專利名稱：用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的催化劑及生物柴油生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用高酸值油脂在復合催化劑作用下轉酯化生產(chǎn)生物柴油的新方法，屬于廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油技術領域。具體的說就是各種來源不同的廢棄油脂在復合催化劑作用下，通過酯化反應制備生物柴油。
背景技術：
生物柴油是利用植物油脂或動物油脂等可再生資源制造出來的可以替代石化柴油的清潔安全的新型燃料。主要成分為軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸等長鏈飽和不飽和脂肪酸同甲醇或乙醇所形成的酯類化合物。生物柴油具有可再生、易于生物降解、燃燒污染物排放低、溫室氣體排放低等特點。生物柴油與石化柴油具有相近的性能。并且有其無與倫比的優(yōu)越性(1)具有優(yōu)良的環(huán)保特性。(2)具有較好的低溫發(fā)動機啟動性能。(3)具有較好的潤滑性能。(4)具有較好的安全性能。(5)具有良好的燃燒性能。(6)具有可再生性能。(7)無需改動柴油機，可直接添加使用，同時無需另添設加油設備、儲存設備及人員的特殊技術訓練。(8)生物柴油以一定比例與石化柴油調和使用，可以降低油耗、提高動力性，并降低尾氣污染。生產(chǎn)生物柴油對解決環(huán)境危機和能源危機具有重要的意義。
生物柴油的生產(chǎn)方法主要有化學法和酶法，酶法由于催化劑價格高、催化時間長，催化劑容易失活等原因，離工業(yè)化還有一段距離化學法包括堿催化和酸催化，堿催化效率高，對設備要求低，但是這種工藝對原料要求較高，對于酸值大于5的高酸值油脂特別是游離脂肪酸含量較高的廢棄油脂(植物油下腳料、地溝油等)則不能直接使用，酸催化對原料要求低，但是酸催化劑主要是濃硫酸對設備腐蝕性強、反應時間長，生物柴油得率低且副產(chǎn)品甘油純度差等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一個目的在于公開了一種利用高酸值廢棄油脂制備生物柴油的新型復合催化劑，利用這種復合催化劑生產(chǎn)生物柴油，催化反應條件溫和，反應產(chǎn)物利率高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的催化劑，其特征在于該催化劑是由對甲笨磺酸、四氯化錫和濃硫酸按1∶1∶1的重量比例混合成。
本發(fā)明的第二個目的還在于是提供一種采用這種復合催化劑用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，本發(fā)明具體生產(chǎn)過程包括如下步驟(1)、將復合催化劑和高酸值油脂和甲醇一起加入到反應釜中，在反應溫度為58-63℃，復合催化劑占高酸值油脂重的2.5-3％，醇油質量比為1∶3-1∶5，反應時間為3.5-4h；(2)、將步驟(1)所得反應物靜置分層，上層含生物柴油和甲醇，下層含甘油、復合催化劑和甲醇；(3)、將上層液體經(jīng)甲醇回收塔回收甲醇，用65～75℃的水洗滌至水澄清，將上層液體脫水得到生物柴油產(chǎn)品。
本發(fā)明提供了的新型復合催化劑，利用該催化劑生產(chǎn)生物柴油具有原料適應廣、反應條件溫和、反應產(chǎn)物得率高。利用這種復合催化劑的用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，工藝簡單，同時又可以加快生物柴油的生產(chǎn)速度，明顯縮短反應時間，并提高了生物柴油的得率，提高了企業(yè)的效益。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以助于理解本發(fā)明的內容。
實施例1向反應釜中加入100g廢棄油脂(酸值95)，2.5g復合催化劑，復合催化劑由甲醇20g，復合催化劑由對甲笨磺酸、四氯化錫和濃硫酸按1∶1∶1的重量比例混合成，混合前先用甲醇將對甲苯磺酸溶解。反應溫度58℃，反應時間3.5h。反應結束后靜止分層60min，上層主要為脂肪酸甲酯和少量甲醇，下層主要為甘油、復合催化劑和少量甲醇。將上層產(chǎn)物通過甲醇蒸餾塔真空回收甲醇后，用15ml65℃的熱水洗滌，離心分層，取上層油相經(jīng)真空蒸餾脫除水分得到生物柴油精品91.5克，反應總得率為91.5％。
