一種生物柴油的製備方法
2023-12-06 16:34:36
一種生物柴油的製備方法
【專利說明】
[技術領域]
[0001]本發明涉及一種柴油的製備方法，尤其是涉及一種生物柴油的製備方法。
[【背景技術】]
[0002]生物柴油是以含油植物、動物油脂、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物及餐飲廢油為原料製備的液體燃料。它是可再生的清潔能源，是優質的礦物柴油代用品，生物柴油的合成多採用酯基轉移反應(轉酯化)，只需油、低碳醇和催化劑就可使動植物油與醇類生成酯類並聯產丙三醇。
[0003]目前國內外的研究均集中在採用地溝油或酸化油等廢油和油渣的領域，以無機酸或鹼及其鹽類為催化劑。此類工藝反應條件溫和，成本較低，但酯轉化率低，僅達60 %左右，難以達到內燃機等直接使用的輕質柴油標準;酶法催化反應轉化率可達95%，但催化劑酶易失活，生產成本相對較高;超臨界甲醇技術反應條件苛刻，對設備要求高。以上三大類型的轉酯化反應各有優缺點，但有一個共同的問題，就是工藝及原料來源不足以支持產業化需求。
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【發明內容】
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[0004]本發明的目的是:一、通過固體有機酸催化技術使酯轉化率達到95%以上，把酯化產物的閃點控制在50 °C?120 °C範圍內，滿足完全替代礦物柴油的技術性能;二、通過採用助溶表面活性劑使反應物動植物油脂與甲醇任意互溶，使反應物以等摩爾量添加，減少後續處理工藝，從而降低生產成本。通過以上兩項新技術的運用，可以採用轉基因大豆、菜籽及棉籽等不宜食用的油料來實現產業化生產生物柴油，達到部分甚至完全替代礦物柴油。
[0005]本發明的內容如下:採用現已實現大面積種植的油料作物為原料來源，通過催化劑用甲醇把原料油脂中的甘油置換出來，同時將原料中沒有酯化的游離脂肪酸酯化，使原料的甲酯化率達到96.5 %以上，使產品的物化指標如閃點、運動粘度、密度、冷凝點、十六烷值與優質柴油相接近，可以完全替代石化柴油。本發明通過以下兩項技術來實現:
[0006]一、固體有機酸催化劑。本發明研究採用的固體有機酸包括苯磺酸、甲酸、丙烯酸、磺柳酸、烷基苯磺酸或其鹽類。通過上述一種或幾種混合物作為催化劑，使酯化及轉酯化反應在100°C以下的常壓條件即可快速完成。
[0007]二、助溶表面活性劑。本發明研究採用烷基苯系、烷基磺酸系表面活性劑作為助溶劑，使原本不能互溶的甲醇與油脂實現互溶，使反應物在液相充分互溶，減少反應物甲醇的投料量，使反應物在接近等摩爾量的條件下反應，減少後處理工藝。
[【具體實施方式】]
[0008]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，本發明生物柴油的製備方法，通過以下工藝完成:
[0009 ]步驟I;將I %?30 %的催化劑加入甲醇中，攪拌均勻。
[0010]步驟2:將5%?30%的助溶表面活性劑加入反應物油脂中，攪拌均勻並加熱到規走溫度O
[0011]步驟3:在攪拌條件下將步驟I的甲醇液加入步驟2的油脂液中連續攪拌20至120分鐘。
[0012]步驟4;離心分離，將生物柴油與副產品甘油通過離心機分離。
[0013]本發明的優點:製備方法酯化及轉酯化率高，產品可以完全替代礦物柴油，或與礦物柴油以任意比例混合。反應條件溫和，工藝成本較低，可以產業化批量生產，工藝過程安全，無汙染。
[0014]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於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範圍。
【主權項】
1.一種生物柴油的製備方法，其特徵在於按重量比，各反應物百分比及反應條件為:油脂50?90% ；甲醇10?40% ;催化劑5?30% ;助溶劑I?30% ;反應溫度20?100°C ;攪拌時間20?120分鐘。2.根據權利要求1所述的催化劑，其特徵為:固體有機酸催化劑:包括下列物質中的一種或幾種:苯磺酸、甲酸、丙烯酸、磺柳酸、烷基苯磺酸或其鹽類。3.根據權利要求1所述的助溶劑，其特徵為:助溶表面活性劑:包括下列物質及其性質相近的物質:燒基苯系、燒基苯橫酸系。4.根據權利要求1所述，其製備方法為:步驟1:將5%?30%的催化劑加入甲醇中攪拌均勻；步驟2:將I %?30 %的助溶表面活性劑加入反應物油脂中，攪拌加熱到30?80 °C ;步驟3:在攪拌條件下將步驟I的甲醇反應液加入步驟2的油脂反應液中，連續攪拌20分鐘至60分鐘。步驟4:離心分離。將步驟3反應產物進入離心機，分離出主產物——生物柴油；副產物——甘油。
【專利摘要】本發明提供一種生物柴油的製備方法。以可再生的含油植物、動物油脂、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物及餐飲廢油(佔比：50％～90％)以及甲醇(佔比：10％～40％)為原料，固體有機酸為催化劑(佔比：5％～30％)，助溶表面活性劑(佔比：1％～30％)在20～100℃下連續攪拌20分鐘～120分鐘的常壓條件下反應製備。本發明優點：反應條件溫和、反應時時間短、酯化和酯轉化率高，產品可100％替代優質礦物柴油，也可以與礦物柴油以任意比例混合使用。
【IPC分類】C11C3/10, C10L1/02, C11C3/04
【公開號】CN105713735
【申請號】CN201610191530
【發明人】黃新莉
【申請人】黃新莉