CN107254362A - 一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垃圾回收再利用领域，具体涉及一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法。为了获得良好高温稳定性、粘温特性的润滑油，从餐厨垃圾中通过压榨、絮凝得到精制油脂，进一步通过油脂分子链接重整，克服了餐厨成分复杂，油脂分子量小易降解等缺陷，赋予油脂良好的耐高温性和粘温特性。该方法制得的润滑油为全生物油脂，具有良好的生态环保性，使用后的废油易于生物降解。使得餐厨垃圾废油发挥了高价值回收利用，具有良好的市场应用价值。

Description

一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法

技术领域

本发明涉及垃圾回收再利用领域，具体涉及一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法。

背景技术

进入21世纪，随着环保与机械工业的发展，对润滑油产品质量提出了更加苛刻的要求。润滑油要求具有较高的抗氧化安定性、好的低温流动性以及优良的剪切稳定性与抗磨性，采用传统工业生产的矿物润滑油质量很难有进一步的提高。然而，世界范围内适合生产润滑油的原油资源日益减少，炼油加工业正面临着原油资源日益重质化与劣质化的严峻挑战，重质原油作为提炼润滑油的基础原料，润滑油生产必须面队劣质的重质原油，而大量的劣质重质原油含有极高的重金属、硫、氮等杂份，其不降解性和有害物含量对环境极易造成污染。随着车辆和机械在节能、环保方面的要求在不断提高，其所用的润滑油必然要求要求环保要求，因此，生物可降解性润滑油成倍替代重质原油润滑油的最佳选择。

根据报道，目前已有将植物油脂、动物油脂用于工业润滑油制备生物可降解润滑油。中国发明专利申请号为201410510201.6公开了一种生物润滑油基础油，包括：植物油3-20份，二氯甲烷1-5份，正戊烷份2-10，辛基苯基聚氧乙烯醚2-20份，十六烷基三甲基溴化铵5-25份，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐1-2份，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐1-2份，三氯甲烷1-12份，正庚烷份5-17，正戊醇1-12份、正己醇1-1份、正辛醇1-10份；利用绿色环保型原料替代石油基原料制备生物润滑油基础油。中国发明专利申请号201010230099.6公开了一种润滑油基础油，采用将大豆油氢化改性用于润滑油。具有良好的润滑性能和抗氧化性能,能够生物降解。

因此，植物油脂、动物油脂、酸化油、消水油（地沟油）及各种油炸食品后的废弃动植物油脂将成为工业润滑油脂的最佳原料。其不但重金属、硫、氮等含量低，而且可持续再生，使用后易降解。特别是对于解决餐厨废油的再利用意义重大，这对于保障人民的身体健康以及缓解我国的能源危机和环境危机都具有重要的意义，对建设资源节约型、环境友好型社会起到积极的促进作用。

餐厨垃圾，俗称泔水，是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。其成分主要有油脂、淀粉、纤维素、蛋白质等，其中油脂含量最高。数据显示，目前，全国餐厨垃圾产生量约为6000万吨/年。随着人口的增加、餐饮业的持续快速发展，餐厨垃圾产生量也将逐年增长，且餐厨中油脂含量逐年攀升。而餐厨垃圾废油脂的回收利用技术严重滞后。高温蒸煮和生物发酵既浪费能源，又会产生异味，污染严重。物理分离法技术水平不彻底，处理后的油脂含水率高，且不具备实用价值。

将餐厨垃圾分离出的油脂用于润滑油，其对油脂纯度要求较低，能够较佳的发挥餐厨废油的作用，成为高效回收再利用餐厨废油脂的发展方向。但由于餐厨油脂属于动物油、植物油的混合体，且经过了高温加热，其油脂分子链显著降低，其耐高温稳定性、耐研磨性、粘温特性均达不到润滑油脂的要求。