實施例2向反應釜中加入100g廢棄油脂(酸值95)，2.8g復合催化劑，甲醇28g，反應溫度60℃，反應時間3.8h。復合催化劑由對甲笨磺酸、四氯化錫和濃硫酸按1∶1∶1的重量比例混合成，混合前先用甲醇將對甲苯磺酸溶解。反應結束后靜止分層60min，上層主要為脂肪酸甲酯和少量甲醇，下層主要為甘油、復合催化劑和少量甲醇。將上層產(chǎn)物通過甲醇蒸餾塔真空回收甲醇后，用15ml70℃的熱水洗滌，離心分層，取上層油相經(jīng)真空蒸餾脫除水分得到生物柴油精品93.01克。反應總得率為93.01％。
實施例3向反應釜中加入100g廢棄油脂(酸值95)，3.0g復合催化劑(由對甲笨磺酸、四氯化錫和濃硫酸按1∶1∶1的重量比例混合成，混合前先用甲醇將對甲苯磺酸溶解)，甲醇33g，反應溫度63℃，反應時間4h。反應結束后靜止分層60min，上層主要為脂肪酸甲酯和少量甲醇，下層主要為甘油、復合催化劑和少量甲醇。將上層產(chǎn)物通過甲醇蒸餾塔真空回收甲醇后，用15ml75℃的熱水洗滌，離心分層，取上層油相經(jīng)真空蒸餾脫除水分得到生物柴油精品93.25克。反應總得率為93.25％。
實施例4得到的生物柴油經(jīng)過山東省產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗研究院檢測，各項指標優(yōu)于國家現(xiàn)行的生物柴油標準GB/T20828-2007，達到德國生物柴油標準，其結果見表1。
表1本發(fā)明的生物柴油性能指標


權利要求
1.一種用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的催化劑，其特征在于該催化劑是由對甲笨磺酸、四氯化錫和濃硫酸按1∶1∶1的重量比例混合成。
2.如權利要求1所述的用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的催化劑，其特征在于所述的對甲笨磺酸在與四氯化錫和濃硫酸混合前溶于甲醇中。
3.一種利用權利要求1或2所述的催化劑用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于包括如下步驟(1)、將催化劑和高酸值油脂、甲醇一起加入到反應釜中，在反應溫度為58-63℃，催化劑占高酸值油脂重的2.5-3％，醇油質量比為1∶3-1∶5，反應時間為3.5-4h；(2)、將步驟(1)所得反應物靜置分層，上層含生物柴油和甲醇，下層含甘油、復合催化劑和甲醇；(3)、將上層液體經(jīng)甲醇回收塔回收甲醇，用65～75℃的水洗滌至水澄清，將上層液體脫水得到生物柴油產(chǎn)品。
4.如權利要求3所述的用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于所述的步驟(3)中的脫水過程為真空蒸餾脫水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的復合催化劑，是將對甲笨磺酸、四氯化錫和濃硫酸按1∶1∶1的比例混合后制成的。采用復合催化劑通過酯化反應將廢棄油脂轉化為生物柴油，反應溫度為58－63℃，復合催化劑用量為高酸值廢棄油脂的2.5－3％，反應時間為3.5－4h。利用本復合催化劑進行酯化反應生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)點是反應條件溫和，反應時間短、生物柴油得率高，產(chǎn)品質量好，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B01J31/04GK101074391SQ200710130710
公開日2007年11月21日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權日2007年7月19日
發(fā)明者楊慶利, 禹山林, 朱鳳, 潘麗娟, 曹玉良 申請人:楊慶利