一種生物柴油的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種生物柴油的制備方法，該方法是用植物油脂廠精煉的副產物皂腳為原料，經過濃縮干燥，然后和甲醇在硫酸催化劑在低溫60?65℃下進行酯交換反應，反應60min后，生成相應的脂肪酸甲酯，酯化率達到99.5％，再經洗滌干燥后即得生物柴油，并且得到副產品粗甘油。本發明的優點是：工藝簡單、催化速度快，轉化率高、操作方便、反應時間短、反應無污染、后處理容易，屬綠色化學工藝。
【專利說明】
一種生物柴油的制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種生物柴油的制備方法。
【背景技術】
[0002]石油資源的過度開采導致了目前愈演愈烈的石油危機，石油價格一漲再漲，不僅困擾著汽車工業的發展，而且也成為過去一個世紀的世界局部戰爭導火索。如何減少對石油的依賴，迫使科學家們努力尋找石油的替代燃料。生物柴油因可生物降解、無毒性、對環境無害、并可以從再生資源中獲取，而受到了人們的廣泛關注。
[0003]生物柴油即脂肪酸甲酯，主要是以植物油和動物油為原料而制成的，是優質的石油柴油替代品，它能滿足歐洲2號排放標準。和傳統的柴油相比，其主要優點是:潤滑性能好，儲存、運輸、使用安全，抗爆性好，可生物降解，為再生資源，無毒、燃燒完全。生物柴油是環境友好型燃料。
[0004]目前影響生物柴油普遍應用的主要問題是成本問題，以植物油或動物油為原料進行轉酯反應生產生物柴油，雖然可以得到質量較好的生物柴油，但目前在我國還難以推廣應用。我國植物油皂腳產量巨大，以前的皂腳僅作酸化油、低級皂用，甚至廢棄，造成浪費，并且污染環境。而以植物油皂腳為原料制備生物柴油可以充分利用皂腳，變廢為寶，大大降低生物柴油的生產成本，促進生物柴油的普及應用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種生物柴油的制備方法，該方法是用植物油脂廠精煉的副產物皂(油)腳為原料，經過濃縮干燥，然后和甲醇在硫酸催化劑在低溫60-65°C下進行酯交換反應，皂腳酯化率達到99.5%，成品得率高，成品得純度高，并且得到副產品粗甘油。
[0006]為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現:
[0007]—種生物柴油的制備方法，其特征在于:該方法是用植物油脂廠精煉的副產物皂腳為原料，經過濃縮干燥，然后和甲醇在硫酸催化劑在低溫60-65°C下進行酯交換反應，反應60min后，酯化率達到99.5%;甲醇與原料油的摩爾比為100:1，酸催化生產工藝需要兩個連續運行的酯交換反應器進行反應，在反應器I中，甲醇與脂肪酸的摩爾比為1:0.95，硫酸的加入量為皂腳重量的1_2%，在反應器2中，甲醇與脂肪酸的摩爾比為1: 1.2，硫酸的加入量為皂腳重量的1_2%，生成相應的脂肪酸甲酯，再經洗滌干燥后即得生物柴油，并且得到副廣品粗甘油。
[0008]本發明的優點是:工藝簡單、催化速度快，轉化率高、操作方便、反應時間短、反應無污染、后處理容易，屬綠色化學工藝。具有反應條件溫和、產生廢水少、反應產物容易分離等優點，該工藝高效、環保，同時可降低設備投資，減少生產成本。醋交換階段產生的副產品甘油和少量皂易于回收利用，具有良好的工業化前景。
【具體實施方式】
