一種用生物油脂制備生物柴油的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用生物油脂制備生物柴油的方法，涉及可再生新能源領(lǐng)域。本方法包括以下三個(gè)步驟：(1)原料生物油脂預(yù)處理；(2)酯交換反應(yīng)：標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1∶3～9，固體堿催化劑的用量為標(biāo)準(zhǔn)原料油脂質(zhì)量的0.01～0.2%，反應(yīng)溫度為250～300℃，反應(yīng)壓力為2～5MPa，反應(yīng)時(shí)間為8～30min；(3)粗生物柴油脫色。本發(fā)明方法不僅解決了以短鏈醇為酯交換試劑生產(chǎn)生物柴油所存在的甘油過(guò)剩問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)了以較低的酯油比條件下反應(yīng)收率即可達(dá)90%以上的生產(chǎn)可能性；所得副產(chǎn)物無(wú)需后續(xù)再分離，即可直接使用；制備的生物柴油的顏色可達(dá)顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5～Y6號(hào)之間，是一種綠色環(huán)保的用生物油脂制備生物柴油的新方法。
【專利說(shuō)明】一種用生物油脂制備生物柴油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可再生新能源領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用生物油脂制備生物柴油的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石油資源的枯竭，空氣質(zhì)量的惡化，生物柴油越來(lái)越倍受關(guān)注。生物柴油主要成分為脂肪酸短碳酯，是由植物油(如棕櫚油)、動(dòng)物油(如牛脂肪)以及餐飲廢油(如地溝油)等油脂通過(guò)酯交換反應(yīng)而生成的一種可再生液體燃料，具有可生物降解、無(wú)毒性、對(duì)環(huán)境無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)，是石化柴油的最佳代替品。生物柴油中的氧含量較高，在燃燒過(guò)程中的熱值與石化柴油非常接近，燃燒時(shí)更加安全，另外生物柴油作為一種液體燃料幾乎不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生腐燭作用。生物柴油與石化柴油具有很好的互溶性，兩者可以任意比例混合，生物柴油可單獨(dú)使用或與石化柴油調(diào)和油使用，有助于降低尾氣中CO、SO2等有害物質(zhì)的含量，還可將使用成本大大降低。
[0003]目前，生物柴油的制備工藝，一般是在生物油脂通過(guò)以醇類為酯交換試劑，在酸、堿催化條件下進(jìn)行酯交換反應(yīng)生產(chǎn)粗生物柴油，粗生物柴油再經(jīng)中和、水洗后得到精制生物柴油，工藝比較簡(jiǎn)單，所制得的生物柴油純度高，性質(zhì)穩(wěn)定。但是，一方面醇與油脂互溶性差，酯交換試劑與油脂為兩相存在，這將嚴(yán)重影響醇與脂之間的傳質(zhì)，從而極大地限制了酯交換反應(yīng)的反應(yīng)速率；另一方面對(duì)于酸、堿催化條件下制備生物柴油的反應(yīng)，酸堿催化劑的重復(fù)使用需要催化劑的再生，在催化劑再生過(guò)程中難免會(huì)有酸堿廢液的產(chǎn)生，環(huán)境污染嚴(yán)重，使用受到了一定的限制；其次，反應(yīng)過(guò)程中不但會(huì)產(chǎn)生大量廉價(jià)的反應(yīng)副產(chǎn)物甘油，還需要通過(guò)水洗等后續(xù)的 處理過(guò)程對(duì)催化劑進(jìn)行失活處理，不僅工藝路線長(zhǎng)，并且由于副產(chǎn)物粗甘油價(jià)格低廉，精制處理工藝復(fù)雜，投資大，其被大部分企業(yè)直接丟棄或者簡(jiǎn)單燃燒。因此，隨著生物柴油工業(yè)的快速發(fā)展，不僅會(huì)有大量酸、堿廢液以及固體催化劑的廢棄物產(chǎn)生，還會(huì)有大量副產(chǎn)物粗甘油污染環(huán)境，成為制約生物柴油發(fā)展的關(guān)鍵所在。
[0004]為了解決酸堿廢液的問(wèn)題，很多研究者開(kāi)始著手研究無(wú)催化的超臨界條件下制備生物柴油的方法。超臨界條件下的醇類與油脂具有相近的溶解度參數(shù)，互溶性良好，有利于醇脂之間的傳質(zhì)，加快酯交換反應(yīng)的反應(yīng)速率，該法可以保證酯交換反應(yīng)在無(wú)催化體系中完成，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)完全，脂肪酸甲酯收率高，是一種環(huán)境友好型的綠色環(huán)保新工藝。但與酯交換法相比，苛刻的反應(yīng)條件限制了超臨界法制備生物柴油的廣泛應(yīng)用。
[0005]為了改善超臨界法制備生物柴油的工藝條件，現(xiàn)有技術(shù)(高藝霞等.微堿強(qiáng)化超臨界法制備生物柴油組分分析及工藝過(guò)程[J].化工學(xué)報(bào)，2013.64(2): 683-688)公開(kāi)了在超臨界條件下添加微量氫氧化鉀來(lái)改善工藝條件，催化碳酸二甲酯(DMC)與棕櫚油(工業(yè)制品)制備無(wú)甘油副產(chǎn)的生物柴油反應(yīng)的研究。結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度280°C，反應(yīng)時(shí)間20min，K0H添加量為0.1%，反應(yīng)壓力為3.5MPa，酯油摩爾比(即碳酸二甲酯與棕櫚油的摩爾t匕)為20:1時(shí)，脂肪酸甲酯的收率最高可達(dá)83.11%，并且酯油摩爾比與脂肪酸甲酯的收率有密切關(guān)系，酯油摩爾比小于20:1時(shí)，收率下降。理論上，DMC即是反應(yīng)物又是整個(gè)反應(yīng)體系的溶劑，一方面，酯交換反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，增加酯油摩爾比對(duì)反應(yīng)是有利的；另一方面，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)繼續(xù)增加酯油摩爾比就失去了意義，且增大了后續(xù)回收碳酸二甲酯的生產(chǎn)成本。但現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)的酯油摩爾比(即碳酸二甲酯與棕櫚油的摩爾比)為20:1，遠(yuǎn)大于理論上酯交換反應(yīng)所需的比例，但其收率卻僅達(dá)83.11%，可見(jiàn)該方法耗費(fèi)大量原料，增加了未反應(yīng)的原料的回收的負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用生物油脂制備生物柴油的方法。
[0007]本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0008]一種用生物油脂制備生物柴油的方法包括以下步驟:
51.原料生物油脂經(jīng)脫雜質(zhì)和脫水處理后，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂；
52.酯交換反應(yīng):
521.將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和碳酸二甲酯按比例在反應(yīng)器中進(jìn)行混合，再加入固體堿催化劑混合后形成混合物料；所述標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1: 3~9，固體堿催化劑的添加量為標(biāo)準(zhǔn)原料油脂質(zhì)量的0.01~0.2% ；
522.控制混合物料的反應(yīng)溫度為250~300°C，反應(yīng)壓力為2~5MPa，并充分?jǐn)嚢杌旌戏磻?yīng)，反應(yīng)時(shí)間為8~30min，反應(yīng)后得到混合物；
523.將S22.中的混合物經(jīng)離心機(jī)分離為固體堿催化劑和生物柴油與碳酸二甲酯混合物；` 524.將S23.中分離得到的生物柴油與碳酸二甲酯混合物進(jìn)一步蒸餾回收碳酸二甲酯，得到粗生物柴油；
53.粗生物柴油經(jīng)脫色處理后，得到生物柴油；
所述固體堿催化劑為堿金屬的氫氧化物或硅酸鹽化合物。
[0009]發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的工藝條件下可以實(shí)現(xiàn)在較小的酯油摩爾比時(shí)，獲得的生物柴油收率達(dá)90%以上的意想不到的技術(shù)效果(現(xiàn)有技術(shù)在酯油摩爾比達(dá)20:1，收率卻僅為83.11%)，極大的減輕了生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行原料回收的負(fù)擔(dān)。
