專(zhuān)利名稱(chēng)：室溫極快速連續(xù)制備生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油的制備方法，特別是一種室溫極快速連續(xù)制備生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外制備生物柴油的技術(shù)有很多種，主要有化學(xué)法、生物酶法、超臨界法。其中超臨界法反應(yīng)速度最快，但設(shè)備制作費(fèi)非常昂貴；生物酶法反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，酶價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高；使用最普遍的是化學(xué)法，其中化學(xué)法又根據(jù)催化劑的不同而各有特點(diǎn)。本發(fā)明屬于化學(xué)法，其基本原理是利用各種類(lèi)型的堿或酸類(lèi)催化劑，將油脂中的脂肪酸與甘油基團(tuán)切割分離開(kāi)，與甲醇結(jié)合，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成脂肪酸甲酯，生成的脂肪酸甲酯即為生物柴油。但涉及到具體的技術(shù)，因催化劑不同而工藝相差很大，導(dǎo)致反應(yīng)溫度、時(shí)間、壓力等相差懸殊，因而形成了多種多樣的專(zhuān)利技術(shù)。本技術(shù)是以本發(fā)明申請(qǐng)人之一的發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)ZL 200510200025. 7發(fā)明名稱(chēng)快速制備生物柴油的方法及實(shí)用新型專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)ZL 200920125900. 3發(fā)明名稱(chēng)一種快速生產(chǎn)生物柴油的裝置兩項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，在利用兩項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)，具體為一是在反應(yīng)物配比中添加了適當(dāng)?shù)闹軇狗磻?yīng)物由兩相變?yōu)橥|(zhì)均相； 二是使反應(yīng)在專(zhuān)利號(hào)ZL 200920125900. 3實(shí)用新型專(zhuān)利裝置中進(jìn)行。從而實(shí)現(xiàn)了在室溫下即可進(jìn)行生物柴油化學(xué)反應(yīng)，并大大提高了反應(yīng)速度10-20秒，且本技術(shù)是在常壓下操作。目前，已有眾多專(zhuān)利技術(shù)中，無(wú)論是使用液體酸堿或固體酸堿，其反應(yīng)溫度無(wú)不是在60°C以上，反應(yīng)時(shí)間也是在60分鐘至10小時(shí)，有的反應(yīng)還是在較高壓力下進(jìn)行。此類(lèi)專(zhuān)利較多，本處不一一列舉，只列舉與本發(fā)明技術(shù)相類(lèi)似的申請(qǐng)技術(shù)來(lái)說(shuō)明，以示區(qū)別。如1、申請(qǐng)?zhí)枮?00610161635. 5，發(fā)明名稱(chēng)為助溶劑法管道反應(yīng)器連續(xù)制備生物柴油的方法。此專(zhuān)利與本發(fā)明技術(shù)有相似之處，但效果與本技術(shù)相比要差得太多。相似之處主要為都添加了助溶劑和在管道反應(yīng)器中進(jìn)行。不同之處主要體現(xiàn)在該申請(qǐng)專(zhuān)利反應(yīng)溫度仍需在60-65°C下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘，操作也是在常壓下進(jìn)行。而本申請(qǐng)專(zhuān)利反應(yīng)溫度為常溫10-30°C之間，反應(yīng)時(shí)間只需10-20秒，操作是在常壓下進(jìn)行?？梢哉f(shuō)本專(zhuān)利技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比該專(zhuān)利先進(jìn)。這主要是本專(zhuān)利技術(shù)是在一個(gè)發(fā)明專(zhuān)利和一個(gè)實(shí)用新型專(zhuān)利的基礎(chǔ)上創(chuàng)新而成，同時(shí)所選助溶劑更佳和配料比例更優(yōu)等因素，導(dǎo)致了本技術(shù)更加先進(jìn)。2、專(zhuān)利號(hào)為ZL200820081569. 5，發(fā)明名稱(chēng)為管道式連續(xù)制備生物柴油的裝置。 該專(zhuān)利實(shí)現(xiàn)了生物柴油反應(yīng)的連續(xù)性，但屬于實(shí)用新型，無(wú)發(fā)明創(chuàng)造專(zhuān)利技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)條件支撐。