專利名稱：一種堿催化動(dòng)物油脂制備生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物柴油的生產(chǎn)技 術(shù)領(lǐng)域，具體說明了一種堿催化動(dòng)物油脂制備生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
近年來，能源危機(jī)與環(huán)境污染等問題越來越嚴(yán)重，受到世界各國的重視，已成為社會(huì)的焦點(diǎn)話題。為了維持社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境，這迫使人們將注意力轉(zhuǎn)向新的環(huán)境友好型可再生能源。生物柴油作為柴油的代用品是一種對環(huán)境友好的綠色清潔燃料，發(fā)展生物柴油對于保障石油安全、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，是由甘油三脂肪酸酯(動(dòng)、植物油)與甲醇、乙醇等醇類進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)制的。目前，國內(nèi)對植物油制備生物柴油的研究已經(jīng)取得了很大程度的進(jìn)展，但是對動(dòng)物脂肪制備生物柴油的研究還處于起步階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種堿催化動(dòng)物油脂制備生物柴油的方法，是一種工藝簡單，反應(yīng)過程中無污染，產(chǎn)率較高的制備生物柴油的方法。一種堿催化動(dòng)物油脂制備生物柴油的方法，選用動(dòng)物油脂作為原料油，首先進(jìn)行預(yù)處理；將預(yù)處理后的油脂按照油、甲醇質(zhì)量比I : I. 5 I : 7. 5的比例加入高溫高壓反應(yīng)釜中，催化劑甲醇鈉的加入量是預(yù)處理后的油脂質(zhì)量的4 12%，在密閉的體系中，升溫至100 180°C，攪拌進(jìn)行醇解反應(yīng)。經(jīng)過2 6小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間后，緩慢降溫至室溫得到主要為脂肪酸甲酯類產(chǎn)品。所述預(yù)處理方法為在油脂中加入磷酸，兩者體積比為20 10 1，加熱一定溫度，在恒溫下攪拌20min,再加入堿調(diào)節(jié)pH值成中性,離心7 8min后,加入油脂體積15%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的淡鹽水洗滌油脂，恒溫下攪拌20min，收集上層干凈的固體；將該干凈的固體加熱到90°C，向油脂中加入活性炭進(jìn)行脫色，趁熱過濾，放入120°C烘箱中蒸去油脂中的水分。所述的方法，其所采用的動(dòng)物油脂是羊油和/或牛油。利用動(dòng)物油脂制備的生物柴油，其十六烷值在45以上，含碳量低，含氧量高，燃燒后污染小，并且原料充分，成本較低，是一種新型的能源產(chǎn)品。


圖I實(shí)施例I用羊油制備生物柴油的脂肪酸甲酯的色譜圖。羊油制備的生物柴油的色譜圖中的主要脂肪酸甲酯依次是肉豆蘧酸甲酯，十五烷酸甲酯，棕櫚酸甲酯，十七烷酸甲酯，油酸甲酯，硬脂酸甲酯。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。首先將動(dòng)物油脂(所用的動(dòng)物油脂可以是牛油和/或羊油等，以下實(shí)施例以羊油為例進(jìn)行說明)，進(jìn)行預(yù)處理:稱取200mL的動(dòng)物油脂，在60°C的恒溫下，向油脂中加入15mL的磷酸，兩者體積比控制為20-10 1，攪拌20min后，再加入堿調(diào)節(jié)pH值至中性，離心8min，配制6wt%的氯化鈉溶液，量取油脂體積15%的上述氯化鈉溶液洗滌油脂，恒溫下攪拌20min，收集上層干凈的固體。加熱到90°C，加入活性炭進(jìn)行脫色，趁熱抽濾，然后在120°C的烘箱中，烘烤一個(gè)小時(shí)，取出備用。每次實(shí)驗(yàn)稱取0. 2g。實(shí)施例I :Al :稱取上述預(yù)處理后的油脂0.2g，預(yù)處理后的油脂與甲醇的質(zhì)量比為I : 1.5的比例分別稱取，一起加入高溫高壓反應(yīng)釜中；
A2 :配制催化劑甲醇鈉溶液稱取0. 64g氫氧化鈉放入燒杯中，用90mL的甲醇超
聲溶解；A3 :稱取預(yù)處理后的油脂質(zhì)量4%的甲醇鈉溶液加入反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)裝置密封好，設(shè)定轉(zhuǎn)速為llOr/min，設(shè)定溫度為160°C，開始加熱使反應(yīng)體系逐漸升溫達(dá)到160°C，保持160°C 5小時(shí)后，停止加熱，緩慢降溫至室溫后得到脂肪酸甲酯類產(chǎn)品，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為13%。實(shí)施例2 :合成條件同實(shí)施例1，所不同的是步驟Al中稱取油脂與甲醇質(zhì)量比為I 3，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為88%。實(shí)施例3 :合成條件同實(shí)施例1，所不同的是步驟Al中稱取油脂與甲醇質(zhì)量比為I 4. 5，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為14%。實(shí)施例4:合成條件同實(shí)施例1，所不同的是步驟Al中稱取油脂與甲醇質(zhì)量比為I 6，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為55%。實(shí)施例5 :合成條件同實(shí)施例1，所不同的是步驟Al中稱取油脂與甲醇質(zhì)量比為I 7. 5，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為16%。實(shí)施例6 :與實(shí)施例I不同的是，醇解反應(yīng)2小時(shí)后，停止加熱，緩慢降溫后得到脂肪酸甲酯類產(chǎn)品，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為10%。實(shí)施例7 :與實(shí)施例I不同的是，醇解反應(yīng)的時(shí)間為3小時(shí)，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為16%。實(shí)施例8 :與實(shí)施例I不同的是，醇解反應(yīng)的時(shí)間為4小時(shí)，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為81%。實(shí)施例9 :與實(shí)施例I不同的是，醇解反應(yīng)的時(shí)間為5小時(shí)，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為20%。