專利名稱：利用廢油脂生產(chǎn)生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種柴油的生產(chǎn)方法，特別涉及一種利用廢油脂生產(chǎn)生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
生物柴油在國外受到廣泛的應(yīng)用。美國是最早研究生物柴油的國家，目前已有4家生產(chǎn)廠，總生產(chǎn)能力為50萬噸/年。在歐洲，生物柴油的生產(chǎn)也備受關(guān)注，許多國家對生物柴油都實行了免稅的政策。德國最早制定了生物柴油的標(biāo)準(zhǔn)DINV52606，2004年其生物柴油產(chǎn)量已達(dá)140萬噸，擁有300多個生物柴油加油站。2003年，全球幾乎所有的汽車制造商都表明他們的汽車適用于生物柴油。目前，歐盟推廣生物柴油的目標(biāo)是2010年年產(chǎn)量達(dá)到830-1000萬噸。
我國餐飲等廢油的來源非常充足，有關(guān)資料顯示，我國每年消耗植物油1200萬噸，直接產(chǎn)生下腳酸化油250萬噸，大中城市餐飲業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生地溝油達(dá)600萬噸。中國是一個能源消耗大國，專家預(yù)測我國未來十年石油的需求量將超過3億噸，其中約40％需要進(jìn)口解決。
我國生物柴油的研究開發(fā)處于起步階段。生物柴油產(chǎn)業(yè)是新興的高新科技產(chǎn)業(yè)，我國“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，加快我國生物柴油的研發(fā)和應(yīng)用是新時期賦予我們千載難逢的發(fā)展機遇。
國內(nèi)現(xiàn)有生物柴油生產(chǎn)專利大都為利用大豆油為生產(chǎn)原料，不利于利用現(xiàn)有國內(nèi)廢油資源；并且反應(yīng)時間長，過程不易控制。由于目前生產(chǎn)生物柴油具有以下問題(1)現(xiàn)有技術(shù)只能用食用動植物油生產(chǎn)生物柴油，生產(chǎn)成本過高；(2)以廢植物油生產(chǎn)生物柴油，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，技術(shù)指標(biāo)難以達(dá)到歐盟的標(biāo)準(zhǔn)，同時廢油酯的轉(zhuǎn)化率因副產(chǎn)物產(chǎn)率高而較低，且二次污染問題依然明顯。

發(fā)明內(nèi)容
因此為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用廢油脂生產(chǎn)生物柴油的方法。
具體技術(shù)方案是以廢油脂為原料，經(jīng)過除機械雜質(zhì)、除磷脂和甾醇的預(yù)處理好的廢油脂放入在反應(yīng)容器中，而后加入甲醇鈉催化劑，其加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的0.7-1.3％；甲醇，其加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的15％-35％。
反應(yīng)溫度控制在30 60℃之間，反應(yīng)時間40-90min；反應(yīng)后，對甲酯層進(jìn)行水洗，然后干燥，得到的生物柴油。
主要包括如下步驟①除機械雜質(zhì)廢油脂物理和化學(xué)性能上與純油有所不同，由于含有固體廢物和其他溶解性物質(zhì)，廢油通常被污染，這將影響后面的酯交換反應(yīng)。因此，采用定性濾紙過濾分離除去油中的機械雜質(zhì)。為了提高過濾效果，可以將廢油加熱到45--75℃采用熱過濾。
②除磷脂，甾醇等廢油脂中除了含有較大量的機械雜質(zhì)如食物殘渣、固體顆粒等，還含有磷脂、甾醇等類脂化合物以及維生素、色素、蠟、游離脂肪酸等。為了提高廢油的轉(zhuǎn)化率，加入20-50％體積比的35％-45％的磷酸水溶液以及同體積的水，進(jìn)行酸洗水洗，除去這些物質(zhì)。旋轉(zhuǎn)分離脫水，分離后油脂通過多羥基吸水性樹脂柱，脫水效果更好。
③酯交換皮應(yīng)甲醇與甲醇納的混合物以催化劑甲醇鈉的量相對于預(yù)處理后廢油脂的重量的0.7-1.3wt％，甲醇加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的15％-35％，放入一個連續(xù)反應(yīng)或間斷反應(yīng)容器中，加入預(yù)處理好的廢油脂。反應(yīng)溫度控制在30-60℃之間，反應(yīng)時間40-90min。
④甘油與甲酯分層反應(yīng)結(jié)束，將生成兩種主要產(chǎn)物底層的甘油和上層的甲酯，采用旋轉(zhuǎn)離心法將二者分開。
⑤甲酯的提純對甲酯層進(jìn)行水洗，除去殘留的催化劑，肥皂，甲醇，和其他水溶性成分，然后干燥，儲存，得到的生物柴油的樣品，甲酯可以在真空下蒸餾以獲得更高的純度。
與國內(nèi)同類技術(shù)相比本專利利用資源充足的餐飲廢油生產(chǎn)的生物柴油有利于環(huán)境保護，解決了我國餐飲廢油閑置的問題。本發(fā)明工藝簡單、可靠，反應(yīng)過程易于控制，反應(yīng)溫度低，酯化速度快，整個工藝流程2-3小時即可結(jié)束，廢油脂轉(zhuǎn)化率高達(dá)95％以上，成品收得率也高。而且生產(chǎn)的生物柴油十六烷值可達(dá)50以上，粘度低，閃點高，硫含量極低，含氧量高，燃燒充分，污染?。昏b于其原料來源廣泛且原料成本低，甲醇消耗低，生產(chǎn)成本低，故適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。整個制取過程只有少量的廢水廢液產(chǎn)生，符合目前國內(nèi)環(huán)保要求。