发明内容

目前餐厨垃圾的主要成分为油脂，但因成分复杂，含有淀粉、纤维等影响油脂品质的杂质，因此现有餐厨垃圾回收的油脂品质低，应用范围窄，附加值低，不利于餐厨垃圾回收的可持续发展。为了高效回收再利用餐厨垃圾，使餐厨垃圾中的油脂得到最佳的再利用性能，获得高质量润滑油脂。本发明提出一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法。通过压榨和絮凝，餐厨垃圾中的油脂完全分离出并精制，进一步采用交联重整，使得油脂变为大分子量油脂，从而适合于润滑剂使用。使得餐厨垃圾发挥最大回收效应。

为实现上述目的，本发明是采用如下技术方案：

一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，其特征是采用压榨提取油脂并交联重整制备润滑油，具体制备方法如下：

1）将餐厨垃圾加热至60-80℃，过滤，得到滤渣和滤液；将滤液导入沉降池，在沉降池中加热至60-80℃，静置分层，导出上层粗油脂A；

2）将步骤1）得到的滤渣送入锥形压榨机，通过锥形压榨机的螺杆挤压，压榨分离出粗油脂B，压榨残渣为淀粉、纤维、骨质杂物等，可用于肥料；

3）将步骤1）得到的粗油脂A、步骤2)得到的粗油脂B加入反应釜，加入分散剂以30-60rpm转速搅拌10-15min，然后加入絮凝剂，静置分层24h以上，粗油脂中的微细杂质、水等沉降在反应釜底，上层为精制油脂；

4）将步骤3）得到的精制油脂、过氧化物加入密闭捏炼机，密闭捏炼机设置循环冷却水，将温度控制在40℃以下，然后将固体二氧化碳加入密闭捏炼机，开启捏炼机并加压至1.5-2.0MPa，二氧化碳的微***使得油脂分子活化，并在过氧化物作用下迅速发生分子链接，交联重整形成乳白色大分子油脂，即具有良好高温稳定性、粘温特性的润滑油。

优选的，步骤2）所述的锥形压榨机可理解为传统的榨油机，其不同的是所述锥形压榨机设置不同的温度段,由进料口到出料口,温度依次升高,依次设为排水段、出油段，其中排水段温度为60-80℃，并设置真空排水口；出油段温度为100-120℃，并在螺筒设置滤油槽。

优选的，步骤3）所述分散剂为磷酸酯、单硬脂酸甘油酯、单月桂酸磷酸酯中的一种，加入量为粗油脂质量的1-3%，其较佳的使粗油脂微粒完全分散，以便使其中的包裹杂质暴露，进一步的所述分散剂在最终润滑油制品中具有良好的防氧化特性。

优选的，步骤3）所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的至少一种，较佳的用量为粗油脂质量的0.5-1%。

进一步优选的，步骤3）所述絮凝剂为聚丙烯酰胺与季铵化的聚丙烯酰胺的组合物。

优选的，步骤4）所述过氧化物为过硫酸铵、过氧化钾、过氧化二叔丁基、过氧乙酸、过氧化苯甲酰中的至少一种，用量为精制油脂质量的0.3-0.5%。在捏炼过程中，二氧化碳产生了微***，从而使精制油脂的分子活化，并在过氧化物交联作用下，活化的油脂分子链接重整为大分子油脂，形成适合于润滑油的油脂。

公知的，餐厨垃圾中的油脂为加热使用过的废油，加之与酸碱、微生物等共存，其分子量明显变小，甚至降解。因此回收后的油脂耐温性欠佳，用于润滑油时，其抗氧化安定性、耐高温极压性、粘温特性均差，无法满足润滑用油要求。为此，我们提出对油脂的重整，即在大分、小分子共存在的油脂中，利用微***使油脂分子活化，处于不稳定状态，通过过氧化物交联，使油脂分子发生重整，统一形成大分子链的油脂，赋予油脂良好的耐高温性和粘温特性。

本发明一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，为了获得良好高温稳定性、粘温特性的润滑油，从餐厨垃圾中通过压榨、絮凝得到精制油脂，进一步通过油脂分子链接重整，克服了餐厨成分复杂，油脂分子量小易降解等缺陷，赋予油脂良好的耐高温性和粘温特性。该方法制得的润滑油为全生物油脂，具有良好的环保型，使用后的废油易于生物降解。使得餐厨垃圾废油发挥了高价值回收利用。

