專利名稱：一種用高吸水樹脂對潲水油的室溫脫水方法
技術領域：
本發明涉及一種用高吸水樹脂對潲水油的室溫脫水方法。
技術背景潲水油(waste cooking oil)、也稱泔水油或地溝油；以其為原料制造生 物柴油(biodiesel或biological diesel oil)、液體皂、油漆等有較多專利公 開。中國專利2006-2007年兩年中就公開以潲水油為原料制造生物柴油的專利 20多項，諸如CN 200610035272. 0、 CN 200610029462. 1、 CN 200710019404. 5和 CN200710130709. 3號專利等；美國專利商標局1988-1991年期間公開了以潲水 油為原料制造液體皂的專利，諸如USP 4， 792, 416、'JSP 4， 806, 269、L'SP 4， 839， 089 和USP 5， 000， 870 y專利；而諸如CN 200710008442. 0號中國專利則公開以潲水 油為原料制造醇酸樹脂(一種油漆)的方法。以潲水油為原料，采用酸催化、堿催化或酶催化等方法制造生物柴油，普 遍涉及潲水油脫水問題；特別是環境友好的酶催化法制造生物柴油，潲水油中 水含量嚴重影響酶催化效率。以潲水油為原料制造生物柴油過程中的脫水主要 方法之一為加熱真空脫水；中國專利CN 200610029461. 7、 CN200710000281. 0和 CN200410013430.3號專利揭示其真空脫水溫度區間分別為75°C-10(TC、 65°C -100 °C和50 °C -100 °C 。另 一 些中國專利，諸如CN 200610029469. 3 、 CN200610029459. X和CN200710034683.2號專利、揭示采用真空脫水，但未揭示 具體真空脫水溫度區間。潲水油真空脫水的優點在于常壓下脫出潲水油中的水，溫度需要超過100 °C，施加減壓或真空條件后，脫水溫度可極大降低從而降低能耗；減壓或真空 也可提高脫水速度和提高產能；減壓或真空還利于破壞掉潲水油中的"油包水" 相。但潲水油減壓和真空脫水與使用脫水劑室溫常壓脫水相比，后者可以免除 真空系統所需要密封抗腐蝕管件、真空泵或射流泵等設備、加熱設備和所有設 備工作所需要的電耗和設備投資等。中國專利局公開的題為"利用地溝油生產醇酸樹脂的方法"的 200710008442.0號專利，該專利揭示將地溝油70-9(TC時加助劑脫水處理的 工藝，而該發明沒有揭示脫水助劑為何物。另一題為"基于可再生原料的丙烯 酸和吸水聚合物結構體及其脫水制備工藝"的200710152680. 9號的中國專利， 該專利揭示德國施拖克豪森公司在題述發明步驟之一采用甘油脫水催化劑，該 脫水催化劑可以選擇多種物質，其中之一為蒙脫土 (膨潤土)。高吸水樹脂、也稱超吸水樹脂或俗稱吸水材料，其英文縮寫形式為SAP (S叩er-absorbent Polymers)。其最高吸收蒸餾水的吸水倍率可以達到千倍以 上。被其吸入內部的水被包絡在自身所形成的三維網狀空間之內。但若水質不 純，諸如礦化度高或雜質多，即使可吸收千倍以上的SAP也只能吸收幾十倍或根本不吸收該礦化度高或渾濁的水。經常表現出吸蒸餾水倍率越高的SAP，吸收 渾濁水的能力越弱的特征；業內人士稱耐鹽性越差。解決該問題的有效手段之 一為在合成SAP之初加入土 (例如膨潤土、云母粉等礦物質)、鹽(諸如KC1等)， 此種方法相當在孕育之初增加抗渾濁水免疫因子；在世界上較早公開利用此種 增加"抗渾濁水免疫因子"方法的為中國專利局2002年授權的CN99126336.7 和CN99126337.5號專利，這兩項專利在合成SAP中加入膨潤土。