具體的實施方式實施例1原料餐飲廢油250ml首先，將餐飲廢油進(jìn)行預(yù)處理，即加熱到45℃，真空抽濾出去機械雜質(zhì)，然后加入30％的磷酸進(jìn)行酸洗除去磷脂等，旋轉(zhuǎn)分離、水洗、多羥基吸水性樹脂脫水。然后取甲醇，其加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的25％，在溫度為30℃、采用甲醇鈉作為堿性催化劑，催化劑濃度相對于處理后廢油的重量為1.0％、反應(yīng)時間為60min的情況下，廢油的轉(zhuǎn)化率達(dá)到92.4％，動力粘度在20℃時為5.3mm2/s實施例2原料餐飲廢油250ml首先，將餐飲廢油進(jìn)行預(yù)處理，即加熱到60℃，真空抽濾出去機械雜質(zhì)，然后加入40％的磷酸進(jìn)行酸洗除去磷脂等，旋轉(zhuǎn)分離、水洗、多羥基吸水性樹脂脫水。然后取甲醇，其加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的20％，在溫度為60℃、采用甲醇鈉作為堿性催化劑，催化劑濃度相對于處理后廢油的重量為0.7％、反應(yīng)時間為30min的情況下，廢油的轉(zhuǎn)化率達(dá)到91.6％，動力粘度在20℃時為5.4mm2/s。
實施例3原料餐飲廢油250ml首先，將餐飲廢油進(jìn)行預(yù)處理，即加熱到70℃，真空抽濾出去機械雜質(zhì)，然后加入50％的磷酸進(jìn)行酸洗除去磷脂等，旋轉(zhuǎn)分離、水洗、多羥基吸水性樹脂脫水。然后取甲醇，其加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的35％，在溫度為50℃、采用甲醇鈉作為堿性催化劑，催化劑濃度相對于處理后廢油的重量為1.3％、反應(yīng)時間為90min的情況下，將生成的兩種主要產(chǎn)物底層的甘油和上層的甲酯，采用離心法將二者分開，然后進(jìn)行甲酯的提純對甲酯層進(jìn)行水洗，除去殘留的催化劑，肥皂，甲醇，和其他水溶性成分，甲酯進(jìn)一步在真空下蒸餾以獲得更高的純度，然后干燥，儲存，得到的生物柴油的樣品。廢油的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.7％，動力粘度在20℃時為5.0mm2/s。
本發(fā)明并不局限于實施例中所描述的技術(shù)，它的描述是說明性的，并非限制性的，本發(fā)明的權(quán)限由權(quán)利要求所限定，基于本技術(shù)領(lǐng)域人員依據(jù)本發(fā)明所能夠變化、重組等方法得到的與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用廢油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，以廢油脂為原料，經(jīng)過除機械雜質(zhì)、除磷脂和甾醇預(yù)處理好的廢油脂放入在反應(yīng)容器中；其特征是在反應(yīng)容器中加入甲醇和甲醇鈉催化劑，其中，甲醇鈉加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的0.7-1.3％，甲醇的加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的15％-35％，反應(yīng)溫度為30-60℃之間，反應(yīng)時間40-90min；反應(yīng)后，對甲酯層進(jìn)行水洗，然后干燥，得到的生物柴油。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用廢油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征是所述的除機械雜質(zhì)是將廢油加熱到45-75℃采用熱過濾。
3.權(quán)利要求1所述的一種利用廢油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征是所述的除磷脂和甾醇是在廢油中加入20-50％體積比的濃度為35％-45％磷酸水溶液和同體積的水，進(jìn)行酸洗水洗，旋轉(zhuǎn)分離脫水，分離后油脂通過多羥基吸水性樹脂柱礎(chǔ)去剩余水分。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用廢油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，以廢油脂為原料，經(jīng)過除機械雜質(zhì)、除磷脂和甾醇的預(yù)處理好的廢油脂放入在反應(yīng)容器中，而后加入甲醇和甲醇鈉催化劑，其中，甲醇鈉加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的0.7－1.3％；甲醇的加入量為預(yù)處理后廢油脂重量的15％－35％。反應(yīng)溫度控制在30－60℃之間，反應(yīng)時間40－90min；反應(yīng)后，對甲酯層進(jìn)行水洗，然后干燥，得到的生物柴油。本發(fā)明工藝簡單、可靠，反應(yīng)過程易于控制，反應(yīng)溫度低，酯化速度快，反應(yīng)2－3小時即可結(jié)束，廢油脂轉(zhuǎn)化率高達(dá)95％以上，成品收得率也高。而且生產(chǎn)的生物柴油十六烷值可達(dá)50以上故適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C10G3/00GK1670128SQ20051001326
公開日2005年9月21日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者陳冠益, 鄭暐, 孟祥梅, 陳麗然, 李維尊, 于欣, 馬文超 申請人:天津大學(xué)