[0010]優(yōu)選地，所述固體堿催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉中的任意一種或多種的混合物。
[0011]優(yōu)選地，所述原料生物油脂為植物油、動(dòng)物油或餐飲廢油中的任意一種或多種的混合物。
[0012]優(yōu)選地，所述植物油為棕櫚油、椰子油、玉米胚芽油、大豆油、菜籽油、光皮樹(shù)油或麻瘋樹(shù)油中的任意一種或多種的混合物。
[0013]優(yōu)選地，所述動(dòng)物油為魚(yú)油、牛油、豬油或羊油的任意一種或多種的混合物。
[0014]優(yōu)選地，所述餐飲廢油為潲水或地溝油。
[0015]優(yōu)選地，S1.中所述脫雜質(zhì)和脫水處理包含以下步驟:
511.將原料生物油脂加入到預(yù)處理器中，加入質(zhì)量為原料生物油脂質(zhì)量10~30%的溫度范圍為90~95°C之間的熱水，不斷攪拌后，靜置沉淀，形成分液層；
512.將Sll.中分液層的下層混合物放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌的條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0016]通過(guò)熱水對(duì)原料生物油脂進(jìn)行預(yù)處理，可以將原料生物油脂的雜質(zhì)分離出來(lái)，雜質(zhì)分布在所述分液層的下層混合物中，雜質(zhì)包括固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。
[0017]優(yōu)選地，S3.中所述脫色處理步驟為:往S24.中得到的粗生物柴油中，加入質(zhì)量為粗生物碳柴油質(zhì)量2~5%的白土，在75~85°C下攪拌脫色30~60 min，抽濾后，得到生物柴油。
[0018]一般地，所述反應(yīng)器包括加熱器、冷凝器和攪拌器。
[0019]S22.中，反應(yīng)時(shí)間與添加的固體堿催化劑有關(guān)，固體堿催化劑用量越大，可以在更短的時(shí)間內(nèi)高收率的獲得生物柴油。
[0020]優(yōu)選地，酯交換反應(yīng)在得到的混合物用氣相色譜法檢測(cè)脂肪酸甲酯含量達(dá)90%以上時(shí)可結(jié)束反應(yīng)。
[0021]經(jīng)過(guò)本發(fā)明所述方法制備得到的生物柴油的顏色可達(dá)顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明以碳酸二甲酯為酯交換試劑，少量固體堿性物為催化劑，在超/近臨界條件進(jìn)行油脂酯交換反應(yīng)生成無(wú)甘油副產(chǎn)物的生物柴油。
[0023]本發(fā)明方法不僅解決了以短鏈醇為酯交換試劑生產(chǎn)生物柴油所存在的甘油過(guò)剩問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)了以較低的酯油比條件下反應(yīng)收率即可達(dá)90%以上的生產(chǎn)可能性。
[0024]本發(fā)明方法所得副產(chǎn)物無(wú)需后續(xù)再分`離，即可直接使用，極大地提高了原料的利用率；制備的生物柴油的顏色可達(dá)顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間，是一種綠色環(huán)保的用生物油脂制備生物柴油的新方法。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例中采用的原料和方法為本領(lǐng)域常規(guī)市購(gòu)的原料和常規(guī)使用的方法。
[0026]實(shí)施例1
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將棕櫚油加入到預(yù)處理罐中，加入棕櫚油質(zhì)量18%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌20 min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0027](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:9(890kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和810kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入0.89kg氫氧化鉀混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度280°C，反應(yīng)壓力為3.5MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件下反應(yīng)時(shí)間為20min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)93.5%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為氫氧化鉀和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C下減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0028](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量3%的白土，在80°C下攪拌脫色45min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0029](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。[0030]實(shí)施例2
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將地溝油加入到預(yù)處理罐中，加入地溝油質(zhì)量30%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌30min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0031](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1:8 (910kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和760kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入1.5kg氫氧化鉀混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度300°C，反應(yīng)壓力為4MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為lOmin，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)92.6%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為氫氧化鉀和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0032](3)粗柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量5%的白土，在85°C下攪拌脫色30 min,抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0033](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BDlOO標(biāo)準(zhǔn)。
[0034]實(shí)施例3