到目前為止， 在合成SAP中加入膨潤土或其它礦物質專利有近百項，中國專利局公開的此類 專利就有幾十項，諸如CN200510016804. 1 、 CN200610130881. 4 、 CN200510016804. 1號專利。加入膨潤土或其它礦物質研究論文也有幾十篇(參 考文獻王愛勤等，有機-無機復合高吸水樹脂研究進展與發展趨勢[J]，功能 材料，2006年，3巻，5期，P1-6)。高吸水樹脂的市售商品品種非常多、并在許多領域都有應用；上世紀80年 代開始高吸水樹脂用于婦女衛生巾中吸血、城市污水處理淤泥固化劑(吸收淤 泥中水分)等，但到目前為止，高吸水樹脂用于潲水油脫水還未見專利公開和 文章報道。 發明內容本發明的目的在于提供一種用高吸水樹脂對潲水油的室溫脫水方法。解決 工業上潲水油脫水成本高和可供選擇的方法不足問題。 本發明設計原理.-選擇丙烯酸-淀粉-膨潤土三兀共聚型的高吸水樹脂為潲水油脫水劑；由于 大量膨潤土和淀粉的加入，其中大量膨潤土對成分復雜的含水潲水油的脫水起 到主要作用，主要原因在于膨潤土具有天然納米材料之稱，鈉基膨潤土-丙烯酸-淀粉共聚物，放入潲水油-水的混合體系后，鈉基膨潤土中的鈉會發生電離，游離出鈉離子，提高高吸水樹脂三維網狀內外的滲透壓；鈉離子的游走也對潲 水油-水的混合體系中的"油包水"或"水包油"相或其微乳顆粒起到破壞作用， 這種包含破乳作用在內的破壞作用，提高該類高吸水樹脂在成分及其復雜的潲 水油-水混合體系中吸水適用性和脫水效果。另外，這種高吸水樹脂技術成熟和 性能穩定也是選擇其重要原因之一。這類高吸水樹脂的合成工藝、配方等在中 國專利CN99126336. 7和CN99126337. 5中有詳細描述和揭示。本發明提供的一種用高吸水樹脂對潲水油的室溫脫水方法，其步驟和條件 如下所選擇的高吸水樹脂為鈉基膨潤土-丙烯酸-淀粉共聚物；該高吸水樹脂為 丙烯酸-淀粉接枝共聚物中添加鈉基膨潤土，所述的丙烯酸-淀粉接枝共聚物干品鈉基膨潤土的重量百分比為58%: 4 42%;這"化學特征與對該聚合物"在63CTC的溫度下灼燒6小時得到的灰分數值為46wt. %"相互符合；所述的高吸水 樹脂的外觀為灰色顆粒，顆粒的粒度分布在50—200目，其中50—100目的顆 粒占75wt.。/。， 100—200目的顆粒占25wt.。/。；顆粒的松散密度為lg/cm3、敦實密 度為1. 04 g/cm3; 1克所述的高吸水樹脂顆粒可吸收蒸餾水的范圍為120±5克； 對于密度為0.880 g/cm3—0. 934 g/cD]3含水潲水油，在室溫下，按照含水潲水油體積(升)高吸水樹脂重量(克)配比為1: (50-150)，把該高吸水樹脂 加入上述的含水潲水油中，用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1小時 開動一次搖床搖動l分鐘，搖動4-10次后過濾出料，用100目篩網過濾出已經 吸水的該高吸水樹脂，獲得脫水潲水油；過濾出已經吸水的該高吸水樹脂，經甲醇清洗表面油污，烘干脫水后，重 復使用。本發明的制備方法優點在于
1、本發明所選用高吸水樹脂，添加膨潤土達到42wt.%，如此高的膨潤土 添加量，導致高吸水樹脂原料成本低，利于降低高吸水樹脂對潲水油脫水成本。 另外，1克所述的高吸水樹脂顆粒可吸收蒸餾水的范圍為120±5克，也利于降 低高吸水樹脂對潲水油脫水成本。對于通常含水量不超過4wt. %的潲水油而言， 1噸該含水潲水油含水不超過40公斤，0.5公斤所述的高吸水樹脂顆粒具有吸 收60公斤水的能力。
