取生物柴油的方法主要包括物理法(直接混合法,微乳液法)、高温裂解法和化学法(酯化反应,酯交换反应),其中酯交换法最常用。酯交换反应是指用甲醇或乙醇等低碳醇在强酸或强碱的催化作用下与废油中的甘油三酸酯发生交换反应,使其酯键发生断裂而生成长链脂肪酸甲酯或乙酯,从而降低了碳链的长度及油脂的粘度,生产出生物柴油。选择合适的催化剂是酯交换法的关键,由于餐厨废油中酸度很高,所以往往采用直接酸催化法或者先酸催化后碱催化的两部法。但酸催化反应周期较长,效率低,而且需要消耗大量的低碳醇,反应器容易腐蚀。所以工业化应用中常用先酸后碱催化的工艺,这样可以使酸催化后,进料中脂肪酸大幅度降低,再进行碱催化。但该工艺较复杂,成本也较高,而且浓硫酸催化时易发生副反应。
用浓硫酸做催化剂,利用地沟油和甲醇钠发生酯交换制取生物柴油。最佳操作条件为:油醇摩尔比为1:7,地沟油与浓硫酸质量比为100:0.8,最佳温度为65℃。生成的生物柴油可以达到ASTM的标准。
2生产肥皂和洗衣粉
餐厨废油的主要组成为甘油三酸酯,其可以通过皂化反应生成洗涤用的碱皂。在先前的研究中,可以用餐饮废油脂作为原料,生产油脂皂基。最佳、条件为:皂化温度为100℃,m(废油脂):m(碱液)=2:1,皂化时间为4h,皂化用的氢氧化钠质量分数30%。
3生产硬脂酸和油酸
餐厨废油中通过水解后,可分离出脂肪酸,其中主要成分为油酸和硬脂酸。经过提纯后可作为重要的原料应用在石油化工,医药,涂料等行业。另外,可以在餐饮废油中加入白土脱色后皂化,然后将皂化液转化为硬脂酸铅和油酸铅沉淀,加入甲醇后将其分离后分别酸化处理可以得到硬脂酸和油酸。经检验,油酸分离较为彻底,硬脂酸纯度也达到83%。但实际中,生产脂酸仍以矿物油或者植物油为主。这主要是因为以废弃油脂生产脂肪酸的成本较高,且周期较长,产品质量也较差,所以鲜见工业化生产的报道。