本发明一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，与现有技术相比，其突出的特点和有益的效果在于：

1、本发明一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，通过压榨、絮凝使得餐厨垃圾中的油脂回收率提高。

2、本发明一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，通过对油脂的进一步交联重整，使得油脂性能提高，从而满足润滑油要求，克服了餐厨垃圾油脂分子量低、成分复杂、易分解的缺陷。

3、本发明属于连续动态推进式反应，得到的润滑油脂质量稳定，工艺易于控制，适合于批量规模化生产。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法：其特征是采用压榨提取油脂并交联重整制备润滑油，具体制备方法如下：

1）将餐厨垃圾加热至60-80℃，过滤，得到滤渣和滤液；将滤液导入沉降池，在沉降池中加热至60-80℃，静置分层，导出上层粗油脂A；

2）将步骤1）得到的滤渣送入锥形压榨机，通过锥形压榨机的螺杆挤压，由进料口到出料口,温度依次升高,依次设为排水段、出油段，其中排水段温度为60-80℃，并设置真空排水口；出油段温度为100-120℃，并在螺筒设置滤油槽；压榨分离出粗油脂B，压榨残渣为淀粉、纤维、骨质杂物等，可用于肥料；

3）将步骤1）得到的粗油脂A、步骤2)得到的粗油脂B加入反应釜，加入分散剂磷酸酯以30rpm转速搅拌10min，然后加入絮凝剂聚丙烯酰胺，静置分层24h以上，粗油脂中的微细杂质、水等沉降在反应釜底，上层为精制油脂；其中，磷酸酯加入量为粗油脂质量的1%，聚丙烯酰胺加入量为粗油脂质量的0.5%；

4）将步骤3）得到的精制油脂、过氧化钾加入密闭捏炼机，密闭捏炼机设置循环冷却水，将温度控制在40℃以下，然后将固体二氧化碳加入密闭捏炼机，开启捏炼机并加压至1.5-2.0MPa，二氧化碳的微***使得油脂分子活化，并在过氧化物作用下迅速发生分子链接，交联重整形成乳白色大分子油脂，即具有良好高温稳定性、粘温特性的润滑油；过氧化钾用量为精制油脂质量的0.3%。

选用市售矿物油提炼的润滑油为基础油对比样品1，与实施例1得到的润滑油进行耐氧化、耐高温稳定性、抗磨极压性能对比分析。将样品1与实施例1的润滑油分别进行抗磨测试：

抗磨性测试条件：1200r/min，负荷294N，时间30min，四球试验机；测试结果如表1.

通过测试，实施例1得到的润滑油与矿物润滑油相近,且具有良好的抗氧化安定性，其抗磨性能优异，可有效防止高温、高研磨的失效。

实施例2

一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法：其特征是采用压榨提取油脂并交联重整制备润滑油，具体制备方法如下：

1）将餐厨垃圾加热至60-80℃，过滤，得到滤渣和滤液；将滤液导入沉降池，在沉降池中加热至60-80℃，静置分层，导出上层粗油脂A；

2）将步骤1）得到的滤渣送入锥形压榨机，通过锥形压榨机的螺杆挤压，由进料口到出料口,温度依次升高,依次设为排水段、出油段，其中排水段温度为60-80℃，并设置真空排水口；出油段温度为100-120℃，并在螺筒设置滤油槽；压榨分离出粗油脂B，压榨残渣为淀粉、纤维、骨质杂物等，可用于肥料；

3）将步骤1）得到的粗油脂A、步骤2)得到的粗油脂B加入反应釜，加入分散剂单硬脂酸甘油酯50rpm转速搅拌10min，然后加入絮凝剂聚丙烯酰胺与季铵化的聚丙烯酰胺的组合物，静置分层24h以上，粗油脂中的微细杂质、水等沉降在反应釜底，上层为精制油脂；其中，单硬脂酸甘油酯加入量为粗油脂质量的2%，絮凝剂加入量为粗油脂质量的0.8%；

