專利名稱：固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法
固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及綠色、可再生新能源的技術(shù)領(lǐng)域，屬于一種制備生物柴油的新工藝，具體的說，是一種采用固定化脂肪酶催化作用下新型酯交換試劑與動(dòng)植物油脂制備無副產(chǎn)甘油生物柴油的新方法。
背景技術(shù)：
生物柴油是一系列長(zhǎng)鏈脂肪酸的單烷基酯，具有與石化柴油相似的燃燒性能，是一種可以替代石化柴油使用的環(huán)境友好燃料。隨著石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的提高，生物柴油作為一種清潔能源受到廣泛關(guān)注。生物柴油原料主要來自于動(dòng)植物油脂等可再生資源，不受儲(chǔ)量的限制，而且原料沒有毒性，燃燒后廢棄的有害成分少。歐盟是全世界生物柴油發(fā)展最快的地區(qū)，2008年歐盟生物柴油產(chǎn)量780萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)2010年生物柴油份額將占石化柴油的5.75%，2020年達(dá)到20 %。美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)、印度等國(guó)家也紛紛加大生物柴油的發(fā)展力度。我國(guó)是能源緊缺國(guó)家，發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)，對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境，保障國(guó)家石油安全具有重要意義。我國(guó)“十五發(fā)展綱要”已明確提出發(fā)展各種石油替代品，并將發(fā)展生物液體燃料確定為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，因而加快我國(guó)生物柴油的研發(fā)和應(yīng)用是新時(shí)期賦予我們千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。目前，工業(yè)上生物柴油大都采用均相酸堿催化劑催化油脂與低碳鏈醇的酯交換反應(yīng)來制備。反應(yīng)方程式如下
權(quán)利要求
1.固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，具體步驟為 將酯交換試劑與動(dòng)植物油脂混合，在固定化酶催化劑存在下，在恒溫水浴搖床中反應(yīng)溫度為20 100°C，反應(yīng)時(shí)間為15 48小時(shí)，其中，酯交換試劑與動(dòng)植物油脂的摩爾質(zhì)量比為 2 1 30 1，催化劑添加量為動(dòng)植物油脂質(zhì)量比例的1 30% ；過濾除去催化劑并蒸餾除去過量的酯交換試劑，產(chǎn)品為生物柴油。
2.如權(quán)利要求1所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，所述的反應(yīng)溫度為40 80°C ；所述的反應(yīng)時(shí)間為18 36小時(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，所述的酯交換試劑與動(dòng)植物油脂的摩爾質(zhì)量比為10 1 20 1;所述的催化劑添加量為動(dòng)植物油脂質(zhì)量比例的15 25%。
4.如權(quán)利要求1所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，所述的酯交換試劑選自草酸二甲酯、草酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯中的一種或者幾種。
5.如權(quán)利要求4所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，所述的酯交換試劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、 丙二酸二乙酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯中的一種或者幾種。
6.如權(quán)利要求1所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，所述的動(dòng)植物油脂選自大豆油、菜籽油、棕櫚油、棉籽油、花生油、蓖麻油、葵花籽油、 玉米油、橄欖油、核桃油、桐籽油、芝麻油、米糠油、豬油、牛油、魚油、雞油、廢棄食用油中的一種或者幾種。
7.如權(quán)利要求6所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，所述的動(dòng)植物油脂為棕櫚油、大豆油、棉籽油、玉米油、菜籽油中的一種或者幾種。
8.如權(quán)利要求1所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，所述的催化劑選自固定化脂肪酶為固定化脂肪酶NOVOZyme435或固定化脂肪酶 Lipozyme TL IM0
9.如權(quán)利要求1所述的固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，其特征在于，制備方法的技術(shù)路線為CH2OCORICHOCOR +酯交換試劑-> 3ROCOR +酸甘油酯ICH2OCOR其中，-R表示含8至22個(gè)碳原子的、直鏈的、單或多不飽和的烷基或烯基；-R’表示含 1至5個(gè)碳原子的、直鏈或支化的烷基；酯交換試劑為草酸二甲酯、草酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯中的一種或者幾種；酸甘油酯為草酸甘油酯、碳酸甘油酯、乙酸甘油酯、丙二酸甘油酯、丁二酸甘油酯中的一種或者幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定化酶催化作用下無副產(chǎn)甘油的生物柴油制備方法，將酯交換試劑與動(dòng)植物油脂混合，在固定化酶催化劑存在下，在恒溫水浴搖床中反應(yīng)溫度為20～100℃，反應(yīng)時(shí)間為15～48小時(shí)，其中，酯交換試劑與動(dòng)植物油脂的摩爾質(zhì)量比為2∶1～30∶1，催化劑添加量為動(dòng)植物油脂質(zhì)量比例的1～30％；過濾除去催化劑并蒸餾除去過量的酯交換試劑，產(chǎn)品即為生物柴油。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用新型酯交換試劑替代甲醇，避免了傳統(tǒng)工藝中甲醇使酶催化劑容易失活的缺陷；催化劑易于分離，無須水洗，不產(chǎn)生廢水，催化劑可以重復(fù)使用；不產(chǎn)生甘油，油脂與新型酯交換試劑發(fā)生酯交換反應(yīng)可聯(lián)產(chǎn)甘油下游產(chǎn)品作為生物柴油的組分之一，無須分離，提高了原料的利用率。
文檔編號(hào)C11C3/10GK102199494SQ20101013071
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉群, 張麗平, 辛忠 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)