本发明涉及可再生能源，具体地，涉及一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法。
背景技术：
1、大力开发可再生能源是改善能源问题的重要举措，其中生物质能源是未来能源发展的主要方向之一，而生物柴油以其可再生、环保、低硫、无毒、高闪点等优点，被广泛认为是替代石油的可再生燃料的优良备选。
2、目前，生物柴油的合成主要是通过动植物油脂等与甲醇等低碳醇的酯交换反应，获得由长链脂肪酸甲酯组成的生物柴油。制备生物柴油的主要方法有酸碱催化法、酶催化法、超临界甲醇法等，但是酶催化剂易受外界干扰，稳定性弱，超临界甲醇法反应条件苛刻，需要在高温、高压条件下进行，酸碱催化法是当前制备生物柴油的最主要方法。当下，制备生物柴油使用的碱性催化剂主要是碱土金属及其氧化物或氢氧化物，该种催化剂的工艺存在造价高、设备腐蚀性大等缺点。电石作为乙炔的共轭碱，具有很强的lewis碱性，例如本课题组首次将电石应用于丙酮高效缩合生成异佛尔酮的反应中，实现了电石碱催化性能的实际性应用，因此电石理论上可用作制备生物柴油的优良催化剂。
3、此外，电石行业作为煤化工产业的重要分支，目前面临着碳排放大和下游产品单一等问题，其制备工艺亟需优化，新应用路线亟待拓展。研究发现，电石的反应活性受限于自身的晶格结构，且常规热力学手段较难实现其反应活化，借助机械化学方法可高效激发电石的反应活性，使之新应用路线得以实现。例如，在机械化学条件下，电石和甘油可发生反应从而制备得到甘油钙，并副产不含ph3、ash3、h2s的无水乙炔，此方法实现了甘油钙的高效合成与电石的的高价值利用。
技术实现思路
1、基于上述背景技术，本发明提供了一种在机械化学条件下，利用电石和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，该工艺中电石首先在机械化学活化后碱活性与反应活性得到释放，碱催化了植物油与低碳醇类的酯交换反应，实现了植物油到生物柴油的高效转化，同时与该过程中的产物甘油反应，制备得到具有重要应用价值的甘油钙，起到了制备生物柴油催化剂与制备甘油钙原料的双重作用。本发明首次实现了电石碱催化性能的工业化应用，同时为电石开拓了电石的高附加值应用，具有重要的实际意义与工业化潜力。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，具体步骤如下：
4、(1)将碳化钙、低碳醇及植物油混合得到混合物，然后将所述混合物一次或多次地加入到球磨机的球磨罐中，在真空或常压惰性气体保护条件下球磨反应0.5～5h得反应产物；
5、(2)反应过程中收集的气相为乙炔气体，另外，将反应后物料经离心、抽滤后，收集上层液体，得到生物柴油；
6、(3)将上述滤饼经真空干燥后得到甘油钙。
7、进一步地，所述植物油包括但不限于棕榈油、大豆油、菜籽油、花生油、蓖麻油、亚麻油中的一种或多种的组合。
8、进一步地，步骤(1)中所述碳化钙与植物油摩尔比为1～5:1，低碳醇与植物油摩尔比为3～15:1。
9、进一步地，步骤(1)中反应温度为常温，球磨速率为50～600r/min。
10、进一步地，步骤(1)中球磨机选自震动式球磨机、搅拌式球磨机、滚筒式球磨机和行星式球磨机中的任一种；球磨机中磨球与混合物的质量比为1～100:1。
11、所得到的生物柴油主要成分包括但不限于亚麻酸甲酯、蓖麻酸甲酯、芥酸甲酯、豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯等。
12、步骤(1)中所述碳化钙具有制备生物柴油催化剂与制备甘油钙原料的双重作用。
13、步骤(1)反应过程中会产生乙炔气体，所得乙炔气体中不含ph3、ash3、h2s等杂质。
14、经测试，本发明中植物油的转化率达98.50％以上，甘油钙的产率达95％以上。
15、本发明的有益效果：
16、在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的过程中碳化钙首先作为酯交换反应的催化剂，制备条件温和，制备过程绿色无污染，其次，碳化钙可以与酯交换反应的副产物甘油(c3h8o3)在机械化学条件下反应生成绿色增塑剂甘油钙和副产不含有ph3、ash3、h2s等杂质气体的乙炔，实现全原子经济。本发明首次实现了电石碱催化性能的工业化应用，同时为电石开拓了电石的高附加值应用，具有重要的实际意义与工业化潜力。
1.一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，其特征在于，步骤(1)中所述植物油包括但不限于棕榈油、大豆油、菜籽油、花生油、蓖麻油、亚麻油中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳化钙与植物油摩尔比为1～5:1。
4.根据权利要求1所述的一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，其特征在于，步骤(1)中低碳醇与植物油摩尔比为3～15:1。
5.根据权利要求1所述的一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，其特征在于，步骤(1)中反应温度为常温，球磨速率为50～600r/min。
6.根据权利要求1所述的一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，其特征在于，步骤(1)中球磨反应时间为0.5～5h。
7.根据权利要求1所述的一种在机械化学条件下利用碳化钙和植物油联产制备生物柴油和甘油钙的方法，其特征在于，步骤(1)的球磨机中磨球与混合物的质量比为1～100:1。