3、申請(qǐng)?zhí)枮?00910232276. 1，發(fā)明名稱(chēng)為一種助溶劑存在下生物柴油的制備方法。該發(fā)明使用了二氯乙烷為助溶劑，但其反應(yīng)也需要45°C下進(jìn)行，反應(yīng)1. 5小時(shí)以上。4、申請(qǐng)?zhí)枮?00710000084. 9，發(fā)明名稱(chēng)為單相催化制備生物柴油的方法。該發(fā)明使用醋酸甲酯為助溶劑，其反應(yīng)溫度為60-80°C，反應(yīng)時(shí)間1-2小時(shí)。截至目前為止，綜觀眾多的專(zhuān)利技術(shù)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何文獻(xiàn)報(bào)道和專(zhuān)利技術(shù)，能夠同時(shí)在常溫、常壓、連續(xù)、快速高效的條件下制備生物柴油的方法。且本技術(shù)目前已投入工業(yè)試生產(chǎn)，得到產(chǎn)品性能穩(wěn)定，燃燒性好，能夠很好地滿(mǎn)足現(xiàn)今各種柴油機(jī)械的正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種室溫極快速連續(xù)制備生物柴油的方法，利用該方法能達(dá)到常溫、常壓、連續(xù)、快速制備生物柴油的目的。本發(fā)明的構(gòu)成具體操作步聚如下a.異戊醇與四氫呋喃按3-7 7_3比例混合，生成助溶劑A ；b.甲醇與A按1-3 1比例混合，組成變性醇B ；c.變性醇B與十二烷基硫酸鈉、氫氧化鈉按1 1-10混合得到的混合物C;d.將原料油脂與C品同時(shí)按一定速度，用精確智能計(jì)量泵泵入一種快速生產(chǎn)生物柴油的成套裝置D中進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得半成品E，其中，原料油脂與C品通過(guò)智能計(jì)量泵控制的物料速度比為100 15-30 ；e.分離半成品E中的甘油，得粗生物柴油F和粗甘油G ；f.蒸餾回收粗生物柴油F中的甲醇和助溶劑，得成品生物柴油H，此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用；g.蒸餾回收粗甘油G中的甲醇和助溶劑，得工業(yè)級(jí)甘油I，此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用；h.第4步d工序中，從智能計(jì)量泵將物料泵入裝置D中起，至物料從高效管道反應(yīng)器中出來(lái)，只需10-20秒，此即是酯交換反應(yīng)的時(shí)間，反應(yīng)是在室溫10-30°C、常壓下進(jìn)行。其原料油脂為動(dòng)植物油脂，如小油桐籽油、續(xù)隨子油、巴豆油、花椒籽油、黃連木籽油等植物油和黃粉蟲(chóng)油等動(dòng)物油為原料。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于將兩項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)及助溶劑進(jìn)行了集成，使生物柴油生產(chǎn)工藝產(chǎn)生了創(chuàng)造性的突破，主要表現(xiàn)在以下幾方面1.使酯交換反應(yīng)在室溫10-30°C下進(jìn)行。既不需要加熱，也不需要制冷，大大降低了生產(chǎn)中的能耗，改變了以前眾多專(zhuān)利技術(shù)都需要加熱才能進(jìn)行酯交換反應(yīng)的情況。2.生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生皂化現(xiàn)象，根絕了副反應(yīng)。發(fā)生皂化現(xiàn)象是生物柴油生產(chǎn)過(guò)程中容易發(fā)生的一個(gè)副反應(yīng)，出現(xiàn)此副反應(yīng)一般是在溫度較高時(shí)容易發(fā)生，而本發(fā)明是在常溫下進(jìn)行，則不可能發(fā)生皂化反應(yīng)。3.反應(yīng)速度極快，酯交換反應(yīng)只需10-20秒(不包括后處理時(shí)間)即可完成。改變了以前眾多專(zhuān)利技術(shù)酯交換反應(yīng)時(shí)間都要在60分鐘至10小時(shí)的狀況，大大縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。4.設(shè)備投資小，因酯交換反應(yīng)是在常溫、常壓下進(jìn)行，設(shè)備制作費(fèi)用不高。本發(fā)明通過(guò)對(duì)幾項(xiàng)技術(shù)的集成創(chuàng)新，使生物柴油的生產(chǎn)工藝達(dá)到了在室溫、常壓、極快速、且連續(xù)化的條件下進(jìn)行，使生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單、易操作。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 以黔西南州產(chǎn)出的小油桐籽油(黔西南康達(dá)林業(yè)科技有限公司提供)為原料，其理化指標(biāo)為①比重930g/L ；②粘度42mm7S(4(TC )；③外觀為褐色；④酸值0. 5mgK0H/g。 生產(chǎn)步聚如下1、用泵將312L異戊醇與313L四氫呋喃泵入原料儲(chǔ)罐混合，生成625L的助溶劑A。2、用泵將938L甲醇與625L助溶劑A泵入催化劑溶解罐混合，得1563L變性醇B。