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將玉米胚芽油加入到預(yù)處理罐中，加入玉米胚芽油質(zhì)量30%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌30min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷月旨、蛋白質(zhì)等雜質(zhì) 溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°c并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0035](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1:6 (840kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和540kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入0.84kg氫氧化鈉混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度260°C，反應(yīng)壓力為5MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為15min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)90.21%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為氫氧化鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0036](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量2%的白土，在85°C下攪拌脫色30min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0037](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BDlOO標(biāo)準(zhǔn)。
[0038]實(shí)施例4
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將牛油加入到預(yù)處理罐中，加入牛油質(zhì)量10%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌30min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°c并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0039](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1:7 (980kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和630kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入1.0kg硅酸鈉混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度250°C，反應(yīng)壓力為5MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為30min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)96.7%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為硅酸鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0040](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量3%的白土，在75°C下攪拌脫色30min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Υ6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0041](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0042]實(shí)施例5
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將豬油加入到預(yù)處理罐中，加入豬油質(zhì)量25%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌20min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0043](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:7(960kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和630kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合在反應(yīng)器中混合，再加入1.5kg氫氧化鈉混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度300°C，反應(yīng)壓力為2MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為8min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)90.2%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為氫氧化鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0044](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量2%的白土，在75°C下攪拌脫色60min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0045](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0046]實(shí)施例6 (I)原料生物油脂的預(yù)處理:將大豆油加入到預(yù)處理罐中，加入大豆油質(zhì)量20%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌30min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0047](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:7(960kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和630kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入0.3kg硅酸鈉混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度300°C，反應(yīng)壓力為2MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為25min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)95.1%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為硅酸鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0048](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量2%的白土，在85°C下攪拌脫色60min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0049](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0050]實(shí)施例7
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將潲水加入到預(yù)處理罐中，加入潲水質(zhì)量15%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌20min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0051](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:7(910kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和810kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入1.2kg硅酸鈉混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度250°C，反應(yīng)壓力為4MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為30min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)89.9%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為硅酸鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。[0052](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量5%的白土，在75°C下攪拌脫色30min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0053](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0054]實(shí)施例8