2、 本發明所選用的鈉基膨潤土-丙烯酸-淀粉共聚形式的高吸水樹脂，而不 選擇鈣基膨潤土或其它礦物與丙烯酸-淀粉共聚形式的高吸水樹脂；鈉基膨潤土 中鈉離子的游走潲水油-水的混合體系中的"油包水"或"水包油"相或其微乳 顆粒起到破壞作用強，脫水效果好。這在本發明的對比例的結果中可見。
3、 本發明所選用高吸水樹脂可以重復使用8次以上，利于降低潲水油脫水 成本。這種良好重復使用效果在本發明的實施例9有所揭示
圖l是本發明所選用高吸水樹脂對蒸餾水的吸水速度圖。縱軸吸水凈克數采 用Ni網法測量；以0. 5克的高吸水樹脂作為對蒸餾水吸水劑的原始重量。由圖 可見，該高吸水樹脂經過約4小時后，達到最大吸水倍率，其吸水倍率約為120 倍。
具體實施方式
實施例1:所選擇的高吸水樹脂為鈉基膨潤土-丙烯酸-淀粉共聚物；該高吸水樹脂為丙烯酸-淀粉接枝共聚物中添加鈉基膨潤土，所述的丙烯酸-淀粉接枝共聚物干品鈉基膨潤土的重量百分比為58%: 4 42%;這一化學特征與對該聚合物"在630。C的溫度下灼燒6小時得到的灰分數值為46wt. %"相互符合；所述的高吸水 樹脂的外觀為灰色顆粒，顆粒的粒度分布在50—200目，其中50—100目的顆 粒占75wt.0/0， 100—200目的顆粒占25wt.y。;顆粒的松散密度為lg/cm3、敦實密 度為1. 04 g/cm3; 1克所述的高吸水樹脂顆粒可吸收蒸餾水的范圍為120±5克； 收集潲水油，經過濾掉固體物和澄清后得到密度為0. 934 g/cm3含水潲水油， 用CaCL法標定其含水量后，得到該含水潲水油含水的重量百分比為3.32wt.%。 按照含水潲水油體積(1):髙吸水樹脂重量(g)配比為1: 150，把該高吸水 樹脂加入上述的含水潲水油中，在室溫下用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后 每間隔1小時開動一次搖床搖動1分鐘，搖動4次后過濾出料，用100目篩網過濾出已經吸水的該高吸水樹脂，獲得脫水潲水油；再次用CaCL法標定其含水 量，得到該含水潲水油含水的重量百分比為2 wt.%。采用上述方法該高吸水樹 脂室溫脫出水的百分率為39. 76%。其中用CaCl2法標定含水潲水油含水量的具體方法為在1升該含水潲水油 中加入150克無水CaCL顆粒；在室溫下用搖床搖動加入該CaCL顆粒的含水潲 水油-CaCl2顆粒的混合物1分鐘然后靜置、每間隔1小時開動一次搖床搖動1 分鐘、搖動10次后用100目篩網過濾出已經吸水的CaCl2顆粒，用乙醚清洗掉 蘸掛在CaCl2顆粒的潲水油；然后精確稱重、其CaCl2顆粒相對初始投入CaCl2 的增重，該增重占初始投入CaCl2重量的百分比定義為該含水潲水油含水的重量 百分含量。 實施例2:與實施例1所不同的是在室溫下，按照1升該含水潲水油中加入100克 高吸水樹脂，在室溫下，把該高吸水樹脂加入上述的含水潲水油中，用搖床搖 動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1小時開動一次搖床搖動1分鐘，搖動8次 后過濾出料，其余操作同實施例l,得到該含水潲水油含水的重量白-分比為1.6 wt.%。采用此方法該高吸水樹脂室溫脫出水的百分率為51.81%。