[0009]—種利用油腳和廢油制取生物柴油的方法，該方法是用植物油脂廠精煉的副產物皂腳為原料，經過濃縮干燥，然后和甲醇在硫酸催化劑在低溫60-65 °C下進行酯交換反應，反應60min后，酯化率達到99.5%;甲醇與原料油的摩爾比為100:1，酸催化生產工藝需要兩個連續運行的酯交換反應器進行反應，在反應器I中，甲醇與脂肪酸的摩爾比為1:0.95，硫酸的加入量為皂腳重量的1_2%，在反應器2中，甲醇與脂肪酸的摩爾比為1: 1.2，硫酸的加入量為皂腳重量的1_2%，生成相應的脂肪酸甲酯，再經洗滌干燥后即得生物柴油，并且得到副廣品粗甘油。
[0010]本發明由于采用兩個反應器，在反應器I中皂腳過量，在反應器2中甲醇過量，目的在于反應徹底，使皂腳酯化率高達99.5%，成品得率高，成品得純度亦高。
[0011]具體步驟如下:
[0012]I)皂腳濃縮;采用真空薄膜蒸發工藝，該工藝濃縮時的真空度要求720毫米汞柱以上，操作溫度70-85 0C ;得到的皂腳標準如下:含水I %以下，色澤加特納比色9以下，20 V時保持自然流動；
[0013]為保證成品的含水量在規定的指標以下，需在上述蒸發工藝前增加一道預脫水工序;預脫水采用盤管加熱器，通入表壓為2千克/平方厘米的蒸汽間接加熱，在700毫米汞柱真空下進行；當皂腳的水分含量不大于35%，油脂含量不超過24%，皂腳含量為44%左右時，即可停止脫水;預脫水后的濃縮皂腳按上述要求進行濃縮；
[0014]濃縮設備采用皂腳濃縮機，也稱為刮板薄膜濃縮機，常用來處理熱敏性、高粘度、高沸點及發泡性物質，其效果優于其他類型的蒸發器。刮板薄膜蒸發器的傳熱效果好，特別是粘度超過100厘泊的料液，它的傳熱系數下降很小。以上兩種設備由鄭州四維糧油設備技術有限公司提供。
[0015]2)酯交換工段
[0016]濃縮原料皂腳進入反應器I，在此一并加入輔料甲醇及催化劑硫酸;發生化學反應后生成脂肪酸甲酯和甘油;經過沉降分離后脂肪酸甲酯進入反應器2，在此一并加入甲醇和催化劑硫酸，使沒有反應的物料進一步反應以提高產品的收率;反應器2出來的脂肪酸甲酯進入洗滌塔，在此用稀鹽酸水溶液進行洗滌，以清除掉脂肪酸甲酯中夾帶的氫氧化鈉，之后脂肪酸甲酯去甲酯干燥工段;反應器洗滌塔經沉降分離的甘油、甲醇等重相混合物，一并進入甲醇回收塔經精餾后塔頂得到99.9%的甲醇可回到反應器中循環使用;塔底出來的甘油和水去粗甘油予處理工段；
[0017]3)甲酯干燥工段
[0018]由酯交換工段來的脂肪酸甲酯經過一級干燥器、二級干燥器，將甲酯中的水份蒸發除掉;干燥是在真空條件下進行的，經干燥后的脂肪酸甲酯即為生物柴油產品，由栗加壓送入成品貯罐；
[0019]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種生物柴油的制備方法，其特征在于:該方法是用植物油脂廠精煉的副產物皂腳為原料，經過濃縮干燥，然后和甲醇在硫酸催化劑在低溫60-65 °C下進行酯交換反應，反應60min后，酯化率達到99.5%;甲醇與原料油的摩爾比為100:1，酸催化生產工藝需要兩個連續運行的酯交換反應器進行反應，在反應器I中，甲醇與脂肪酸的摩爾比為1:0.95，硫酸的加入量為皂腳重量的1_2%，在反應器2中，甲醇與脂肪酸的摩爾比為1: 1.2，硫酸的加入量為皂腳重量的1-2%，生成相應的脂肪酸甲酯，再經洗滌干燥后即得生物柴油。
【文檔編號】C11C3/10GK105950301SQ201610270608
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】藍漢才
【申請人】藍漢才