一種生物柴油制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物柴油制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物柴油的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油資源的日益緊張，清潔環(huán)保的新能源成為全球能源開(kāi)發(fā)利用的熱點(diǎn)。生物柴油做為一中環(huán)保、可再生、可替代石化柴油的新能源逐漸得到全球關(guān)注。目前生物柴油研究多為采用單一的動(dòng)植物油脂進(jìn)行，其中很多是可食用油脂，這樣就會(huì)對(duì)全球的糧食供給產(chǎn)生影響。全球每年都會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄的動(dòng)植物油脂，可用于制備生物柴油，既可以實(shí)現(xiàn)廢棄油脂資源化利用，同時(shí)可以減輕對(duì)環(huán)境的壓力，因此具有重大意義。酸堿兩步催化法制備生物柴油為大多數(shù)企業(yè)所用，但是生產(chǎn)中存在以下問(wèn)題:酯化酸值不能在短時(shí)間降低、酯交換成皂多、醇耗費(fèi)量高、產(chǎn)率低。
[0003]本發(fā)明主要通過(guò)加入碳酸酯增加醇與油脂的互溶性，提高反應(yīng)進(jìn)度，同時(shí)加入碳酸酯可以與酯化生成的水反應(yīng)，生成甲醇，降低甲醇原料的耗費(fèi)，同時(shí)使酯化反應(yīng)向正方向進(jìn)行利于提高酯化產(chǎn)率；由于酯化產(chǎn)物中幾乎沒(méi)有水，也就避免酯交換過(guò)程中皂化反應(yīng)發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決廢棄油脂制備生物柴油制備方法存在的缺點(diǎn)，提供一種醇耗低，能耗低，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品收率高的生物柴油的生產(chǎn)方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下:一種生物柴油制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)將廢棄油脂加入反應(yīng)器中，加入占廢棄油脂質(zhì)量10?20%的水，開(kāi)啟攪拌，升溫至50?70°C，攪拌10分鐘，加入占油脂質(zhì)量0.1?I %的磷酸，繼續(xù)攪拌60?90分鐘，停止攪拌冷卻離心分離，取油相備用；
[0007](2)將油相加入反應(yīng)器中，加入低碳醇、碳酸酯以及占油脂質(zhì)量0.5?1%的對(duì)甲苯磺酸，升溫至60?80°C，保持回流，每隔30分鐘取樣測(cè)酸值；
[0008](3)當(dāng)酸值〈2.0mgK0H/g油時(shí)，冷卻至30?40°C加入占油脂質(zhì)量0.5?I.2 %的堿，攪拌10?30分鐘，加入低碳醇，新加入的低碳醇與油脂質(zhì)量比為I?2:10，加入占油脂質(zhì)量
0.5?1.5%的催化劑，攪拌升溫至60?80°C，保持回流10?90分鐘；
[0009](4)換減壓蒸餾裝置，60?80°C減壓蒸餾，回收過(guò)量低碳醇；
[0010](5)加入占油脂質(zhì)量10?20%的水，升溫至40?60°C攪拌10?30分鐘，離心分離，水洗三次，取上層粗甲酯層，用薄膜蒸發(fā)儀90°C脫水干燥，即得到生物柴油成品。
[0011]具體地，上述步驟中所述的廢棄油脂為酸值大于等于5mgK0H/g，小于180mgK0H/g的餐飲廢棄油、地溝油、泔水油、廢棄酸化油中的一種或者幾種。
[0012]具體地，步驟(2)、(3)、(4)中所述的低碳醇為甲醇或乙醇，步驟(2)中所述的碳酸酯取自碳酸二甲酯或碳酸二乙酯，低碳醇的加入量為廢棄油脂質(zhì)量的5?20%，碳酸酯與低碳醇摩爾比為0.5?1:1。
[0013]具體地，步驟(3)中所述的堿選自甲醇鈉、甲醇鉀、乙醇鈉、乙醇鉀中的一種或者幾種。
[0014]具體地，步驟(3)所述的催化劑為四丁基溴化銨或四丁基氯化銨。
[0015]本發(fā)明利用廢棄油脂經(jīng)酸堿兩步合成法制備生物柴油，廢棄油脂經(jīng)酸性水洗、活性炭吸附、離心分離預(yù)處理;加入甲醇或乙醇、碳酸酯、酸性催化劑加熱回流酯化;酯化產(chǎn)物加入堿調(diào)節(jié)PH，加入甲醇或乙醇、堿性催化劑加熱回流酯交換;反應(yīng)結(jié)束，減壓蒸出甲醇或乙醇，水洗，離心分層，薄膜蒸發(fā)干燥即得到生物柴油。本發(fā)明的生物柴油制備方法反應(yīng)條件溫和，醇耗低，能耗低，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品收率高，有效解決目前生物柴油生產(chǎn)存在的弊端。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。
[0017]以下是本發(fā)明具體實(shí)施例:
[0018]實(shí)施例1:
[0019](I)將100g酸值120mgK0H/g的餐飲廢棄油加入反應(yīng)器中，加入10g的水，開(kāi)啟攪拌，升溫至70°C，攪拌10分鐘，加入Ig磷酸，繼續(xù)攪拌90分鐘，停止攪拌冷卻離心分離，取油相備用；
[0020](2)將油相加入反應(yīng)器中，加入甲醇50g、碳酸二甲酯141g、10g對(duì)甲苯磺酸，升溫至60?80°C，保持回流，每隔30分鐘取樣測(cè)酸值；
[0021 ] (3)當(dāng)酸值〈2.0mgK0H/g油時(shí)，冷卻至30 °C加入5g的甲醇鈉，攪拌30分鐘，加入甲醇200g，四丁基溴化銨5g，攪拌升溫至60?80°C，保持回流10分鐘；
