專利名稱：一種利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
礦物能源的逐漸枯竭和人類對燃料能源需求量的急劇增大，這一矛盾的日益突出，極大地激發(fā)了人們尋找可再生清潔的替代能源的熱情，世界各國紛紛加大力度，投入巨資進行研究和開發(fā)，生物柴油(即脂肪酸甲酯)應(yīng)運而生，它以其良好的可再生性，清潔性和極佳的燃燒性能，備受人們的親睞。
在國外，生物柴油雖已產(chǎn)業(yè)化，并且得到各國政府的高度重視，但生物柴油的生產(chǎn)成本遠大于石化柴油，無疑制約了生物柴油產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。在國內(nèi)許多科研機構(gòu)和企業(yè)也在積極研究和開發(fā)生物柴油，已有多篇專利和論文發(fā)表，并且已有幾家企業(yè)進行了試生產(chǎn)，但是，無論采用常規(guī)酯化，生物酶法或超臨界法，都存在不少問題，有的生產(chǎn)周期長，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低，有的投資過大，生產(chǎn)成本太高，因而無法迅速形成產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)生產(chǎn)柴油的大規(guī)模生產(chǎn)。而本發(fā)明所生產(chǎn)的生物柴油可實現(xiàn)高收率，低成本，所得產(chǎn)品較石化柴油既有價格優(yōu)勢，又具環(huán)保優(yōu)勢。
對于高酸值的廢棄油料(包括潲水油和油脂精煉過程中產(chǎn)生的下腳料以及過期的食用油)直接利用堿作催化劑對其直接進行醇解并不能得到滿意的結(jié)果，通常的做法是，利用無機酸或有機酸或二者的混合物作為催化劑，將其與低碳醇在一定的條件下進行酯化反應(yīng)，以得到目的物脂肪酸甲酯，即生物柴油，反應(yīng)式如下 (R為C12-C22)另外尚有少量的單，雙甘脂亦與甲醇發(fā)生類似的反應(yīng)，但這不是我們討論的重點，故忽略不計，顯而易見，及時移去反應(yīng)中生成的水份對提高酯化轉(zhuǎn)化率極為有利，一般采用的方法不外乎兩種增加甲醇的量或加入共沸劑以及時除去水份，前者浪費了大量的甲醇，后者損失了部分共沸劑且增加了回收設(shè)備，能耗亦加大，兩種方法皆因增大生產(chǎn)成本而制約了生物柴油的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷，提供一種工藝簡單、操作方便、既能取得良好的經(jīng)濟效益，又能減少環(huán)境污染的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，以無機酸或無機酸與有機酸的復(fù)配物作催化劑，按常規(guī)的油醇摩爾比(即1∶3～6)在加熱的條件下對高酸值油下腳料進行酯化，酯化反應(yīng)時間為3～5小時，在臨近酯化結(jié)束前0.5～1小時補加促進劑，最后通過沉降、水洗的方法分離掉非目的產(chǎn)品部分，得到合格的粗酯，然后蒸餾分離粗酯，最后得到成品生物柴油，促進劑是帶有一定乳化能力的且弱酸性的有機物。
我們知道，作為最基本也是最經(jīng)濟的酯化方法，一般都采用硫酸作催化劑來加快酯化反應(yīng)，在酯化初始、大量脂肪酸的存在下因其極性大，反應(yīng)混合物的極性也大，與硫酸的相容性極好，使得酯化反應(yīng)速度大大加快，但隨著反應(yīng)的進行，脂肪酸逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅峒柞?，整個反應(yīng)體系中，混合物的極性不斷地減少，硫酸因其溶解性降低導(dǎo)致部份直至全部失去催化能力，此時簡單增加硫酸用量不僅導(dǎo)致副反應(yīng)增多，最終的收率也不會因此提高，本發(fā)明采用的方法是在反應(yīng)后期，再通過添加少量的帶有一定乳化能力的，具有特殊結(jié)構(gòu)的弱酸性的有機物(簡稱催化促進劑)增加硫酸在反應(yīng)混合物的溶解性，增強硫酸在反應(yīng)后期的催化效能，從而達到縮短反應(yīng)時間，力求最大的平衡轉(zhuǎn)化率，從而達到減少生產(chǎn)成本的目的。
這里，催化劑是硫酸，促進劑是烷基苯磺酸，十二烷基硫酸鈉、油溶性良好的烷基羧酸的復(fù)合物中的至少一種。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有工藝簡單、操作方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、既能取得良好的經(jīng)濟效益，又能減少環(huán)境污染的優(yōu)點。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，將已除去機械雜質(zhì)和水份的高酸值棉油脂肪酸按下述配比投入反應(yīng)釜，在80-90℃溫度下5回流反應(yīng)3-5hr，在臨近酯化結(jié)束前0.5～1小時補加促進劑。檢測酸值，合格后兩次水洗，否則適當(dāng)延長反應(yīng)時間，最后采用填料塔在絕對壓力為0.5-4mmHg進行真空蒸餾，收集160-220℃餾份，即生物柴油。