實施例3:與實施例1所不同的是在室溫下，按照1升該含水潲水油中加入75克高 吸水樹脂，在室溫下，把該高吸水樹脂加入上述的含水潲水油中，用搖床搖動l 分鐘，然后靜置，以后每間隔1小時開動一次搖床搖動1分鐘，搖動8次后過 濾出料，其余操作同實施例1，得到該含水潲水油含水的重量百分比為1. 5 wt. %。 采用此方法該高吸水樹脂室溫脫出水的百分率為54. 82%。實施例4:與實施例1所不同的是所收集潲水油經過濾掉固體物和澄清后得到密度 為0.929 g/cm3含水潲水油，色澤為淺黃色；用CaCl2法標定其含水量后，得到 該含水潲水油含水的重量百分比為2.43wt.。/。。在室溫下，按照l升該含水潲水 油中加入50克高吸水樹脂，在室溫下，把該高吸水樹脂加入上述的含水潲水油 中，用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1小時開動一次搖床搖動1分 鐘，搖動10次后過濾出料，其余操作同實施例1，得到該含水潲水油含水的重 量百分比為1. 65 wt. %。采用此方法該高吸水樹脂室溫脫出水的百分率為32. 1%。實施例5:與實施例1所不同的是所需要脫水的潲水油與實施例4中含水潲水油相 同，按照1升該含水潲水油中加入85克高吸水樹脂，在室溫下，把該高吸水樹 脂加入上述的含水潲水油屮，用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1小 時開動一次搖床搖動1分鐘，搖動10次后過濾出料，其余操作同實施例1，得 到該含水潲水油含水的重量百分比為1.34wt.%。采用此方法該高吸水樹脂室溫脫出水的百分率為44. 86%。 實施例6:與實施例1所不同的是所需要脫水的潲水油與實施例4中含水潲水油相 同，按照1升該含水潲水油中加入150克高吸水樹脂，在室溫下，把該高吸水樹脂加入上述的含水潲水油中，用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1小時開動一次搖床搖動i分鐘，搖動io次后過濾出料，其余操作同實施例1，得到該含水潲水油含水的重量百分比為0.96wt.%。采用此方法該高吸水樹脂室 溫脫出水的百分率為60. 49%。實施例7:與實施例1所不同的是所收集潲水油來源于抽油煙機的集油筒中的潲水油，經過濾掉固體物和澄清后得到密度為0.880 g/cm3含水潲水油，色澤為橙色； 用CaCl2法標定其含水量后，得到該含水潲水油含水的重量百分比為0.44wt.%。 按照1升該含水潲水油中加入50克高吸水樹脂，在室溫下，把該高吸水樹 脂加入上述的含水潲水油中，用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1小 時開動一次搖床搖動1分鐘，搖動4次后過濾出料，其余操作同實施例l，得到 該含水潲水油含水的重量百分比為0. 41 wt. %。采用此方法該高吸水樹脂室溫脫 出水的百分率為6. 82%。實施例8:與實施例1所不同的是所使用的高吸水樹脂為已經使用過吸收潲水油中 水的樹脂，更具體的說，該樹脂顆粒為每次使用后經甲醇清洗表面油污、烘干 脫水后重復使用的樹脂顆粒，并且為已經重復使用4次的高吸水樹脂，其余操 作同實施例1，得到該含水潲水油含水的重量百分比為2.6 wt.%。采用此方法 該高吸水樹脂室溫脫出水的百分率為21. 69%。實施例9:與實施例1所不同的是所使用的高吸水樹脂為已經使用過吸收潲水油中 水的樹脂，更具體的說，該樹高吸水樹脂為每次使用后經甲醇清洗表面油污、 烘干脫水后重復使用的高吸水樹脂，并且為已經重復使用8次的樹脂顆粒。