[0022](4)換減壓蒸餾裝置，60?80°C減壓蒸餾，回收過(guò)量低碳醇；
[0023](5)加入10g水，升溫至40°C攪拌30分鐘，離心分離，水洗三次，取上層粗甲酯層，用薄膜蒸發(fā)儀90°C脫水干燥，即得到生物柴油成品。收率93.7%。
[0024]實(shí)施例2:
[0025](I)將100g酸值20mgK0H/g的地溝油加入反應(yīng)器中，加入200g的水，開(kāi)啟攪拌，升溫至50°C，攪拌10分鐘，加入1g磷酸，繼續(xù)攪拌60分鐘，停止攪拌冷卻離心分離，取油相備用；
[0026](2)將油相加入反應(yīng)器中，加入乙醇200g、碳酸二乙酯256.5g、5g對(duì)甲苯磺酸，升溫至60?80°C，保持回流，每隔30分鐘取樣測(cè)酸值；
[0027](3)當(dāng)酸值〈2.0mgK0H/g油時(shí)，冷卻至40°C加入1.2g的甲醇鉀，攪拌10分鐘，加入乙醇200g，四丁基氯化銨15g，攪拌升溫至60?80°C，保持回流10分鐘；
[0028](4)換減壓蒸餾裝置，60?80°C減壓蒸餾，回收過(guò)量低碳醇；
[0029](5)加入200g水，升溫至60°C攪拌10分鐘，離心分離，水洗三次，取上層粗甲酯層，用薄膜蒸發(fā)儀90°C脫水干燥，即得到生物柴油成品。收率93.6%。
[0030]實(shí)施例3:
[0031]將實(shí)施例1步驟(I)中的餐飲廢棄油更換為100g酸值50mgK0H/g的泔水油，步驟(3)中的甲醇鈉更換為乙醇鈉，其余步驟相同。收率93.4%。
[0032]實(shí)施例4:
[0033]將實(shí)施例2步驟(I)中地溝油更換為100g酸值100mgK0H/g的廢棄酸化油，步驟(3)中甲醇鉀更換為乙醇鉀，其余步驟相同。收率94.1 %。
[0034]實(shí)施例5:
[0035]將實(shí)施例2步驟(3)中甲醇鉀更換為乙醇鈉，其余步驟相同。收率93.9%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生物柴油制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將廢棄油脂加入反應(yīng)器中，加入占廢棄油脂質(zhì)量10?20%的水，開(kāi)啟攪拌，升溫至50?70°C，攪拌10分鐘，加入占油脂質(zhì)量0.1?I %的磷酸，繼續(xù)攪拌60?90分鐘，停止攪拌冷卻離心分離，取油相備用； (2)將油相加入反應(yīng)器中，加入低碳醇、碳酸酯以及占油脂質(zhì)量0.5?I%的對(duì)甲苯磺酸，升溫至60?80°C，保持回流，每隔30分鐘取樣測(cè)酸值； (3)當(dāng)酸值〈2.0mgKOH/g油時(shí)，冷卻至30?40°C加入占油脂質(zhì)量0.5?I.2%的堿，攪拌10?30分鐘，加入低碳醇，新加入的低碳醇與油脂質(zhì)量比為I?2:10，加入占油脂質(zhì)量0.5?1.5%的催化劑，攪拌升溫至60?80°C，保持回流10?90分鐘； (4)換減壓蒸餾裝置，60?80°C減壓蒸餾，回收過(guò)量低碳醇； (5)加入占油脂質(zhì)量1?20%的水，升溫至40?60 °C攪拌1?30分鐘，離心分離，水洗三次，取上層粗甲酯層，用薄膜蒸發(fā)儀90°C脫水干燥，即得到生物柴油成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油制備方法，其特征在于:上述步驟中所述的廢棄油脂為酸值大于等于5mgK0H/g，小于180mgK0H/g的餐飲廢棄油、地溝油、相■水油、廢棄酸化油中的一種或者幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油制備方法，其特征在于:步驟(2)、(3)、(4)中所述的低碳醇為甲醇或乙醇，步驟(2)中所述的碳酸酯取自碳酸二甲酯或碳酸二乙酯，低碳醇的加入量為廢棄油脂質(zhì)量的5?20%，碳酸酯與低碳醇摩爾比為0.5?1:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的堿選自甲醇鈉、甲醇鉀、乙醇鈉、乙醇鉀中的一種或者幾種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油制備方法，其特征在于:步驟(3)所述的催化劑為四丁基溴化銨或四丁基氯化銨。
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物柴油制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物柴油的制備方法。本發(fā)明利用廢棄油脂經(jīng)酸堿兩步合成法制備生物柴油，包括以下步驟：1)廢棄油脂經(jīng)酸性水洗、活性炭吸附、離心分離預(yù)處理；2)加入甲醇或乙醇、碳酸酯、酸性催化劑加熱回流酯化；3)酯化產(chǎn)物加入堿調(diào)節(jié)pH，加入甲醇或乙醇、堿性催化劑加熱回流酯交換；4)反應(yīng)結(jié)束，減壓蒸出甲醇或乙醇，水洗，離心分層，薄膜蒸發(fā)干燥即得到生物柴油。具有產(chǎn)率高、反應(yīng)速率快、能耗低、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于商業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C11C3/04, C11C3/10, C10L1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105602632
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610006592
【發(fā)明人】車春玲
【申請(qǐng)人】山東泰德新能源有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日