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將棕櫚油加入到預(yù)處理罐中，加入棕櫚油質(zhì)量15%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌20min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0055](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:3(960kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和270kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入1.92kg硅酸鈉混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度250°C，反應(yīng)壓力為4MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為30min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)89.9%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為硅酸鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0056](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量5%的白土，在75°C下攪拌脫色30min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0057](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0058]實(shí)施例9
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將牛油加入到預(yù)處理罐中，加入牛油質(zhì)量10%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌30min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°c并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。`
[0059](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:4(980kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和360kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入0.1kg氫氧化鉀混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度250°C，反應(yīng)壓力為5MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為30min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量達(dá)96.7%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為硅酸鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0060](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量3%的白土，在75°C下攪拌脫色30min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0061](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0062]對(duì)比例I
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將棕櫚油加入到預(yù)處理罐中，加入棕櫚油質(zhì)量18%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌20 min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100 V并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0063](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1:20 (890kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和1810kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入0.89kg氫氧化鉀混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度280°C，反應(yīng)壓力為3.5MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件下反應(yīng)時(shí)間為20min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量為62.4%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為氫氧化鉀和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°c下減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0064](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量3%的白土，在80°C下攪拌脫色45min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0065](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)未達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0066]對(duì)比例2
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將牛油加入到預(yù)處理罐中，加入牛油質(zhì)量10%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌30min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0067](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:2(960kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和181kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，0.9kg氫氧化鉀混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度250°C，反應(yīng)壓力為5MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為30min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量為32.7%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為硅酸鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0068](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量3%的白土，在75°C下攪拌脫色30min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0069](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)未達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0070]對(duì)比例3