高酸值廢油100份甲醇12～20份硫酸3～8份促進劑硫酸用量的10％～35％wt本發(fā)明所用原料為菜油、豆油、棉籽油等植物油精煉過程中產(chǎn)生的下腳料，也可用潲水油。
促進劑是烷基苯磺酸，十二烷基硫酸鈉、油溶性良好的烷基羧酸的復(fù)合物中的至少一種。最好是由烷基苯磺酸35～50份、十二烷基硫酸鈉1～5份、多烷基羧酸40～60份構(gòu)成。多烷基羧酸是2-乙基己酸或2，6一二甲基庚酸或叔丁基乙酸或環(huán)戊烷基丁酸等及其油溶性同系物。
(上述所有的份額均為重量份額)采用本發(fā)明工藝生產(chǎn)的生物柴油，各項指標(biāo)經(jīng)檢測，與國內(nèi)0號柴油的標(biāo)準相差無幾，完全可替代石化柴油，可直接用于各種以石化柴油為動力的機械式柴油車中。
附本發(fā)明方法生產(chǎn)的生物柴油主要指標(biāo)如下

權(quán)利要求
1.一種利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于以無機酸或無機酸與有機酸的復(fù)配物作催化劑，按常規(guī)的油醇摩爾比(即1∶3～6)在加熱的條件下對高酸值油下腳料進行酯化，酯化反應(yīng)時間為3～5小時，在臨近酯化結(jié)束前0.5～1小時補加促進劑，最后通過沉降、水洗的方法分離掉非目的產(chǎn)品部分，得到合格的粗酯，然后蒸餾分離粗酯，最后得到成品生物柴油，促進劑是帶有一定乳化能力的且弱酸性的有機物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于催化劑是硫酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于促進劑是烷基苯磺酸，十二烷基硫酸鈉、油溶性良好的烷基羧酸的復(fù)合物中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于促進劑是由烷基苯磺酸35～50份、十二烷基硫酸鈉1～5份、多烷基羧酸40～60份構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于多烷基羧酸是2-乙基己酸或2，6-二甲基庚酸或叔丁基乙酸或環(huán)戊烷基丁酸等及其油溶性同系物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于高酸值油下腳料為菜油、豆油、棉籽油等植物油精煉過程中產(chǎn)生的下腳料、用潲水油中的一種或一種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于反應(yīng)溫度為80-90℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于催化劑的用量是高酸值油下腳料重量的3-8％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于促進劑用量為催化劑用量的10％～35％wt。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于蒸餾采用填料塔進行真空蒸餾，真空蒸餾時絕對壓為0.5-4mmHg。
全文摘要
一種利用高酸值動植物油下腳料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特別之處在于以無機酸或無機酸與有機酸的復(fù)配物作催化劑，按常規(guī)的油醇摩爾比(即1∶3～6)在加熱的條件下對高酸值油下腳料進行酯化，酯化反應(yīng)時間為3～5小時，在臨近酯化結(jié)束前0.5～1小時補加促進劑，最后通過沉降、水洗的方法分離掉非目的產(chǎn)品部分，得到合格的粗酯，然后蒸餾分離粗酯，最后得到成品生物柴油，促進劑是帶有一定乳化能力的且弱酸性的有機物。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有工藝簡單、操作方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、既能取得良好的經(jīng)濟效益，又能減少環(huán)境污染的優(yōu)點。
文檔編號C10G3/00GK1760336SQ200510100139
公開日2006年4月19日 申請日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者趙志明, 黃江川 申請人:趙志明, 黃江川