專利名稱：一種生物柴油生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新能源生產(chǎn)加工領(lǐng)域，具體涉及一種生物柴油生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
廢動植物油包括動植物油精煉廢料，如皂腳和油腳生產(chǎn)的酸化油、脂肪酸，包括餐飲廢油中的地溝油和潲水油等。生物柴油的生產(chǎn)成本70%_80%是由原料價格決定。國外生物柴油加工廠是以動植物毛油為原料；我國由于人口眾多，資源相對匱乏，食用油一直供應(yīng)偏緊，相當(dāng)一部分依賴進口，價格居高不下，用動植物毛油生產(chǎn)生物柴油不但成本高，也有悖我國國情；然而我國是食用油消費大國，所產(chǎn)生的廢油資源相當(dāng)豐富，用于加工生物柴油有一定的優(yōu)勢。 廢動植物油除含有油脂、脂肪酸之外，還含有磷脂、蛋白質(zhì)、水分、殘渣菜肴、棉屑等雜質(zhì)。目前，以廢動植物油生產(chǎn)生物柴油的方法和專利技術(shù)很多，工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的主要有酸堿兩步法、甲醇超臨界法、一步酸催化法。酸堿兩步法先用酸性催化劑催化脂肪酸轉(zhuǎn)甲酯，再用堿性催化劑催化甘油三脂轉(zhuǎn)甲酯，其反應(yīng)條件溫和，設(shè)備簡單，轉(zhuǎn)化率也較高，但由于堿催化要求酸價小于2，對于高酸價的廢油脂很難符合生產(chǎn)要求，甲醇消耗量也偏高，反復(fù)水洗廢水排放量大；甲醇超臨界法雖然反應(yīng)速度快，無催化劑污染，但設(shè)備投資大，反應(yīng)溫度高，壓力高，存在安全隱患；過去的一步酸催化法由于酸用量大，造成碳化嚴重，反應(yīng)時間長，磺酸類物質(zhì)腐蝕性強，易造成設(shè)備腐蝕，對于酸價在20-100的地溝油的轉(zhuǎn)化率也較低。因此，一種操作簡單，原料適用廣，反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，同時又能適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)工藝亟待出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單，原料適用廣，反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，同時又能適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)工藝。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種生物柴油生產(chǎn)工藝，包括如下步驟
(1)將含有水分、膠質(zhì)蛋白等的廢動植物油除雜后加入反應(yīng)器，加入質(zhì)量百分比為1%-1. 2%的硫酸，I. 5%-2. 2%的硫酸氫鈉和8%-10%的甲醇(甲醇含量在85%以上)，升溫至650C _70°C，在攪拌下反應(yīng)I小時；
(2)繼續(xù)加熱，升高溫度到105°C-115°C，回收甲醇，再加入質(zhì)量百分比為15%-20%的甲醇(含量在98%以上)，循環(huán)反應(yīng)6-7小時，靜置O. 8-2小時，排出下層的硫酸、硫酸氫鈉和甘油，獲取上層物質(zhì)；
(3)將上層物質(zhì)用質(zhì)量百分比為7%-9%碳酸鈉水溶液進行中和，再將液體送入離心機進行離心分離，將水和皂類分離出；(4)將上述剩余的液體送入蒸餾塔，得到產(chǎn)品，輕餾分為生物柴油，重餾分為植物浙青。優(yōu)選的，在步驟(2 )中，回收的甲醇送入精餾設(shè)備提純，甲醇含量在85%以上，用于步驟(I)的反應(yīng)。優(yōu)選的，在步驟(3)中，加入碳酸氫鈉將溶液的PH調(diào)節(jié)到7-8之間。優(yōu)選的，在步驟(3)中的上層物質(zhì)為粗甲酯。優(yōu)選的，所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇的質(zhì)量百分比分別為所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇與廢動植物油形成的質(zhì)量百分比；
所述碳酸鈉水溶液的質(zhì)量百分比為所述碳酸鈉水溶液與所述粗甲酯的質(zhì)量百分比。
