专利名称：文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法
技术领域：
本发明涉及一种生物质燃料的制备方法，尤其是涉及一种文冠果种仁油一步制备
生物柴油的方法。
背景技术：
柴油作为一种重要的石油炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，已成为 重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大， 而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的 开发步伐，尤其是进入了 20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重 视。生物柴油作为清洁的可再生能源，是典型"绿色能源"，大力发展生物柴油对经济可持续 发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。欧洲和北美 利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用。目前生物柴油主要用化学法 生产，采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂和230-25(TC下进行酯化反应，生成相应 的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现还在研究生物酶法合成生物柴油技术。在西方国家生物 柴油产业也发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资 规模增大，开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项 产业。目前，美国有4家生物柴油生产厂，总能力为30万吨/年。欧盟国家主要以油菜为 原料，2001年生物柴油产量已超过100万吨。2000年德国的生物柴油已达45万吨，德国还 于2001年兴建年产10万吨的生物柴油装置。当然还有如意大利、法国、奥地利、日本等许 多国家也在大力发展生物柴油产业。在生物柴油方面，我国的技术研究并不落后于欧美等 发达国家。虽然在技术研究取得进展的同时，我国生物柴油产业也已经起步，相继有四川古 杉、海南正和等7 8家企业参与生物柴油产业开发。但我国生物柴油产量很少，我们在产 业方面仍然非常落后。从普遍的知识来讲，植物的种子或果实均含有一定数量的植物油，只 是含油量高低和成份不同而已，要大力加快我国生物柴油产业发展，最主要是要大力选育 高产含油植物。文冠果具有较强的适应性和抗逆(抗寒、抗旱和抗盐碱)能力。在绝对气 温-4(TC条件下，有轻微冻梢，但能结实。除在盐碱地或积水涝洼地外，到处都能生长，是绿 化荒山的先锋树种。根系发达、根萌蘖性强，也是水土保持及防沙改造环境的优良树种。文 冠果易繁殖、种子营养丰富、种仁含油率高。是一种中国特有的珍稀木本油料植物，有北方 油茶之称。由于其种仁含油率非常高，是制备生物柴油的理想原料。因此，我们可以大量种 植文冠果，以防风固沙，改善生态环境，文冠果种仁油的含油高达60%，比菜籽油(含油率 40% )高出近20个百分点，是制备生物柴油较为理想的原料。然而，目前生产生物柴油的 普遍流程是先进行植物油的提取，经过处理后储存，然后再进行酯化反应，成本相对较高， 工业化生产流程复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种文冠果种仁油的提取和制备生物柴油一步实现，即实现文冠果种仁油的提取和合成一体化、连续作业模式的一种文冠果种仁油一步制备生物柴 油的方法。 本发明的目的由如下技术方案实施文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法，包 括有如下步骤， (1)文冠果种仁粉碎将文冠果种仁粉碎，过筛； (2)文冠果油提取合成称取一定量上述粉碎的文冠果种仁放入提取合成器， 称取NaOH或K0H，其中按质量百分比所述NaOH或K0H的质量为所述文冠果种仁质量的 0. 4 % 0. 7 % ，将称量好的NaOH或K0H溶于一定体积的甲醇中，所述甲醇为分析纯，其中按 体积质量比，即mL/g，甲醇的体积是为所述文冠果种仁的10% 17%，再量取60°C _90°C 的石油醚，按体积质量比，即mL/g，所述石油醚的体积为所述文冠果种仁质量的4 5倍， 将所述氢氧化钠甲醇溶液或所述氢氧化钾甲醇溶液和所述石油醚一并加入提取合成器，用 水浴加热提取合成器1. 5-2h，进行文冠果种仁油的提取和生物柴油的合成；
(3)生物柴油的分离反应结束后，将产品倒入分液漏斗，静止使之分层，进行初 步分离，上层为生物柴油，下层为甘油； (4)生物柴油成品将分离得到生物柴油蒸镏回收溶剂，并进行洗涤、干燥得到生 物柴油产品。 本发明的优点在于本发明相对现有技术而言，一是具有提取和合成一步完成； 生产工艺简单，生产成本低。因该法制备生物柴油的原料为文冠果种仁油，而文冠果种仁油 的毛油质量比较高，故无需进行特殊的处理过程，因此，我们采摘文冠果种仁后通过石油醚 提取和甲醇合成一步完成。 二是该法更具有优良的环保特性。首先，因为文冠果具有较强的适应性和抗逆 (抗寒、抗旱和抗盐碱)能力，到处都能生长，是绿化荒山的先锋树种。根系发达、根萌蘖性 强，也是水土保持及防沙改造环境的优良树种。然而目前文冠果还没有得到充分的利用。如 果能成功利用文冠果种仁油制备生物柴油，不仅会使我国的生物柴油产业提高一个台阶， 而且还会促进文冠果的大面积种植，可以起到防风固沙，改善生态环境的作用，可谓是两全 其美。其次，是因为生物柴油含硫低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30% (有 催化剂时为70% );生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损 害低于柴油。