4）将步骤3）得到的精制油脂、过硫酸铵加入密闭捏炼机，密闭捏炼机设置循环冷却水，将温度控制在40℃以下，然后将固体二氧化碳加入密闭捏炼机，开启捏炼机并加压至1.5-2.0MPa，二氧化碳的微***使得油脂分子活化，并在过氧化物作用下迅速发生分子链接，交联重整形成乳白色大分子油脂，即具有良好高温稳定性、粘温特性的润滑油；过硫酸铵用量为精制油脂质量的0.4%。

将样品1与实施例2的润滑油分别进行抗磨测试：

抗磨性测试条件：1200r/min，负荷294N，时间30min，四球试验机；测试结果如表1.

通过测试，实施例2得到的润滑油与矿物润滑油相近,且具有良好的抗氧化安定性，其抗磨性能优异，可有效防止高温、高研磨的失效。

实施例3

一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法：其特征是采用压榨提取油脂并交联重整制备润滑油，具体制备方法如下：

1）将餐厨垃圾加热至60-80℃，过滤，得到滤渣和滤液；将滤液导入沉降池，在沉降池中加热至60-80℃，静置分层，导出上层粗油脂A；

2）将步骤1）得到的滤渣送入锥形压榨机，通过锥形压榨机的螺杆挤压，由进料口到出料口,温度依次升高,依次设为排水段、出油段，其中排水段温度为60-80℃，并设置真空排水口；出油段温度为100-120℃，并在螺筒设置滤油槽；压榨分离出粗油脂B，压榨残渣为淀粉、纤维、骨质杂物等，可用于肥料；

3）将步骤1）得到的粗油脂A、步骤2)得到的粗油脂B加入反应釜，加入分散剂单月桂酸磷酸酯以50rpm转速搅拌13min，然后加入絮凝剂苯乙烯磺酸盐，静置分层24h以上，粗油脂中的微细杂质、水等沉降在反应釜底，上层为精制油脂；其中，单月桂酸磷酸酯加入量为粗油脂质量的2%，苯乙烯磺酸盐加入量为粗油脂质量的1%；

4）将步骤3）得到的精制油脂、过氧化二叔丁基加入密闭捏炼机，密闭捏炼机设置循环冷却水，将温度控制在40℃以下，然后将固体二氧化碳加入密闭捏炼机，开启捏炼机并加压至1.5-2.0MPa，二氧化碳的微***使得油脂分子活化，并在过氧化物作用下迅速发生分子链接，交联重整形成乳白色大分子油脂，即具有良好高温稳定性、粘温特性的润滑油；过氧化二叔丁基用量为精制油脂质量的0.3%。

将样品1与实施例3的润滑油分别进行抗磨测试：

抗磨性测试条件：1200r/min，负荷294N，时间30min，四球试验机；测试结果如表1.

通过测试，实施例3得到的润滑油与矿物润滑油相近,且具有良好的抗氧化安定性，其抗磨性能优异，可有效防止高温、高研磨的失效。

实施例4

一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法：其特征是采用压榨提取油脂并交联重整制备润滑油，具体制备方法如下：

1）将餐厨垃圾加热至60-80℃，过滤，得到滤渣和滤液；将滤液导入沉降池，在沉降池中加热至60-80℃，静置分层，导出上层粗油脂A；

2）将步骤1）得到的滤渣送入锥形压榨机，通过锥形压榨机的螺杆挤压，由进料口到出料口,温度依次升高,依次设为排水段、出油段，其中排水段温度为60-80℃，并设置真空排水口；出油段温度为100-120℃，并在螺筒设置滤油槽；压榨分离出粗油脂B，压榨残渣为淀粉、纤维、骨质杂物等，可用于肥料；