優(yōu)選的，上述的碳酸鈉水溶液是含5%碳酸鈉的水溶液。優(yōu)選的，將含有水分、膠質(zhì)蛋白等的廢動植物油加熱沉淀，排出下層物質(zhì)，將上層物質(zhì)加入反應(yīng)器。 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是該工藝操作簡單，產(chǎn)品酸價低，轉(zhuǎn)化率高，便于工業(yè)化生產(chǎn)，克服了原工藝方法中存在的碳化嚴重、產(chǎn)品酸價高、反應(yīng)時間長的缺點；同時，采用硫酸和硫酸氫鈉作為催化劑，價格低廉，加工成本低，原料易得，甲醇分次循環(huán)使用，降低了甲醇的消耗量，節(jié)約了成本；另外，反應(yīng)得到的粗甲酯經(jīng)過中和離心處理后，不含酸、堿和雜質(zhì)，延長了精餾設(shè)備的使用壽命。
具體實施例方式下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明提供了一種操作簡單，原料適用廣，反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，同時又能適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)工藝。實施例1，
一種生物柴油生產(chǎn)工藝，包括如下步驟
(1)將含有水分、膠質(zhì)蛋白等的廢動植物油加熱沉淀，排出下層物質(zhì)，將上層物質(zhì)加入反應(yīng)器,加入質(zhì)量百分比為1%的硫酸，I. 5%的硫酸氫鈉和8%的甲醇(甲醇含量在85%以上)，所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇的質(zhì)量百分比分別為所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇與廢動植物油形成的質(zhì)量百分比，升溫至65°C，在攪拌下反應(yīng)I小時；
(2)繼續(xù)加熱，升高溫度到105°C，回收甲醇，后送入精餾設(shè)備提純，回收得到的甲醇含量在85%以上，用于步驟(I)的反應(yīng)；再加入質(zhì)量百分比為15%的甲醇(含量在98%以上)，循環(huán)反應(yīng)6小時，檢測酸價為I. 8 mgKOH/g,甲酯轉(zhuǎn)化率為95% ;停止加甲醇，靜置O. 8小時，排出下層的硫酸、硫酸氫鈉和甘油，獲取上層物質(zhì)，通過化學(xué)分析而得，上層物質(zhì)是粗甲酯；本技術(shù)方案中的所述甲醇的質(zhì)量百分比為所述甲醇占廢動植物油的比；
(3)將上層物質(zhì)粗甲酯用質(zhì)量百分比為7%碳酸鈉水溶液進行中和，將PH調(diào)節(jié)到7-8之間，再將液體送入離心機進行離心分離，將水和雜質(zhì)分離出；此中，所述碳酸鈉水溶液的質(zhì)量百分比為所述碳酸鈉水溶液與所述粗甲酯的質(zhì)量百分比，采用的是純度為5%的碳酸鈉水溶液；(4)將上述剩余的液體送入蒸餾塔，得到產(chǎn)品，通過進行化學(xué)分析，輕餾分為生物柴油，重餾分為植物浙青。實施例2，
一種生物柴油生產(chǎn)工藝，包括如下步驟
(1)將含有水分、膠質(zhì)蛋白等的廢動植物油加熱沉淀，排出下層物質(zhì)，將上層物質(zhì)加入 反應(yīng)器,加入質(zhì)量百分比為I. 2%的硫酸，2. 2%的硫酸氫鈉和10%的甲醇(甲醇含量在85%以上)，所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇的質(zhì)量百分比分別為所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇與廢動植物油形成的質(zhì)量百分比，升溫至70°C，在攪拌下反應(yīng)I小時；
(2)繼續(xù)加熱，升高溫度到115°C，回收甲醇，后送入精餾設(shè)備提純，回收得到的甲醇含量在85%以上，用于步驟(I)的反應(yīng)；再加入質(zhì)量百分比為25%的甲醇(含量在98%以上)，循環(huán)反應(yīng)7小時，檢測酸價為I. 6 mgKOH/g,甲酯轉(zhuǎn)化率為96% ;停止加甲醇，靜置2小時，排出下層的硫酸、硫酸氫鈉和甘油，獲取上層物質(zhì)，通過化學(xué)分析而得，上層物質(zhì)是粗甲酯；本技術(shù)方案中的所述甲醇的質(zhì)量百分比為所述甲醇占廢動植物油的比；
