專利名稱：一種制備生物柴油的高酸值原料的預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備生物柴油的原料預(yù)處理方法，尤其是涉及一種制備生物柴油的高酸 值原料的預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
目前，以動植物油脂為原料制造生物柴油的成本偏高。對于中國來說，在近5年，甚至 1 0年之內(nèi)，生物柴油的制備原料主要為各種餐飲廢油、地溝油、酸化油及油腳等。這些廢 動植物油均含有大量的游離脂肪酸，如果采用傳統(tǒng)的堿催化工藝，需要先在酸性催化劑作用 下，進(jìn)行酯化預(yù)處理，否則游離脂肪酸會與堿反應(yīng)生成皂化物。堿催化的酯交換反應(yīng)要求油 脂的酸值最好低于l mgKOH/g。對于酸值較高的廢油脂，往往需經(jīng)兩步甚至多步酯化才能使油 脂的酸值達(dá)到要求，因此操作繁瑣、甲醇消耗量大、反應(yīng)時(shí)間長。因此，發(fā)展一種高效和節(jié) 省成本的高酸值原料預(yù)處理方法勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備生物柴油的高酸值原料油脂預(yù)處理方法，其釆用過量的 甲醇和濃硫酸的混合物來處理原料油脂，迅速完成游離脂肪酸的酯化反應(yīng)，降低原料酸值， 以滿足堿催化的酯交換工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種制備生物柴油的高酸值原料預(yù)處理方法，主要包括如下步驟
將酸值為4mgK0H/g -30mgK0H/g的高酸值原料油脂，預(yù)熱后加入甲醇和濃硫酸的初級混合 液進(jìn)行酯化反應(yīng)，其中，所述初級混合液中濃硫酸的重量為原料油脂重量的0.8% -1.6%，初 級混合液中甲醇與原料油脂所含游離脂肪酸的摩爾比為81-270,反應(yīng)溫度控制在60'C-75t:， 攪拌速度為300rpm，反應(yīng)時(shí)間為10 min-80min;然后進(jìn)行離心分離，得到酸值小于1 mgKOH/g 的酯化原料油脂和離心后的甲醇和硫酸混合液。濃硫酸為實(shí)驗(yàn)室常用的濃度為98. 3%及以上的 濃硫酸。
進(jìn)一步地，在離心后的甲醇和硫酸混合液中加入含質(zhì)量百分比濃度為O. 5%-2%硫酸的甲 醇溶液，加入量為初級混合液的損失重量。按照此法每一次補(bǔ)償?shù)匠跫壔旌弦旱闹亓浚僮?為下一次高酸值原料的預(yù)處理時(shí)的重復(fù)使用。
優(yōu)選地，所述初級混合液中濃硫酸的重量為原料油脂重量的1. 2% -1. 5%;
所述初級混合液中的甲醇與原料油脂所含游離脂肪酸的摩爾比為150-270。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
(1) 本發(fā)明采用過量的甲醇和濃硫酸的混合物來處理高酸值原料油脂，會保證游離脂肪 酸的酯化反應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)完成，降低原料酸值，提高生產(chǎn)效率。
(2) 本發(fā)明酯化反應(yīng)得到甲醇和濃硫酸的混合液，以通過重復(fù)使用，使平均到單次預(yù) 處理的甲醇和濃硫酸用量大大減少，降低預(yù)處理成本。另外，技術(shù)方案中的各種工藝參數(shù)如 組分含量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等均是在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上得出的，為反應(yīng)過程最佳的參數(shù)值。


附圖為本發(fā)明的操作流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
步驟(l):在100ml的兩口燒瓶內(nèi)加入20g酸值為10.4mgK0H/g的麻瘋樹油，預(yù)熱到60。C。 然后加入甲醇和98.3%的濃硫酸的初級混合液進(jìn)行酯化反應(yīng)，其中，加入到該初級混合液的濃 硫酸重量為麻瘋樹油重的1.6%，即為0.32g，甲醇和麻瘋樹油所含游離脂肪酸的摩爾比為270， (即甲醇的摩爾數(shù)為1002.9腿o1 )。反應(yīng)溫度控制在60'C，攪拌速度為300rpm，反應(yīng)時(shí)間為 llmin,進(jìn)行然后離心分離，得到酸值小于1 mgKOH/g的酯化原料油脂，以及分離的上層甲 醇和硫酸混合液18. 6 g。
步驟(2):在分離的上層甲醇和硫酸混合液，加入1.4g含質(zhì)量百分比濃度為l呢硫酸的甲 醇溶液，來補(bǔ)償初級混合液的重量損失，作為下一次酯化反應(yīng)的重復(fù)使用。
重復(fù)使用20次后，平均反應(yīng)時(shí)間為26分鐘，平均每次所用硫酸量為麻瘋樹油的O. 21%(w/w)， 甲醇量為麻瘋樹油的21M(w/w)。
實(shí)施例2
