一種生物柴油的生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種生物柴油的生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002]生物柴油指以動植物油脂為原料經(jīng)醋化或醇解反應生成的脂肪酸烷基脂。該類燃料具有如下優(yōu)點:一是原料來源廣泛，可利用各種廢棄動植物油脂和大規(guī)模種植的油料植物果實；二是與普通石化柴油具有幾乎相同的燃燒性能，可方便應用于現(xiàn)有柴油引擎；三是在貯存、運輸和使用方面都更很安全(不腐蝕溶器，非易燃易爆)；四是環(huán)保性能好，與石化柴油相比有毒尾氣排放量可降低90 %，對環(huán)境友好。
[0003]近年來，生物柴油在國際上發(fā)展較快，2006年全球生產(chǎn)使用量約500萬噸。歐洲是世界上生物柴油發(fā)展最快的地區(qū)，用菜籽油作主要原料，自2000年以來每年增長約28.2%,目前有21個國家生產(chǎn)使用生物柴油。其中，德國在生物柴油生產(chǎn)量上居于首位，2005年生產(chǎn)量約167萬噸，占歐盟總產(chǎn)量的一半。近年來，巴西、馬來西亞、印度等國利用自身氣候條件優(yōu)勢，加快發(fā)展以棕擱樹、麻風樹油為原料的生物柴油。隨著能源價格的不斷上漲，以及石油、煤炭等資源的日益枯竭，生物質(zhì)燃料開始逐漸受到人們的重視。生物質(zhì)燃料大都取材于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢棄物，例如秸桿、谷殼等等。但是再利用生物質(zhì)燃料作為鍋爐能源進行燃燒室往往會出現(xiàn)一個問題，即生物質(zhì)燃料當中往往具有較高的鉀元素含量和氯元素含量，在燃燒的過程中，兩者形成KCL，沉積在過熱器的表面，局部傳熱表面被其覆蓋，導致燃燒效率降低，過濾的使用壽命也大大縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服生產(chǎn)生物柴油的裝置不利于生物柴油連續(xù)化生產(chǎn)的問題，提供一種通過超聲波和活塞流反應器的協(xié)同作用，改進生物柴油現(xiàn)有間歇生產(chǎn)的工藝，實現(xiàn)生物柴油的連續(xù)、清潔、高效生產(chǎn)并加入了脫鉀劑的生物柴油的生產(chǎn)方法。
[0005]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術方案:一種生物柴油的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0006](I)將無水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑混合后再與酸值<2mgKOH/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合；
[0007](2)將混合器中的無水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑、原料油的混合物輸入到管式活塞流反應器，該管式活塞流反應器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)；
[0008](3)無水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過甘油分離器后將甘油分離出；
[0009](4)加入適量的脫甲劑，通過對生物質(zhì)原材料當中鉀離子的脫除，可以有效地降低燃燒過程中KCL的產(chǎn)生，從而降低所產(chǎn)生的鉀鹽對鍋爐過熱器的玷污覆蓋，提高了鍋爐的燃燒效率，同時又能夠延長鍋爐的使用壽命。
[0010](5)粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油；
[0011]上述步驟的反應條件:在活塞流反應器中的反應溫度為50°C?80°C，無水甲醇與原料油摩爾比值為4:1?15:1之間，液體堿性催化劑對原料油的重量比為0.1?0.5 %，脫鉀劑與原料油的重量比為0.5?1.5%。
[0012]本發(fā)明采用的原料油的酸值<2mg KOH/g原料油的原料油，這樣能保證原料油的純度，使得后續(xù)反應能順利進行。
[0013]原料油包括有花生油、大豆油、棕櫚油或經(jīng)過降酸預處理的各種廢動植物油脂。
[0014]超聲波對化學萃取、生物柴油生產(chǎn)、有機合成、治理微生物、降解有毒有機污染物、化學反應速度和產(chǎn)率、催化劑的催化效率、生物降解處理，超聲波防垢除垢、生物細胞粉碎、分散和凝聚，造成了一個非常有利于反應過程的局部小環(huán)境，能大大提高反應速度，降低反應條件。
[0015]從化學驅(qū)動方面來，可以取過量的無水甲醇，但為保證無水甲醇的經(jīng)濟性回收，因此一般限定無水甲醇與原料油的摩爾比值為4:1?20:1之間，無水甲醇最低不能低于與原料油4:1的摩爾比。
[0016]通常未采用超聲波發(fā)生裝置的生產(chǎn)方法一般要求液體堿性催化劑加入量對原料油的重量比為1%左右，而過量的催化劑比較容易引起皂化。
[0017]之后加入脫鉀劑，對原料油中的鉀離子脫除，為保障反應的快速進行，以采取55°C?62°C為宜。
[0018]所述無水甲醇與原料油的摩爾比為4:1?6:1之間。這個比值范圍，不僅滿足本化學反應發(fā)生的條件，而且加入適宜的無水甲醇量有利于回收，節(jié)省了能源。
[0019]所述液體堿性催化劑對原料油的重量比為0.3?0.5 %。
[0020]所述液體堿性催化劑為NaOH，KOH。