三是文冠果种仁油制备的生物柴油性能优良。文冠果种仁油含油率极高，为半干
性油，凝固点很低，为-37t:。由于凝固点低，乳化稳定性好。文冠果油具有相对较低的粘 度，在低温下具有良好的流动性。又文冠果油制备的生物柴油其闭口闪点高达12(TC，更具 有较好的安全性能。人们将理想的柴油替代品的分子式写为CwH3^A，而文冠果油中油酸C^
=、亚油酸(:182=含量高达70%，与理想的柴油替代品的分子结构非常类似。 四是本发明方法实现文冠果种仁油的提取和生物柴油的合成一体化、连续作业模 式，而且反应时间短，反应温度低，能耗低，工艺流程简单，操作方便。
图1为本发明生物柴油的总的离子流色谱图。
图2、图3、图4分别为部分脂肪酸甲酯的质谱图。
具体实施例方式实施例1 :文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法，包括有如下步骤，
(1)文冠果种仁粉碎将文冠果种仁粉碎，过筛； (2)文冠果油提取合成称取一定量上述粉碎的文冠果种仁55g放入提取合成器， 称取0. 28g NaOH固体，将称量好的NaOH加入6mL甲醇使之溶解，再量取60°C _90°C的石油 醚250mL，一并加入提取合成器，用水浴加热提取合成器2h，进行文冠果种仁油的提取和生 物柴油的合成； (3)生物柴油的分离反应结束后，将产品倒入分液漏斗，静止使之分层，进行初 步分离，上层为生物柴油，下层为甘油； (4)生物柴油成品将分离得到生物柴油蒸馏回收溶剂，并进行洗涤、干燥得到生 物柴油产品。
实施例2 :文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法，包括有如下步骤，
(1)文冠果种仁粉碎将文冠果种仁粉碎，过筛； (2)文冠果油提取合成称取一定量上述粉碎的文冠果种仁100g放入提取合成 器，称取0. 70g KOH固体，将称量好的KOH加入16mL甲醇使之溶解，再量取60°C _90°C的石 油醚500mL，一并加入提取合成器，用水浴加热提取合成器1. 8h，进行文冠果种仁油的提取 和生物柴油的合成； (3)生物柴油的分离反应结束后，将产品倒入分液漏斗，静止使之分层，进行初 步分离，上层为生物柴油，下层为甘油； (4)生物柴油成品将分离得到生物柴油蒸镏回收溶剂，并进行洗涤、干燥得到生 物柴油产品。
实施例3 :文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法，包括有如下步骤，
(1)文冠果种仁粉碎将文冠果种仁粉碎，过筛； (2)文冠果油提取合成称取一定量上述粉碎的文冠果种仁85g放入提取合成器， 称取0. 43g NaOH固体，将称量好的NaOH加入12mL甲醇使之溶解，再量取60°C _90°C的石 油醚383mL，一并加入提取合成器，用水浴加热提取合成器2h，进行文冠果种仁油的提取和 生物柴油的合成； (3)生物柴油的分离反应结束后，将产品倒入分液漏斗，静止使之分层，进行初 步分离，上层为生物柴油，下层为甘油； (4)生物柴油成品将分离得到生物柴油蒸镏回收溶剂，并进行洗涤、干燥得到生 物柴油产品。 实施例4 :将实施例1、2、3所得的生物柴油采用GC-MS (气质连用)进行检测得到 如图1、图2、图3和图4谱图，证明确实存在脂肪酸甲酯，也就是证明文冠果种仁油采用一 步法可以合成生物柴油。
权利要求
文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法，其特征在于，其包括有如下步骤，(1)文冠果种仁粉碎将文冠果种仁粉碎，过筛；(2)文冠果油提取合成称取一定量上述粉碎的文冠果种仁放入提取合成器，称取NaOH或KOH，其中按质量百分比所述NaOH或KOH的质量为所述文冠果种仁质量的0.4％～0.7％，将称量好的NaOH或KOH溶于一定体积的甲醇中，其中按体积质量比，即mL/g，甲醇的体积是为所述文冠果种仁的10％～17％，再量取60℃-90℃的石油醚，按体积质量比，即mL/g，所述石油醚的体积为所述文冠果种仁质量的4～5倍，将所述氢氧化钠甲醇溶液或所述氢氧化钾甲醇溶液和所述石油醚一并加入提取合成器，用水浴加热提取合成器1.5-2h，进行文冠果种仁油的提取和生物柴油的合成；(3)生物柴油的分离反应结束后，将产品倒入分液漏斗，静止使之分层，进行初步分离，上层为生物柴油，下层为甘油；(4)生物柴油成品将分离得到生物柴油蒸镏回收溶剂，并进行洗涤、干燥得到生物柴油产品。
2. 根据权利要求1所述的文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法，其特征在于，所述 甲醇为分析纯。
全文摘要
本发明公开了一种文冠果种仁油一步制备生物柴油的方法。包括有如下步骤，(1)文冠果种仁粉碎将文冠果种仁粉碎，过筛；(2)文冠果油提取合成；(3)生物柴油的分离；(4)生物柴油成品将分离得到生物柴油蒸镏回收溶剂，并进行洗涤、干燥得到生物柴油产品。优点在于具有提取和合成一步完成；生产工艺简单，生产成本低。因该法制备生物柴油的原料为文冠果种仁油，而文冠果种仁油的毛油质量比较高，故无需进行特殊的处理过程，因此，我们采摘文冠果种仁后通过石油醚提取和甲醇合成一步完成等。
文档编号C11C3/10GK101768518SQ20101011923
公开日2010年7月7日 申请日期2010年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者丁立军, 王喜明, 薛振华, 郝一男 申请人:内蒙古农业大学