一種生物柴油的制備方法
【專利說(shuō)明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本發(fā)明涉及一種柴油的制備方法，尤其是涉及一種生物柴油的制備方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]生物柴油是以含油植物、動(dòng)物油脂、油棕和黃連木等油料林木果實(shí)、工程微藻等油料水生植物及餐飲廢油為原料制備的液體燃料。它是可再生的清潔能源，是優(yōu)質(zhì)的礦物柴油代用品，生物柴油的合成多采用酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)(轉(zhuǎn)酯化)，只需油、低碳醇和催化劑就可使動(dòng)植物油與醇類生成酯類并聯(lián)產(chǎn)丙三醇。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外的研究均集中在采用地溝油或酸化油等廢油和油渣的領(lǐng)域，以無(wú)機(jī)酸或堿及其鹽類為催化劑。此類工藝反應(yīng)條件溫和，成本較低，但酯轉(zhuǎn)化率低，僅達(dá)60 %左右，難以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)等直接使用的輕質(zhì)柴油標(biāo)準(zhǔn);酶法催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)95%，但催化劑酶易失活，生產(chǎn)成本相對(duì)較高;超臨界甲醇技術(shù)反應(yīng)條件苛刻，對(duì)設(shè)備要求高。以上三大類型的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但有一個(gè)共同的問(wèn)題，就是工藝及原料來(lái)源不足以支持產(chǎn)業(yè)化需求。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的是:一、通過(guò)固體有機(jī)酸催化技術(shù)使酯轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上，把酯化產(chǎn)物的閃點(diǎn)控制在50 °C?120 °C范圍內(nèi)，滿足完全替代礦物柴油的技術(shù)性能;二、通過(guò)采用助溶表面活性劑使反應(yīng)物動(dòng)植物油脂與甲醇任意互溶，使反應(yīng)物以等摩爾量添加，減少后續(xù)處理工藝，從而降低生產(chǎn)成本。通過(guò)以上兩項(xiàng)新技術(shù)的運(yùn)用，可以采用轉(zhuǎn)基因大豆、菜籽及棉籽等不宜食用的油料來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)生物柴油，達(dá)到部分甚至完全替代礦物柴油。
[0005]本發(fā)明的內(nèi)容如下:采用現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)大面積種植的油料作物為原料來(lái)源，通過(guò)催化劑用甲醇把原料油脂中的甘油置換出來(lái)，同時(shí)將原料中沒(méi)有酯化的游離脂肪酸酯化，使原料的甲酯化率達(dá)到96.5 %以上，使產(chǎn)品的物化指標(biāo)如閃點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)粘度、密度、冷凝點(diǎn)、十六烷值與優(yōu)質(zhì)柴油相接近，可以完全替代石化柴油。本發(fā)明通過(guò)以下兩項(xiàng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一、固體有機(jī)酸催化劑。本發(fā)明研究采用的固體有機(jī)酸包括苯磺酸、甲酸、丙烯酸、磺柳酸、烷基苯磺酸或其鹽類。通過(guò)上述一種或幾種混合物作為催化劑，使酯化及轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)在100°C以下的常壓條件即可快速完成。
[0007]二、助溶表面活性劑。本發(fā)明研究采用烷基苯系、烷基磺酸系表面活性劑作為助溶劑，使原本不能互溶的甲醇與油脂實(shí)現(xiàn)互溶，使反應(yīng)物在液相充分互溶，減少反應(yīng)物甲醇的投料量，使反應(yīng)物在接近等摩爾量的條件下反應(yīng)，減少后處理工藝。
[【具體實(shí)施方式】]
[0008]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，本發(fā)明生物柴油的制備方法，通過(guò)以下工藝完成:
[0009 ]步驟I;將I %?30 %的催化劑加入甲醇中，攪拌均勻。
[0010]步驟2:將5%?30%的助溶表面活性劑加入反應(yīng)物油脂中，攪拌均勻并加熱到規(guī)走溫度O
[0011]步驟3:在攪拌條件下將步驟I的甲醇液加入步驟2的油脂液中連續(xù)攪拌20至120分鐘。
[0012]步驟4;離心分離，將生物柴油與副產(chǎn)品甘油通過(guò)離心機(jī)分離。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):制備方法酯化及轉(zhuǎn)酯化率高，產(chǎn)品可以完全替代礦物柴油，或與礦物柴油以任意比例混合。反應(yīng)條件溫和，工藝成本較低，可以產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)，工藝過(guò)程安全，無(wú)污染。
[0014]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生物柴油的制備方法，其特征在于按重量比，各反應(yīng)物百分比及反應(yīng)條件為:油脂50?90% ；甲醇10?40% ;催化劑5?30% ;助溶劑I?30% ;反應(yīng)溫度20?100°C ;攪拌時(shí)間20?120分鐘。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征為:固體有機(jī)酸催化劑:包括下列物質(zhì)中的一種或幾種:苯磺酸、甲酸、丙烯酸、磺柳酸、烷基苯磺酸或其鹽類。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助溶劑，其特征為:助溶表面活性劑:包括下列物質(zhì)及其性質(zhì)相近的物質(zhì):燒基苯系、燒基苯橫酸系。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其制備方法為:步驟1:將5%?30%的催化劑加入甲醇中攪拌均勻；步驟2:將I %?30 %的助溶表面活性劑加入反應(yīng)物油脂中，攪拌加熱到30?80 °C ;步驟3:在攪拌條件下將步驟I的甲醇反應(yīng)液加入步驟2的油脂反應(yīng)液中，連續(xù)攪拌20分鐘至60分鐘。步驟4:離心分離。將步驟3反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入離心機(jī)，分離出主產(chǎn)物——生物柴油；副產(chǎn)物——甘油。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種生物柴油的制備方法。以可再生的含油植物、動(dòng)物油脂、油棕和黃連木等油料林木果實(shí)、工程微藻等油料水生植物及餐飲廢油(占比：50％～90％)以及甲醇(占比：10％～40％)為原料，固體有機(jī)酸為催化劑(占比：5％～30％)，助溶表面活性劑(占比：1％～30％)在20～100℃下連續(xù)攪拌20分鐘～120分鐘的常壓條件下反應(yīng)制備。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時(shí)時(shí)間短、酯化和酯轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品可100％替代優(yōu)質(zhì)礦物柴油，也可以與礦物柴油以任意比例混合使用。
【IPC分類】C11C3/10, C10L1/02, C11C3/04
【公開號(hào)】CN105713735
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610191530
【發(fā)明人】黃新莉
【申請(qǐng)人】黃新莉