甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝的製作方法

2023-05-17 09:12:06

甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝。其特徵在於包括如下步驟：200-250℃反應溫度下，直接將未經脫水處理的地溝油與質量含量大於80％的工業甘油一起，於-0.9到-0.2MPa壓力下真空脫除酯化反應水，其中甘油加入量為地溝油游離酸摩爾數的0.5-2.0倍；在此反應條件下，經1至2小時的酯化脫水反應。將酯化脫水反應後的地溝油進行酯交換反應和精餾，得到生物柴油產品。在該工藝條件下，可使地溝油或酸化油的酸值小於0.5mgKOH/g以下。
【專利說明】甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝

【技術領域】
[0001] 本發明屬於生物質能源領域。

【背景技術】
[0002] 地溝油主要是廢棄動物油脂、泔水油、多次反覆加熱使用及從餐飲企業下水道收 集的垃圾油。與食用油相比，地溝油中的重金屬、毒素（如丙烯醛、黃麴黴毒素）嚴重超標， 過氧化值遠遠超過國家標準0. 15%，長期攝入會破壞白血球和消化道黏膜，引起食物中毒， 誘發多種疾病，甚至致癌。因此，由地溝油製備生物柴油，是目前解決地溝油危害和資源綜 合利用的最重要途徑。
[0003] 由市場回收得到的地溝油，由於含有較多的脂肪酸，一般酸值都較高，在 80-100mgK0H/g左右（油酸酸值為180mgK0H/g)，目前由地溝油製備生物柴油的工藝路線 主要有：①酸鹼兩步法，即將酸值為80-100mgK0H/g的地溝油，經脫水處理後，在硫酸的催 化下，與甲醇或甘油發生酯化和酯交換反應，使酸值降低到2mgK0H/g以下，然後再將該降 酸反應液在強鹼催化下，與甲醇進行酯交換反應，最後經精餾，得到合格的生物柴油產品。 該工藝具有腐蝕強、含鹽廢水排放涼的缺陷，也是目前最普遍使用的工藝；②生物酶催化 法，此法是直接將地溝油與甲醇在酯化酶的催化下，發生酯化和酯交換反應，一步得到生物 柴油產品。該法具有較好的發展前景，但從目前的中試情況來看，還存在反應時間長、能源 消耗大、酯化酶成本過高的缺陷，不能大規模工業化；③超臨界法，該法即是在較高溫度和 強酸催化下，使得地溝油與甲醇在壓力反應釜或管式反應器中，進行酯化和酯交換反應，降 低地溝油酸值，最後再經強鹼催化的酯交換反應，達到生物柴油產品。該法雖然可以降低 強酸的用量，但由於未打破反應平衡，酯化和酯交換反應不能進行完全，酸值最低只能達到 10mgK0H/g左右，不能直接進行下部酯交換反應，另外設備腐蝕嚴重，沒法進行工業化應用。


【發明內容】

[0004] 如上所述，現有的地溝油降酸技術，不管是工業化技術、中試技術還是實驗室研究 技術，都存在一些缺陷，如：酸值不能降到0. 5mgK0H/g以下、需要腐蝕性極強的強酸或高價 的酯化酶催化劑、廢棄排放物多、生產成本高等缺陷。
[0005] 甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝，其特徵在於包括如下步驟：
[0006] 200-250°C反應溫度下，直接將未經脫水和脫膠質處理的地溝油或酸化油與質量 含量大於80%的工業甘油一起，於-0. 9到-0. 2MPa壓力下真空脫除酯化反應水，其中甘油 加入量為地溝油或酸化油游離酸摩爾數的〇. 5-2. 0倍；在此反應條件下，經1至2小時的酯 化脫水反應。
[0007] 進一步，反應溫度為為230°C。
[0008] 進一步，酯化脫水反應反應時間為11. 5小時。
[0009] 然後，可直接將此經降酸反應後的地溝油或酸化油進行後續的酯交換反應和精 餾，得到合格的生物柴油產品。該法具有安全、高效、環保、節能、無腐蝕的優點，並可進行連 續化生產。在該工藝條件下，可使地溝油或酸化油的酸值小於0. 5mgK0H/g以下。
[0010] 反應原理
[0011] ⑴降酸反應

【權利要求】
1. 甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝，其特徵在於包括如下步驟： 200-250°C反應溫度下，直接將未經脫水和脫膠質處理的地溝油或酸化油與質量含量 大於80%的工業甘油一起，於-0. 9到-0. 2MPa壓力下真空脫除酯化反應水，其中甘油加入 量為地溝油或酸化油游離酸摩爾數的0. 5-2. 0倍；在此反應條件下，經1至2小時的酯化脫 水反應。
2. 根據權利要求1所述的甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝，其特徵在 於包括如下步驟： 反應溫度為為230°C。
3. 根據權利要求1所述的甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝，其特徵在 於： 酯化脫水反應反應時間為11. 5小時。
4. 根據權利要求1所述的甘油酯化法降低地溝油或酸化油酸值的改進工藝，其特徵在 於： 降酸處理後的地溝油或酸化油直接與甲醇進行酯交換反應，並經精餾後，得到合格的 生物柴油產品。
【文檔編號】C11C3/04GK104450207SQ201410557750
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】聶俊, 宋國強, 馬貴平 申請人:北京化工大學