3、將催化劑25kg投入到催化劑溶解罐中，用上步得到的變性醇B攪拌溶化，得C
P
ΡΠ O4、將5000kg小油桐籽原料油脂用精確智能計(jì)量泵以25. OOL/min的速度，C品按 7. ^L/min的速度，同時(shí)泵入用按ZL 200920125900. 3專(zhuān)利設(shè)計(jì)制造的裝置D中進(jìn)行酯交換反應(yīng)。5、約10-20秒后，反應(yīng)物料即從高效管道反應(yīng)器中出來(lái)，此時(shí)得到半成品E。6、分離半成品E中的甘油，得粗生物柴油F和粗甘油G。7、蒸餾回收粗生物柴油F中的甲醇和助溶劑，得成品生物柴油H。此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用。8、蒸餾回收粗甘油G中的甲醇和助溶劑，得工業(yè)級(jí)甘油I。此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用。本實(shí)施例中所得生物柴油，經(jīng)化驗(yàn)，其指標(biāo)如下表表一小油桐籽油生物柴油指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種室溫極快速連續(xù)制備生物柴油的方法，其特征在于具體操作步聚如下a.異戊醇與四氫呋喃按3-7 7-3比例混合，生成助溶劑A ；b.甲醇與A按1-3 1比例混合，組成變性醇B ；c.變性醇B與十二烷基硫酸鈉、氫氧化鈉按1 1-10混合得到的混合物C;d.將原料油脂與C品同時(shí)按一定速度，用精確智能計(jì)量泵泵入一種快速生產(chǎn)生物柴油的成套裝置D中進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得半成品E，其中，原料油脂與C品通過(guò)智能計(jì)量泵控制的物料速度比為100 15-30 ；e.分離半成品E中的甘油，得粗生物柴油F和粗甘油G；f.蒸餾回收粗生物柴油F中的甲醇和助溶劑，得成品生物柴油H，此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用；g.蒸餾回收粗甘油G中的甲醇和助溶劑，得工業(yè)級(jí)甘油I，此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用；h.第4步d工序中，從智能計(jì)量泵將物料泵入裝置D中起，至物料從高效管道反應(yīng)器中出來(lái)，只需10-20秒，此即是酯交換反應(yīng)的時(shí)間，反應(yīng)是在室溫10-30°C、常壓下進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室溫極快速連續(xù)制備生物柴油的方法，其特征在于其原料油脂為動(dòng)植物油脂，如小油桐籽油、續(xù)隨子油、巴豆油、花椒籽油、黃連木籽油等植物油和黃粉蟲(chóng)油等動(dòng)物油為原料。
全文摘要
一種室溫極快速連續(xù)制備生物柴油的方法，該方法以異戊醇與四氫呋喃按比例混合，生成助溶劑A；甲醇與A按比例混合，組成變性醇B；變性醇B與十二烷基硫酸鈉、氫氧化鈉按1∶1-10混合得到的混合物C；將原料油脂與C品同時(shí)按一定速度，用精確智能計(jì)量泵泵入一種快速生產(chǎn)生物柴油的成套裝置D中進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得半成品E，分離半成品E中的甘油，得粗生物柴油F和粗甘油G；蒸餾回收粗生物柴油F中的甲醇和助溶劑，得成品生物柴油H，此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用；蒸餾回收粗甘油G中的甲醇和助溶劑，得工業(yè)級(jí)甘油I，此部分回收的甲醇和助溶劑，進(jìn)入原料罐循環(huán)使用。本發(fā)明具有反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單、快速高效、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C11C3/10GK102154067SQ201110043088
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者劉凡值, 支援, 李搏, 王燕龍, 袁玲娟, 黃平, 黃德金, 龔德勇 申請(qǐng)人:李搏