(3)將上層物質(zhì)粗甲酯用質(zhì)量百分比為9%碳酸鈉水溶液進行中和，將PH調(diào)節(jié)到7-8之間，再將液體送入離心機進行離心分離，將水和雜質(zhì)分離出；此中，所述碳酸鈉水溶液的質(zhì)量百分比為所述碳酸鈉水溶液與所述粗甲酯的質(zhì)量百分比，采用的是純度為5%的碳酸鈉水溶液；
(4)將上述剩余的液體送入蒸餾塔，得到產(chǎn)品，通過進行化學(xué)分析，輕餾分為生物柴油，重餾分為植物浙青。實施例3，
一種生物柴油生產(chǎn)工藝，包括如下步驟
(1)將含有水分、膠質(zhì)蛋白等的廢動植物油加熱沉淀，排出下層物質(zhì)，將上層物質(zhì)加入反應(yīng)器,加入質(zhì)量百分比為I. 1%的硫酸，I. 8%的硫酸氫鈉和9%的甲醇(甲醇含量在85%以上)，所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇的質(zhì)量百分比分別為所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇與廢動植物油形成的質(zhì)量百分比，升溫至68°C，在攪拌下反應(yīng)I小時；
(2)繼續(xù)加熱，升高溫度到110°C，回收甲醇，后送入精餾設(shè)備提純，回收得到的甲醇含量在85%以上，用于步驟(I)的反應(yīng)；再加入質(zhì)量百分比為20%的甲醇(含量在98%以上)，循環(huán)反應(yīng)6. 5小時，檢測酸價為I. 7 mgKOH/g,甲酯轉(zhuǎn)化率為96%，靜置I小時，排出下層的硫酸、硫酸氫鈉和甘油，獲取上層物質(zhì)，通過化學(xué)分析而得，上層物質(zhì)是粗甲酯；本技術(shù)方案中的所述甲醇的質(zhì)量百分比為所述甲醇占廢動植物油的比；
(3)將上層物質(zhì)粗甲酯用質(zhì)量百分比為8%碳酸鈉水溶液進行中和，將PH調(diào)節(jié)到7-8之間，再將液體送入離心機進行離心分離，將水和雜質(zhì)分離出；此中，所述碳酸鈉水溶液的質(zhì)量百分比為所述碳酸鈉水溶液與所述粗生物柴油的質(zhì)量百分比，采用的是純度為5%的碳酸鈉水溶液；
(4)將上述剩余的液體送入蒸餾塔，得到產(chǎn)品，通過進行化學(xué)分析，輕餾分為生物柴油，重餾分為植物浙青。實施例4，
其余與上述實施例相同，不同之處在于，在經(jīng)過除雜的200g地溝油(酸價為78mgK0H/g)中，加入硫酸I. 5g，硫酸氫鈉4g，甲醇(純度85%) 20g，攪拌升溫攪拌升溫到70°C，反應(yīng)I小時，繼續(xù)升高溫度到105°C，將回收的甲醇進行精餾；再加入40g的甲醇(純度為99%)到甲醇蒸餾瓶，加熱使甲醇揮發(fā)，回收的甲醇反復(fù)加到甲醇蒸餾瓶中，維持反應(yīng)溫度在105°C左右，循環(huán)反應(yīng)8小時,檢測酸價為2. I mgKOH/g,甲酯轉(zhuǎn)化率為95% ;停止加甲醇,靜置I小時，分出下層甘油和催化劑硫酸、硫酸氫鈉，將上層粗甲酯進行中和后離心得粗甲酯，將粗甲酯進行蒸餾，分出生物柴油和植物浙青。實施例5，
其余與上述實施例相同，不同之處在于，在經(jīng)過除雜的200g酸化油(酸價為120mgKOH/g)中，加入硫酸2g，硫酸氫鈉4g，甲醇(純度85%)20g，攪拌升溫到70°C，反應(yīng)I小時，繼續(xù)升高溫度到105°C，將回收的甲醇進行精餾；再 加入40g的甲醇(純度為99%)到甲醇蒸餾瓶，加熱使甲醇揮發(fā)，回收的甲醇反復(fù)加到甲醇蒸餾瓶中，維持反應(yīng)溫度在105°C左右，循環(huán)反應(yīng)7小時，停止反應(yīng)，靜置I小時，分出下層甘油和催化劑硫酸、硫酸氫鈉，將上層粗甲酯進行中和后離心得粗酯，將粗酯進行蒸餾，分出生物柴油和植物浙青。本實施例為最佳實施例，檢測到的酸價為I. I mgKOH/g,甲酯轉(zhuǎn)化率為97%，采用本實施例技術(shù)方案，操作簡單，反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)換率高，原料適用廣，適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)。在上述實施例方案中，各組分的數(shù)據(jù)，還可以為其他數(shù)據(jù)，視具體情況而定，本發(fā)明不做任何限定，已能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明為主。