其余操作同實施例1，得到該含水潲水油含水的重量百分比為2.9 wt.%。采用此 -方法該高吸水樹脂室溫脫出水的百分率為12. 65%。對比例與實施例1所不同的是所需要脫水的潲水油與實施例4中含水潲水油相 同，按照1升該含水潲水油中加入125克高吸水樹脂，在室溫下，把該高吸水 樹脂加入上述的含水潲水油中，用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1 小時開動一次搖床搖動1分鐘，搖動10次后過濾出料，其余操作同實施例l，得到該含水潲水油含水的重量百分比為1. il".%。采用此方法該高吸水樹脂室溫脫出水的百分率為54. 32%。作為一種對比，將與實施例4中含水潲水油相同潲水油不加入高吸水樹脂， 而是放入到12crc熱風烘箱中脫水，脫水時間也為]0小時，得到該含水潲水油 含水的重量百分比為2.24 wt.%。采用此種用12(TC熱風烘干10小時代替高吸 水樹脂室溫脫水的方法進行脫水，其脫出水的百分率為7.82%;兩種方法相比， 不加高吸水樹臘的熱風烘干法的脫水效率下降46. 5%。
權利要求
1. 一種用高吸水樹脂對潲水油的室溫脫水方法，其特征在于其步驟和條件如下所選擇的高吸水樹脂為鈉基膨潤土-丙烯酸-淀粉共聚物；該高吸水樹脂為丙烯酸-淀粉接枝共聚物中添加鈉基膨潤土，所述的丙烯酸-淀粉接枝共聚物干品∶鈉基膨潤土的重量百分比為58％∶4 42％；這一化學特征與對該聚合物“在630℃的溫度下灼燒6小時得到的灰分數值為46wt.％”相互符合；所述的高吸水樹脂的外觀為灰色顆粒，顆粒的粒度分布在50-200目，其中50-100目的顆粒占75wt.％，100-200目的顆粒占25wt.％；顆粒的松散密度為1g/cm3、敦實密度為1.04g/cm3；1克所述的高吸水樹脂顆粒可吸收蒸餾水的范圍為120±5克；對于密度為0.880g/cm3-0.934g/cm3含水潲水油，在室溫下，按照含水潲水油體積(升)∶高吸水樹脂重量(克)配比為1∶(50-150)，把該高吸水樹脂加入上述的含水潲水油中，用搖床搖動1分鐘，然后靜置，以后每間隔1小時開動一次搖床搖動1分鐘，搖動4-10次后過濾出料，用100目篩網過濾出已經吸水的該高吸水樹脂，獲得脫水潲水油。
2、 一種用高吸水樹脂對潲水油的室溫脫水方法，其特征在于所述的過濾 出已經吸水的高吸水樹脂，經甲醇清洗表面油污，烘干脫水后，重復使用。
全文摘要
一種用高吸水樹脂對潲水油的室溫脫水方法。所選擇的高吸水樹脂為鈉基膨潤土-丙烯酸-淀粉共聚物；該高吸水樹脂為丙烯酸-淀粉接枝共聚物中添加鈉基膨潤土，所述的丙烯酸-淀粉接枝共聚物干品∶鈉基膨潤土的重量百分比為58％∶442％；該高吸水樹脂吸蒸餾水的吸水倍率約為120倍。以該高吸水樹脂的50-200目顆粒作為對含水潲水油的脫水劑，室溫下對密度為0.880g/cm<sup>3</sup>-0.934g/cm<sup>3</sup>含水潲水油脫水，單次脫水效率可超過50％；用其替代常用的含水潲水油加熱真空或減壓脫水，解決工業上潲水油脫水成本高、能耗大和環境不友好的問題。
文檔編號C11B13/00GK101270319SQ20081005066
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者劉曉秋, 吳耀明, 彭春宏, 李云輝, 楊秀云, 林松竹, 媛 王, 王立民, 高秀霞 申請人:長春理工大學