3）将步骤1）得到的粗油脂A、步骤2)得到的粗油脂B加入反应釜，加入分散剂单月桂酸磷酸酯以60rpm转速搅拌15min，然后加入絮凝剂木质磺酸盐，静置分层24h以上，粗油脂中的微细杂质、水等沉降在反应釜底，上层为精制油脂；其中，单月桂酸磷酸酯加入量为粗油脂质量的3%，木质磺酸盐加入量为粗油脂质量的0.5%；

4）将步骤3）得到的精制油脂、过氧化苯甲酰加入密闭捏炼机，密闭捏炼机设置循环冷却水，将温度控制在40℃以下，然后将固体二氧化碳加入密闭捏炼机，开启捏炼机并加压至1.5-2.0MPa，二氧化碳的微***使得油脂分子活化，并在过氧化物作用下迅速发生分子链接，交联重整形成乳白色大分子油脂，即具有良好高温稳定性、粘温特性的润滑油；过氧化苯甲酰用量为精制油脂质量的0.3%。

将样品1与实施例4的润滑油分别进行抗磨测试：

抗磨性测试条件：1200r/min，负荷294N，时间30min，四球试验机；测试结果如表1.

通过测试，实施例4得到的润滑油与矿物润滑油相近,且具有良好的抗氧化安定性，其抗磨性能优异，可有效防止高温、高研磨的失效。

表1：

测试项目	样品1	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						粘度（mPa·s）	24	26	27	25	25
过氧化值（mmol/kg）	20.7	18.4	20.7	21.0	19.2
						抗磨性（钢球斑磨直径）	0.85mm	0.59mm	0.57mm	0.52mm	0.55mm

Claims (6)

1.一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，其特征是采用压榨提取油脂并交联重整制备润滑油，具体制备方法如下：

1）将餐厨垃圾加热至60-80℃，过滤，得到滤渣和滤液；将滤液导入沉降池，在沉降池中加热至60-80℃，静置分层，导出上层粗油脂A；

2）将步骤1）得到的滤渣送入锥形压榨机，通过锥形压榨机的螺杆挤压，压榨分离出粗油脂B，压榨残渣为淀粉、纤维、骨质杂物等，可用于肥料；

3）将步骤1）得到的粗油脂A、步骤2)得到的粗油脂B加入反应釜，加入分散剂以30-60rpm转速搅拌10-15min，然后加入絮凝剂，静置分层24h以上，粗油脂中的微细杂质、水等沉降在反应釜底，上层为精制油脂；

4）将步骤3）得到的精制油脂与过氧化物加入密闭捏炼机，密闭捏炼机设置循环冷却水，将温度控制在40℃以下，然后将固体二氧化碳加入密闭捏炼机，开启捏炼机并加压至1.5-2.0MPa，二氧化碳的微***使得油脂分子活化，并在过氧化物作用下迅速发生分子链接，交联重整形成乳白色大分子油脂，即具有良好高温稳定性、粘温特性的润滑油。

2.根据权利要求1所述一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，其特征在于：步骤2）所述的锥形压榨机设置不同的温度段,由进料口到出料口,温度依次升高,依次设为排水段、出油段，其中排水段温度为60-80℃，并设置真空排水口；出油段温度为100-120℃，并在螺筒设置滤油槽。

3.根据权利要求1所述一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，其特征在于：步骤3）所述分散剂为磷酸酯、单硬脂酸甘油酯、单月桂酸磷酸酯中的一种，加入量为粗油脂质量的1-3%。

4.根据权利要求1所述一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，其特征在于：步骤3）所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的至少一种，用量为粗油脂质量的0.5-1%。

5.根据权利要求1所述一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，其特征在于：步骤3）所述絮凝剂为聚丙烯酰胺与季铵化的聚丙烯酰胺的组合物。

6.根据权利要求1所述一种从餐厨垃圾中分离油脂、重整油脂制备润滑油的方法，其特征在于：步骤4）所述过氧化物为过硫酸铵、过氧化钾、过氧化二叔丁基、过氧乙酸、过氧化苯甲酰中的至少一种，用量为精制油脂质量的0.3-0.5%。