專利名稱：一種制備生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種制備生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)的發(fā)展，人們對石油的需求量與日俱增。面對世界性石油資源日益枯竭和油品燃燒后排放的廢氣引起的環(huán)境污染問題，能夠替代石油燃料并對環(huán)境破壞小的新能源的開發(fā)越來越受到人們的重視。生物柴油(Biodiesel)是以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂等為原料油，與醇類通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的燃料，是一種對環(huán)境友好的可再生能源。與石化柴油相比，生物柴油具有許多明顯的優(yōu)勢，其含硫量低，可減少約30%的二氧化硫和硫化物的排放；其具有較好的潤滑性能，可以降低噴油泵、發(fā)動機(jī)缸體和連桿的磨損，延長其使用壽命；其具有良好的燃燒性能，而且在運(yùn)輸、儲存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。生物柴油多以植物油和動物油為主要原料來源，然而從國內(nèi)外生物柴油發(fā)展?fàn)顩r看，由于近兩年來世界范圍內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品價格上漲，導(dǎo)致以植物油為原料的生物柴油成本上升，從經(jīng)濟(jì)角度看，以生物柴油完全取代石油柴油在短期內(nèi)是不可行的。而以餐飲廢油、酸化油、地溝油等廢棄油脂為原料制備生物柴油，既避免了直接由植物油生產(chǎn)生物柴油造成與民爭油的問題，降低生產(chǎn)成本，還可以防止這類廢棄物流入食品市場威脅人類健康以及對生態(tài)環(huán)境的污染。目前制備生物柴油的方法主要有酶催化和化學(xué)催化。酶催化制備生物柴油成本高，反應(yīng)時間長，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。化學(xué)催化法包括堿催化和酸催化。堿催化效率高、對設(shè)備要求低，但這種工藝要求原料酸值低，否則將出現(xiàn)皂化現(xiàn)象。然而餐飲廢油等廢棄油脂通常雜質(zhì)含量高、水分大、游離脂肪酸多、酸值高。而酸催化對原料要求低，因此目前對于酸值較高的廢棄油脂通常使用酸作催化劑，或者采取兩步法，即先用酸降低廢油的酸值，再用堿催化制備生物柴油，其中最常用的酸為濃硫酸。酸催化的優(yōu)點(diǎn)是不受原料中游離脂肪酸和水含量等因素的影響，對任何品質(zhì)的原料均可直接應(yīng)用，然而傳統(tǒng)強(qiáng)酸性催化劑腐蝕性強(qiáng)、反應(yīng)速度慢、反應(yīng)溫度高、轉(zhuǎn)化率較低，并且在催化過程中大量使用甲醇，產(chǎn)生大量酸性廢液，廢液排放容易對環(huán)境造成二次污染，催化劑不能重復(fù)利用。因此，針對成分復(fù)雜、酸值高、質(zhì)量差的廢棄油脂，需要開發(fā)更為高效環(huán)保的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)在制備生物柴油過程中存在的缺陷，提供一種高效環(huán)保的制備生物柴油的方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種制備生物柴油的方法，包括步驟1、以離子液體為催化劑，高酸值油酯與低碳醇混合，高酸值油酯中的游離脂肪酸和低碳醇發(fā)生酯化反應(yīng)，使高酸值油酯轉(zhuǎn)化為低酸值油脂；
步驟2、取步驟1所得的低酸值油脂，在堿催化劑作用下，與低碳醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)得到脂肪酸酯；步驟3、取步驟2所得脂肪酸酯，脫水即得生物柴油。優(yōu)選的，所述離子液體為具有式I、式II或式III所示結(jié)構(gòu)的化合物，
權(quán)利要求
1.一種制備生物柴油的方法，其特征在于，包括步驟1、以離子液體為催化劑，高酸值油酯與低碳醇混合，高酸值油酯中的游離脂肪酸和低碳醇發(fā)生酯化反應(yīng)，使高酸值油酯轉(zhuǎn)化為低酸值油脂；步驟2、取步驟1所得低酸值油脂，在堿催化劑作用下，與低碳醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)得到脂肪酸酯；步驟3、取步驟2所得脂肪酸酯，脫水即得生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述離子液體為具有式I、式II或式 III所示結(jié)構(gòu)的化合物，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述高酸值油酯與離子液體的質(zhì)量比為 100 0. 8 1. 6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述酯化反應(yīng)為在50 70°C下反應(yīng)1 汕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述堿催化劑為NaOH、KOH或CH30Na。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述制備方法，其特征在于，所述低酸值油脂與所述堿催化劑的質(zhì)量比為100 0. 8 1. 4。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述酯交換反應(yīng)為在40 60°C下反應(yīng) 1 3h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述低碳醇為甲醇、乙醇或異丙醇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟3還包括步驟2所得脂肪酸酯用 50°C 90°C水洗至中性。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法，其特征在于，步驟2還包括所得脂肪酸酯用50°C 90°C熱飽和氯化鈉溶液洗滌步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種制備生物柴油的方法，以高酸值油脂為原料，采用兩步法制備生物柴油，首先以離子液體作為催化劑，高酸值油酯中的游離脂肪酸和低碳醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成脂肪酸酯，除去游離脂肪酸，使酸值降低生成低酸值油脂，然后在堿催化劑作用下，低酸值油脂與低碳醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成脂肪酸酯，脫水制得生物柴油。本發(fā)明所述制備生物柴油的方法以高酸值油脂為原料，原料來源廣泛，以離子液體作為催化劑催化降低酸值反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間短、效率高，避免了傳統(tǒng)酸催化劑的二次污染和腐蝕設(shè)備問題。采用本發(fā)明所述制備生物柴油的方法制備的生物柴油理化指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，可與柴油以任意比例混合使用。
文檔編號C10L1/02GK102268329SQ20111019295
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者陳立功 申請人:陳立功