專利名稱：一種車用生物柴油的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車用生物柴油加工工藝領域。
背景技術：
目前，國內(nèi)生產(chǎn)生物柴油的方法主要為化學催化法?；瘜W催化 法分一步催化法和兩步催化法。 一步催化法即以強酸為催化劑，直 接發(fā)生酯化反應而得到生物柴油的方法；通常用的酸催化劑為液體 無機酸。兩步法一般又包括酸催化和堿催化兩個過程。酸催化過程 即為酯化反應過程，采用強酸為催化劑；堿催化過程為酯交換反應 過程，常采用強堿為催化劑。液體強酸和強堿為催化劑生產(chǎn)生物柴 油，產(chǎn)品需經(jīng)水洗、干燥等額外的處理方能得到生物柴油。整個生 產(chǎn)過程工藝復雜，處理步驟多，且會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，對環(huán)境 的污染大，所得的生物柴油產(chǎn)品質量不高，很難能夠達到相關的生 物柴油標準，也不能直接用于柴油發(fā)動機，能源作用不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種快捷、高效的獲得高品質車用生物 柴油的新工藝。其應用范圍廣泛，不僅能夠真正起到新型替代能源 的作用，而且能夠減輕廢氣和顆粒物排放、改善大氣環(huán)境、充分發(fā) 揮清潔可再生能源的作用。本發(fā)明的目的是按下述步驟實現(xiàn)的。一 種車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)工藝步驟為
(1) 、檢驗原料油脂對酸值小于5.0m沐OH/g的油脂，可直 接用來發(fā)生酯交換反應，原料無需預處理工藝；對酸值大于 5.0mgKOH/g的油脂，需采用原料預處理工藝；
(2) 、預處理工藝取酸值大于5.0mgKOH/g的油脂、甲醇和 固體酸催化劑按比例加入不銹鋼反應器中，加熱至60 65。C進行酯化反應，時間100 300分鐘，再進行離心分離出固體酸催化劑， 蒸餾回收甲醇，即得預處理好的原料油；
(3)、酯交換反應將預處理好的原料油脂或酸值小于 5.0m沐OH/g的油脂，加入搪瓷反應釜中，按比例加入甲醇和固體 堿催化劑，在55 63。C溫度下攪拌反應50 100分鐘；
(4) 、分離固體堿催化劑和甘油將上述經(jīng)酯交換反應的混合 物經(jīng)循環(huán)冷卻水降溫后，通過固液離心機分離出固體堿催化劑，再 通過液液分離機分離出重質相液體和輕質相液體；重質相液體去甘 油精制單元，精制后得精甘油；輕質相液體直接進入常壓蒸餾釜中 加熱至70-IO(TC蒸餾分離出甲醇，甲醇回甲醇儲罐重復使用，其 中的母液直接進入減壓蒸餾系統(tǒng)；
(5) 、對進入減壓精餾系統(tǒng)中的液體繼續(xù)加熱至180-32(TC進 行減壓精餾，可得到一級、二級、三級餾分的生物柴油和釜殘，一 級餾分為第一輕組分，凝點為3 5°C; 二級餾分為中間組分，凝 點為一6 一3°C;三級餾分為重組分，凝點可達到一^_l(TC。 在預處理工藝中，油脂與甲醇的加入的摩爾比為n油脂11甲醇=1: 10 12;油脂與固體酸催化劑按重量比為100:2 8。在酯交換
反應中，油脂與甲醇的加入的摩爾比為n油脂n甲醇二l: 5-7;
1.油脂與固體堿催化劑按重量比為100: l — 5。固體酸催化劑為
S0427ZrCb或S0427 Zr02—Al203。固體堿催化劑為水滑石或 鎂鋁復合金屬氧化物。
本發(fā)明優(yōu)點是
1. 本生產(chǎn)工藝的原料為綜合油脂，各種動物油脂、植物油脂、廢 棄油脂等都可以使用，原料適用范圍廣泛。
2. 整個生產(chǎn)工藝連續(xù)，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高。
3. 本生產(chǎn)工藝操作簡便，設備通用性高，投資少。4.本生產(chǎn)工藝所得到的三級精煉生物柴油，無需加入添加劑，可直 接單獨使用或與石化柴油以任意比例混合，得到不同型號的高品質 新型生物柴油，解決了生物柴油產(chǎn)品凝固點高，使用范圍狹小等致 命缺點，真正實現(xiàn)清潔、綠色、可再生的能源特點。
具體實施例方式
實例一.處理酸值為3.55mgK0H/g的動物油，直接采用酯交換 反應，不經(jīng)預處理。
(1)酯交換反應將1400ml動物油、300ml甲醇和18g水滑 石在三口燒瓶中恒溫60。C反應60分鐘，降溫冷卻。
(2)分離固體堿催化劑和甘油將上述經(jīng)酯交換反應的混合 物再經(jīng)循環(huán)冷卻水降溫后，抽濾分離出固體水滑石，母液沉降分離 得到重質相液體和輕質相液體；重質相液體收集精制處理后得精甘 油；輕質相液體先常壓蒸餾分離出甲醇，甲醇回收重復套用，母液 直接進行減壓精餾；
(3)、對減壓精餾系統(tǒng)中的液體繼續(xù)加熱至180-32(TC進行減 壓精餾，在真空度0.093MPa的壓力下，收集餾分。可得到一級、 二級、三級餾分的生物柴油和釜殘，115 149。C收一級餾分為第一 輕組分得545.3ml，凝點為3.5t:; 158 199。C收二級餾分為中間 組分得665. 0ml，凝點為一4.0。C; 200°C收三級餾分為重組分得 93. lml，凝點可達到一8. 5°C。釜殘26. 6ml。
生物柴油的總收率=(545.3 + 665.0 + 93.1) X 100%/1400