【具體實施方式】
[0021]下面對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步詳細說明。
[0022]實施例一:
[0023]本發(fā)明的原料油是以動植物油脂為原料制成的，其酸值<2mgK0H/g原料油。本實施例生物柴油的生產(chǎn)方法包括如下步驟:
[0024]將無水甲醇、KOH溶液混合后再與原料油混合泵入混合器中充分混合，其中無水甲醇與原料油摩爾比4:1，KOH對原料油的重量比為0.1% ;將上述混合物輸入到溫度為50°C的管式活塞流反應器中(該活塞流反應器的長度和直徑比大于50)，該管式活塞流反應器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)；無水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過甘油分離器后將甘油分離出；加入脫甲劑，其與原料油的重量比為1.1% ;粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油。
[0025]實施例二:
[0026]本實施例中活塞流反應器中的反應溫度為55°C，液體堿性催化劑采用NaOH溶液，其對原料油的重量比為0.3%，脫甲劑與原料油的重量比為0.8%，為無水甲醇與原料油摩爾比值為6:1。采用該反應條件，保障化學反應的快速進行，而甲醇的含量也適當，既能很好驅(qū)動反應進行，又有利于甲醇的回收。
[0027]本實施例其他特征與實施例一相同，在此不再詳述。
[0028]實施例三:
[0029]本實施例中活塞流反應器中的反應溫度為65°C，液體堿性催化劑采用NaOH溶液，其對原料油的重量比為0.4%，脫甲劑與原料油的重量比為1%，無水甲醇與原料油摩爾比值為10:1ο
[0030]本實施例其他特征與實施例一相同，在此不再詳述。
[0031]實施例四:
[0032]本實施例中活塞流反應器中的反應溫度為70°C，液體堿性催化劑采用KOH溶液，其對原料油的重量比為0.5%，脫甲劑與原料油的重量比為0.6%，無水甲醇與原料油摩爾比值為13:1。
[0033]本實施例其他特征與實施例一相同，在此不再詳述。
【主權項】
1.一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將無水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑混合后再與酸值<2mgK0H/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合； (2)將混合器中的無水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑、原料油的混合物輸入到管式活塞流反應器，該管式活塞流反應器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)； (3)無水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過甘油分離器后將甘油分離出； (4)加入適量的脫甲劑，通過對生物質(zhì)原材料當中鉀離子的脫除，可以有效地降低燃燒過程中KCL的產(chǎn)生，從而降低所產(chǎn)生的鉀鹽對鍋爐過熱器的玷污覆蓋，提高了鍋爐的燃燒效率，同時又能夠延長鍋爐的使用壽命； (5)粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油。
2.如權利要求1所述的一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述原料油包括花生油、大豆油、棕櫚油或經(jīng)過降酸預處理的各種廢動植物油脂。
3.如權利要求2所述的一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于反應溫度為50°C?80。。。
4.如權利要求3所述的一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于脫鉀劑與原料油的重量比為0.5?1.5%。
【專利摘要】本發(fā)明一種生物柴油的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：(1)將無水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑混合后再與酸值<2mgKOH/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合；(2)將混合器中的無水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑、原料油的混合物輸入到管式活塞流反應器，該管式活塞流反應器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)；(3)無水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過甘油分離器后將甘油分離出；(4)加入適量的脫甲劑；(5)粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油。
【IPC分類】C11C3-04, C10L1-02, C11C3-00
【公開號】CN104611071
【申請?zhí)枴緾N201410603596
【發(fā)明人】亓偉, 唐浩
【申請人】江蘇大唐機械有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月1日