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將地溝油加入`到預(yù)處理罐中，加入餐飲廢油質(zhì)量15%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌20min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0071](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為l:2(910kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和181kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，0.9kg氫氧化鉀混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度250°C，反應(yīng)壓力為4MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件反應(yīng)時(shí)間為30min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量為50.6%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為硅酸鈉和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0072](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量5%的白土，在75°C下攪拌脫色30min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0073](4)成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)未達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
[0074]對(duì)比例4
(I)原料生物油脂的預(yù)處理:將棕櫚油加入到預(yù)處理罐中，加入棕櫚油質(zhì)量18%的水溫在90~95°C之間的熱水，并不斷攪拌20 min，靜置沉淀，使油脂中的固體顆粒、磷脂、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)溶解在水中形成分液層，下層混合物由罐底放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
[0075](2)酯交換反應(yīng):將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1:10 (890kg標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和905kg碳酸二甲酯)在反應(yīng)器中混合，再加入0.89kg氫氧化鉀混合形成混合物料，控制混合物料反應(yīng)溫度280°C，反應(yīng)壓力為3.5MPa下，充分?jǐn)嚢杌旌系臈l件下反應(yīng)時(shí)間為20min，用氣相色譜法檢測(cè)此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中脂肪酸甲酯含量為82.4%。結(jié)束反應(yīng)后，經(jīng)離心機(jī)分離為氫氧化鉀和生物柴油與碳酸二甲酯混合物，在110°C下減壓蒸餾回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
[0076](3)粗生物柴油脫色:加入粗生物碳柴油質(zhì)量3%的白土，在80°C下攪拌脫色45min，抽濾，得到顏色在標(biāo)準(zhǔn)比色液Y5~Y6號(hào)之間的生物柴油，然后裝入成品罐。
[0077](4) 成品檢驗(yàn):生物柴油的品質(zhì)未達(dá)到國(guó)家BD100標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用生物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 51.原料生物油脂經(jīng)脫雜質(zhì)和脫水處理后，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂； 52.酯交換反應(yīng): 521.將標(biāo)準(zhǔn)原料油脂和碳酸二甲酯按比例在反應(yīng)器中進(jìn)行混合，再加入固體堿催化劑混合后形成混合物料；所述標(biāo)準(zhǔn)原料油脂與碳酸二甲酯的摩爾比為1: 3~9，固體堿催化劑的添加量為標(biāo)準(zhǔn)原料油脂質(zhì)量的0.01~0.2% ； 522.控制混合物料的反應(yīng)溫度為250~300°C，反應(yīng)壓力為2~5MPa，并充分?jǐn)嚢杌旌戏磻?yīng)，反應(yīng)時(shí)間為8~30min，反應(yīng)后得到混合物； 523.將S22.中的混合物經(jīng)離心機(jī)分離為固體堿催化劑和生物柴油與碳酸二甲酯混合物； 524.將S23.中分離得到的生物柴油與碳酸二甲酯混合物進(jìn)一步蒸餾回收碳酸二甲酯，得到粗生物柴油； 53.粗生物柴油經(jīng)脫色處理后，得到生物柴油； 所述固體堿催化劑為堿金屬的氫氧化物或硅酸鹽化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用生物油脂制備生物`柴油的方法，其特征在于，所述固體堿催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉中的任意一種或多種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用生物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，所述原料生物油脂為植物油、動(dòng)物油或餐飲廢油中的任意一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用生物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，所述植物油為棕櫚油、椰子油、玉米胚芽油、大豆油、菜籽油、光皮樹(shù)油或麻瘋樹(shù)油中的任意一種或多種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用生物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，所述動(dòng)物油為魚(yú)油、牛油、豬油或羊油的任意一種或多種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用生物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，所述餐飲廢油為潲水或地溝油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用生物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，S1.中所述脫雜質(zhì)和脫水處理包含以下步驟: 511.將原料生物油脂加入到預(yù)處理器中，加入質(zhì)量為原料生物油脂質(zhì)量10~30%的溫度范圍為90~95°C之間的熱水，不斷攪拌后，靜置沉淀，形成分液層； 512.將Sll.中分液層的下層混合物放出，上層原料在加熱100°C并伴有攪拌的條件下脫水30 min，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用生物油脂制備生物柴油的方法，其特征在于，S3.中所述脫色處理步驟為:往S24.中得到的粗生物柴油中，加入質(zhì)量為粗生物碳柴油質(zhì)量2~5%的白土,在75~85°C下攪拌脫色30~60 min,抽濾后,得到生物柴油。
【文檔編號(hào)】C11C3/10GK103881827SQ201410090913
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】曾憲洲, 段家貴 申請(qǐng)人:廣州泰晟生物科技有限公司