=93. 1%
實例二.處理酸值為67. 18mgK0H/g的地溝油，采用預處理和 酯交換反應。
(1)、預處理工藝將地溝油1000ml、甲醇400ml和固體酸 催化劑S042—/Zr02 46 . 5g加入三口燒瓶中。加熱至63。C進行酯化反應110分鐘，反應完畢后水浴降至室溫，混合物進行抽濾分離出固 體酸催化劑，蒸餾回收甲醇，即得預處理好的原料油；
(2)、酯交換反應將預處理好的原料油脂、280ml甲醇和33. 5g 鎂鋁復合金屬氧化物依次加入三口燒瓶中，加熱至64。C攪拌反應 80分鐘，降至室溫；
(3) 、分離固體堿催化劑和甘油將上述經(jīng)酯交換反應的混合 物再經(jīng)循環(huán)冷卻水降溫后，抽濾分離出固體堿催化劑，母液沉降分 離得到重質相液體和輕質相液體；重質相液體收集精制處理后得精 甘油；輕質相液體先常壓蒸餾分離出甲醇，甲醇回收重復套用，母 液直接進行減壓精餾；
(4) 、對減壓精餾系統(tǒng)中的液體繼續(xù)加熱至180-320。C進行減 壓精餾，在真空度0.094MPa的壓力下，收集餾分?？傻玫揭患?、 二級、三級餾分的生物柴油和釜殘，115 149"收一級餾分為第一 輕組分得356.0ml，凝點為4。C; 158 199。C收二級餾分為中間組 分得488.8ml，凝點為一3.5。C; 200°C收三級餾分為重組分得 56. 4ml，凝點可達到一7°C。釜殘38. 8ml。
生物柴油的總收率=(356.0 + 488.8 + 56.4) X 100%/1000
=90. 12% 。
權利要求
1、一種車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，其特征在于其生產(chǎn)工藝步驟為(1)、檢驗原料油脂對酸值小于5.0mgKOH/g的油脂，可直接用來發(fā)生酯交換反應，原料無需預處理工藝；對酸值大于5.0mgKOH/g的油脂，需采用原料預處理工藝；(2)、預處理工藝取酸值大于5.0mgKOH/g的油脂、甲醇和固體酸催化劑加入不銹鋼反應器中，加熱至60～65℃進行酯化反應，時間100～300分鐘，再進行離心分離出固體酸催化劑，蒸餾回收甲醇，即得預處理好的原料油；(3)、酯交換反應將預處理好的原料油脂或酸值小于5.0mgKOH/g的油脂，入搪瓷反應釜中，加入甲醇和固體堿催化劑，在55～63℃溫度下攪拌反應50～100分鐘；(4)、分離固體堿催化劑和甘油將上述經(jīng)酯交換反應的混合物經(jīng)循環(huán)冷卻水降溫后，通過固液離心機分離出固體堿催化劑，再通過液液分離機分離出重質相液體和輕質相液體；重質相液體去甘油精制單元，精制后得精甘油；輕質相液體直接進入常壓蒸餾釜中加熱至70-100℃蒸餾分離出甲醇，甲醇回甲醇儲罐重復使用，其中的母液直接進入減壓蒸餾系統(tǒng)；(5)、對進入減壓精餾系統(tǒng)中的液體繼續(xù)加熱至180-320℃進行減壓精餾，可得到一級、二級、三級餾分的生物柴油和釜殘。
2、 根據(jù)權利要求1所述的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，其特征 在于在預處理工藝中，油脂與甲醇的加入的摩爾比為n油脂n甲醇=1: 10 12;油脂與固體酸催化劑按重量比為100: 2 8。
3、 根據(jù)權利要求l所述的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，其特征在于在酯交換反應中，油脂與甲醇的加入的摩爾比為n油脂n甲醇=1: 5—7;油脂與固體堿催化劑按重量比為100: 1-5。
4、 根據(jù)權利要求1所述的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，其特征在于固體酸催化劑為S0427Zr02或S042—/ Zr02—A1203。
5、 根據(jù)權利要求1所述的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，其特征在于固體堿催化劑為水滑石或鎂鋁復合金屬氧化物。
全文摘要
一種車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)工藝步驟為(1)檢驗原料油脂；(2)預處理工藝；(3)酯交換反應；(4)分離固體堿催化劑和甘油；(5)對進入減壓精餾系統(tǒng)中的液體繼續(xù)加熱至180-320℃進行減壓精餾，可得到一級、二級、三級餾分的生物柴油和釜殘。本發(fā)明優(yōu)點是本生產(chǎn)工藝的原料范圍廣泛。整個生產(chǎn)工藝連續(xù)，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高。操作簡便，設備通用性高，投資少。所得到的三級精煉生物柴油，無需加入添加劑，可直接單獨使用或與石化柴油以任意比例混合，得到不同型號的高品質新型生物柴油，解決了生物柴油產(chǎn)品凝固點高，使用范圍狹小等致命缺點，真正實現(xiàn)清潔、綠色、可再生的能源特點。
文檔編號C10G3/00GK101429441SQ20071016831
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月5日 優(yōu)先權日2007年11月5日
發(fā)明者胡昌雄, 鮑海燕 申請人:荊門市倬臣生物工程有限公司