步驟(l):在100ml的兩口燒瓶內(nèi)加入20g酸值為15.8mgK0H/g的原料油脂(酸化油)，預(yù) 熱到70 'C。然后加入甲醇和98.3%的濃硫酸初級混合液進(jìn)行酯化反應(yīng)，其中，加入到該初級 混合液中的98.3%濃硫酸重量為原料油脂重的1.2%，即為0.24g，甲醇和原料油脂所含游離脂
肪酸的摩爾比為180， 1015.7咖ol。反應(yīng)溫度控制在70'C，攪拌速度為300 rpm，反應(yīng)時(shí)間為 21min,進(jìn)行然后離心分離，得到酸值小于lmgKOH/g的酯化原料油脂，以及分離的上層甲 醇和硫酸混合液18. 6 g。
步驟(2):在分離的上層甲醇和硫酸混合液，加入1.4g含質(zhì)量百分比濃度為W。硫酸的甲 醇溶液，來補(bǔ)償初級混合液的重量損失，作為下一次酯化反應(yīng)的重復(fù)使用。
重復(fù)使用20次后，平均反應(yīng)時(shí)間為51分鐘，平均每次所用硫酸量為原料油脂的O. 19%(w/w), 甲醇量為原料油脂的19呢(w/w)。
實(shí)施例3
步驟(l):在100ml的兩口燒瓶內(nèi)加入20g酸值為25.5mgK0H/g的原料油脂(酸化油)，預(yù) 熱到75'C。然后加入甲醇和98.3%的濃硫酸混合液進(jìn)行酯化反應(yīng)，其中，加入到該初級混合液 中的9 8%.3濃硫酸重量為原料油脂重的1.5%,即為0.3g，甲醇和原料油脂所含游離脂肪酸的 摩爾比為250 (即甲醇的摩爾數(shù)為2276.8咖o1)。反應(yīng)溫度控制在75 'C，攪拌速度為300rpm， 反應(yīng)時(shí)間為25 min，進(jìn)行然后離心分離，得到酸值小于1 mgKOH/g的酯化原料油脂，以及 分離的上層甲醇和硫酸混合液18.6 g。
步驟(2):在分離的上層甲醇和硫酸混合液，加入1.4g含質(zhì)量百分比濃度為W硫酸的甲
醇溶液，來補(bǔ)償初級混合液的重量損失，作為下一次酯化反應(yīng)的重復(fù)使用。
重復(fù)使用20次后，平均反應(yīng)時(shí)間為57分鐘，平均每次所用硫酸量為原料油脂的O. 21%(w/w)， 甲醇量為原料油脂的2W(w/w)。
權(quán)利要求
1、一種制備生物柴油的高酸值原料的預(yù)處理方法，其特征在于，主要包括如下步驟將酸值為4mgKOH/g-30mgKOH/g的高酸值原料油脂預(yù)熱后加入甲醇和濃硫酸的初級混合液進(jìn)行酯化反應(yīng)，其中，所述初級混合液中濃硫酸的重量為原料油脂重量的0.8％-1.6％，所述初級混合液中的甲醇與原料油脂所含游離脂肪酸的摩爾比為81-270，反應(yīng)溫度控制在60℃-75℃之間，攪拌速度為300rpm，反應(yīng)時(shí)間為10min-80min；然后進(jìn)行離心分離，得到酸值小于1mgKOH/g的酯化原料油脂和離心后的甲醇和硫酸混合液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備生物柴油的高酸值原料的預(yù)處理方法，其特征在于，將離心后的甲醇和硫酸混合液中加入含質(zhì)量百分比濃度為0.5%-2%硫酸的甲醇溶液，該甲醇溶液加入 的重量為上述初級混合液的損失的重量，以補(bǔ)償酯化反應(yīng)后初級混合液的重量損失。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備生物柴油的高酸值原料的預(yù)處理方法，其特征在于，所述初級 混合液中濃硫酸的重量為原料油脂重量的1. 0% -1. 5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備生物柴油的高酸值原料的預(yù)處理方法，其特征在于，所述初級 混合液中的甲醇與原料油脂所含游離脂肪酸的摩爾比為150-270。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備生物柴油的高酸值原料預(yù)處理方法，該方法包括以下步驟將高酸值原料油脂預(yù)熱后加入過量甲醇和硫酸混合物進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酸值小于1mgKOH/g的酯化原料油脂。每次酯化反應(yīng)后的反應(yīng)液離心分離得到的上層甲醇和硫酸混合液，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，用硫酸的甲醇溶液補(bǔ)償每一次混合液的重量損失，再作為下一次預(yù)處理酯化反應(yīng)重復(fù)使用。采用過量的甲醇和濃硫酸的混合物來處理原料油脂，迅速完成游離脂肪酸的酯化反應(yīng)，降低原料酸值，提高生產(chǎn)效率。并且通過重復(fù)使用甲醇和濃硫酸，使平均到單次預(yù)處理的甲醇和濃硫酸用量大大減少，降低預(yù)處理成本。
文檔編號C11C3/04GK101200675SQ20071003176
公開日2008年6月18日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者呂鵬梅, 王忠銘, 文 羅, 袁振宏 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所