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是該工藝操作簡單，產(chǎn)品酸價低，轉(zhuǎn)化率高，便于工業(yè)化生產(chǎn)，克服了原工藝方法中存在的碳化嚴重、產(chǎn)品酸價高、反應(yīng)時間長的缺點；同時，采用硫酸和硫酸氫鈉作為催化劑，價格低廉，原料易得，甲醇分次循環(huán)使用，降低了甲醇的消耗量，節(jié)約了成本；另外，反應(yīng)得到的粗甲酯經(jīng)過中和離心處理后，不含酸、堿和雜質(zhì)，延長了精餾設(shè)備的使用壽命。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種生物柴油生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟 (I)將含有水分、膠質(zhì)、蛋白等的廢動植物油除雜后加入反應(yīng)器，加入質(zhì)量百分比為1%-1. 2%的硫酸，I. 5%-2. 2%的硫酸氫鈉和8%-10%的甲醇(甲醇含量在85%以上)，升溫至650C _70°C，在攪拌下反應(yīng)I小時； (2 )繼續(xù)加熱，升高溫度到105°C -115°C，回收甲醇，再加入質(zhì)量百分比為15%-20%的甲醇(含量在98%以上)，循環(huán)反應(yīng)6-7小時，靜置O. 8-2小時，排出下層的硫酸、硫酸氫鈉和甘油，獲取上層物質(zhì)； (3)將上層物質(zhì)用質(zhì)量百分比為7%-9%碳酸鈉水溶液進行中和，再將液體送入離心機進行離心分離，將水和皂類分離出； (4)將上述剩余的液體送入蒸餾塔，得到產(chǎn)品，輕餾分為生物柴油，重餾分為植物浙青。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物柴油生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟(2)中，回收的甲醇，經(jīng)精餾設(shè)備提純，用于步驟(I)的反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物柴油生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟(3)中，加入碳酸氫鈉將溶液的PH調(diào)節(jié)到7-8之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物柴油生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟(3)中的上層物質(zhì)為甲酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物柴油生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇的質(zhì)量百分比分別為所述硫酸、硫酸氫鈉、甲醇與廢動植物油形成的質(zhì)量百分比； 所述碳酸鈉水溶液的質(zhì)量百分比為所述碳酸鈉水溶液與所述粗甲酯的質(zhì)量百分比。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物柴油生產(chǎn)工藝，其特征在于，上述的碳酸鈉水溶液是含5%碳酸鈉的水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的生物柴油生產(chǎn)工藝，其特征在于，將含有水分、膠質(zhì)蛋白等的廢動植物油加熱沉淀，排出下層物質(zhì)，將上層物質(zhì)加入反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物柴油生產(chǎn)工藝，該工藝操作簡單，產(chǎn)品酸價低，轉(zhuǎn)化率高，便于工業(yè)化生產(chǎn)，克服了原工藝方法中存在的碳化嚴重、產(chǎn)品酸價高、反應(yīng)時間長的缺點；同時，采用硫酸和硫酸氫鈉作為催化劑，價格低廉，原料易得，甲醇分次循環(huán)使用，降低了甲醇的消耗量，節(jié)約了成本；另外，反應(yīng)得到的粗酯經(jīng)過中和離心處理后，不含酸、堿和雜質(zhì)，延長了精餾設(shè)備的使用壽命。
文檔編號C11C3/04GK102952647SQ20111024371
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者陳建琦, 王忠勇, 陳波 申請人:江蘇潔凈環(huán)境科技有限公司