實(shí)施例10 :與實(shí)施例I不同的是，醇解反應(yīng)的時(shí)間為6小時(shí)，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為65%。實(shí)施例11 Al:稱取上述預(yù)處理后的油脂0.2g，油脂與甲醇質(zhì)量比為I : 3的比列分別稱取，一起加入高溫高壓反應(yīng)釜中；A2 :配制催化劑甲醇鈉溶液稱取0. 64g氫氧化鈉放入燒杯中，用90mL的甲醇超聲溶解；A3 :稱取預(yù)處理后的油脂質(zhì)量4%的甲醇鈉溶液加入反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)裝置密封好，設(shè)定轉(zhuǎn)速為llOr/min，設(shè)定溫度為100°C，開始加熱使反應(yīng)體系逐漸升溫達(dá)到100°C，保持4小時(shí)醇解反應(yīng)后，停止加熱，緩慢降溫至室溫得到脂肪酸甲酯類產(chǎn)品，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為21%。實(shí)施例12 :與實(shí)施例11不同的是，步驟A3中的醇解反應(yīng)溫度為120°C，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為30%。實(shí)施例13 :與實(shí)施例11不同的是，步驟A3中的醇解反應(yīng)溫度為140°C，本實(shí)施例 所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為25%。實(shí)施例14 :與實(shí)施例11不同的是，步驟A3中的醇解反應(yīng)溫度為160°C，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為48%。實(shí)施例15 :與實(shí)施例11不同的是，步驟A3中的醇解反應(yīng)溫度為180°C，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為26%。實(shí)施例16 Al:稱取上述預(yù)處理后的油脂0.2g，油脂與甲醇質(zhì)量比為I : 6的比列分別稱取，
一起加入高溫高壓反應(yīng)釜中；A2 :配制催化劑甲醇鈉溶液稱取0. 64g氫氧化鈉放入燒杯中，用90mL的甲醇超
聲溶解；A3 :稱取預(yù)處理后的油脂質(zhì)量4%的甲醇鈉加入反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)裝置密封好，設(shè)定轉(zhuǎn)速為llOr/min，設(shè)定溫度為160°C，開始加熱使反應(yīng)體系逐漸升溫達(dá)到160°C，保持5小時(shí)后，停止加熱，緩慢降溫至室溫得到脂肪酸甲酯類產(chǎn)品，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為15%。實(shí)施例17 :與實(shí)施例16不同的是，步驟A3中甲醇鈉的量為油脂質(zhì)量的6%，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為10%。實(shí)施例18 :與實(shí)施例16不同的是，步驟A3中甲醇鈉的量為油脂質(zhì)量的8%，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為45%。實(shí)施例19 :與實(shí)施例16不同的是，步驟A3中甲醇鈉的量為油脂質(zhì)量的10%，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為75%。實(shí)施例20 :與實(shí)施例16不同的是，步驟A3中甲醇鈉的量為油脂質(zhì)量的12%，本實(shí)施例所得到的脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為54%。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種堿催化動(dòng)物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，選用動(dòng)物油脂作為原料油，首先進(jìn)行預(yù)處理；將預(yù)處理后的油脂按照油、甲醇質(zhì)量比I : I. 5 I : 7. 5的比例加入高溫高壓反應(yīng)釜中，催化劑甲醇鈉的加入量是預(yù)處理后的油脂質(zhì)量的4 12%，在密閉的體系中，升溫至100 180°C，攪拌進(jìn)行醇解反應(yīng)。經(jīng)過2 6小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間后，緩慢降溫至室溫得到主要為脂肪酸甲酯類產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述預(yù)處理方法為在油脂中加入磷酸，兩者體積比為20 10 1，加熱一定溫度，在恒溫下攪拌20min，再加入堿調(diào)節(jié)pH值成中性,離心7 8min后，加入油脂體積15%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6 %的淡鹽水洗滌油脂，恒溫下攪拌20min，收集上層干凈的固體；將該干凈的固體加熱到90°C，向油脂中加入活性炭進(jìn)行脫色，趁熱過濾，放入120 0C烘箱中蒸去油脂中的水分。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其特征在于其所采用的動(dòng)物油脂是羊油和/或牛油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堿催化動(dòng)物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，選用動(dòng)物油脂作為原料油，首先進(jìn)行預(yù)處理；將預(yù)處理后的油脂按照油、甲醇質(zhì)量比1∶1.5～1∶7.5的比例加入高溫高壓反應(yīng)釜中，催化劑甲醇鈉的加入量是預(yù)處理后的油脂質(zhì)量的4～12％，在密閉的體系中，升溫至100～180℃，攪拌進(jìn)行醇解反應(yīng)。經(jīng)過2～6小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間后，緩慢降溫至室溫得到主要為脂肪酸甲酯類產(chǎn)品。用此方法制取的生物柴油工藝簡單，原料豐富，成本較低，無環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C10L1/02GK102796622SQ20121031415
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者張軍, 劉永欣, 王勤, 劉寶倉, 賈文靜, 劉洋, 荊鵬, 胡文婷, 于勝利 申請人:內(nèi)蒙古大學(xué)