专利名称：利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法
技术领域：
本发明涉及高纯度生物柴油的制备，特别是涉及利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法。
背景技术：
随着石油资源的过度开采，内燃机用生物柴油的发展具有巨大的商业前景。目前，国内在生产内燃机用生物柴油(甲酯)的技术通常采取的工艺为酯化反应得到中问产物→静止分层→取上层液→水洗→干燥塔→产品(生物柴油)。
应用该生产工艺生产生物柴油存在以下几方面得问题①采用水洗工艺，难以将杂质彻底去除，产品脂肪酸甲酯等的含量相对较低，一般达不到95％，因而达不到欧州排放III等标准生物柴油的脂肪酸甲酯含量相大于98％的要求，因此令生物柴油难以推广应用，不能在高档汽车中使用，而只能应用在工业锅炉、农用机械等相对要求较低的行业；②在水洗处理中产生大量的废水，既对环境造成严重污染，又浪费水资源，不符合现今的环保要求；③采用水洗后产品需要通过干燥塔进行干燥，增加设备成本以及处理成本；④水洗工艺除带走大部分的杂质(甲醇、甘油等)，也同时带走部分的甲酯，令产出率降低。
国外生物柴油生产，除反应(酯化)过程外，均需要多步骤分离纯化才能够完成应用纯度的要求。
发明内容
为克服上述现有技术的存在的问题，本发明的提供一种利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法，可生产出纯度达98％以上，符合欧州排放III标准的汽车生物柴油，同时省略水洗工艺，解决了工业的废水问题。
本发明的目的通过如下技术方案实现利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法，其特征在于包括以下步骤①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行粗分离得粗甲酯或粗乙酯；③将粗甲酯或粗乙酯进行精馏塔或蒸馏塔提纯，制得生物柴油产品；所述粗甲酯或粗乙酯的精馏塔或蒸馏塔提纯温度为100-280℃，真空度为5000-100Pa，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。
所述步骤②中，粗分离为静止分层或用高速离心分离。
利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法还可以是包括以下步骤①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行精馏塔或蒸馏塔提纯，制得生物柴油产品；所述酯化反应产物精馏塔或蒸馏塔提纯的温度为100-280℃，真空度为5000-100Pa，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。
上述两种方法步骤①中，植物油或动物油原料与甲醇或乙醇进行酯化反应，其反应产物主要包括甲酯或乙酯、甘油、甲醇或乙醇。所述的植物油为椰子油、棕榈油、菜籽油、小桐子油、大豆油或花生油；所述的动物油为猪油、牛油、禽畜油或鱼油。
本发明所述的粗甲酯是指通过粗分离获得的纯度低于95％的甲酯。粗乙酯是指通过粗分离获得的纯度低于95％的乙酯。本发明的蒸馏塔是指普通的蒸馏塔。精馏塔是指在蒸馏塔的蒸馏柱内可以添有各种类型的填料如。环、丝网波纹、瓷环、共轭环填料等，也是常用的精馏塔。
相对于现有技术，本发明具有如下优点本发明利用精馏塔或蒸馏塔提纯技术，实现和完成生物柴油(甲酯或乙酯)的提纯和精制工艺，提纯的生物柴油纯度可达到98％以上，从而生产出符合国际标准的达标生物柴油，同时省略了水洗及干燥过程，工艺流程简单，没有废水污染，节省水处理费用。
图1为本发明利用精馏塔或蒸馏塔提纯技术生产生物柴油流程示意图。
图中示出1加热釜、2热油炉、3精馏柱或蒸馏柱、4甲醇接收罐、5甘油接收罐、6甲酯接收罐、7冷凝器。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
本发明是一种利用精馏塔或蒸馏塔提纯技术生产生物柴油流的方法，主要工艺步骤为原料→反应后中间产物→粗分离→精馏塔或蒸馏塔提纯→终产品(生物柴油)以及副产品(甘油)。或者是，原料→反应后中间产物→精馏塔或蒸馏塔提纯→终产品(生物柴油)以及副产品(甘油)。
图1为本发明利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油流程示意图。如图1所示，1加热釜、2热油炉、3精馏柱或蒸馏柱、4甲醇接收罐、5甘油接收罐、6甲酯接收罐、7冷凝器根据上述工艺步骤，首先，是以植物油或动物油之一或混合物为原料制备粗生物柴油。植物油可采用椰子油、棕榈油、菜籽油、小桐子油(麻枫树)、大豆油或花生油等等，动物油可采用猪油、牛油、禽畜油或鱼油等，在此不一一列举。
目前制备生物柴油主要包括以下四种方法酶解、热解、超临界酯化以及酯交换和酯化反应。酯交换酯化反应是目前生产脂肪酸甲酯的主要方法。酯交换是利用甲醇或乙醇，将三羧酸甘油酯中的甘油基取代下来，形成长链脂肪酸甲酯，增加流动性和降低粘度，使之适合作为燃料使用。该反应可在温度很低、常压下进行，反应条件温和，易于控制，同时可加入催化剂缩短反应周期，提高产率。将植物油或动物油与甲醇(或乙醇)进行酯化反应(或酯交换反应)，其反应后中间产物含有甲酯(或乙酯)、甘油(丙三醇)、过量的甲醇(或乙醇)和小量杂质。其反应方程式如下 在进行上述酯化反应后，把酯化反应产物通过静止分层或用高速离心进行粗分离，然后将粗甲酯进行精馏塔或蒸馏塔提纯处理，温度为100-280℃，真空度为5000-100Pa，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。最后蒸馏釜底液为未酯化的维E、植物甾醇、脂类、杂质等。
在进行上述酯化反应后，把酯化反应产物也可将酯化反应产物进行精馏塔或蒸馏塔提纯处理，温度为100-280℃，真空度为5000-100Pa，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。
相对而言，粗分离后再进行精馏塔或蒸馏塔提纯处理更佳。由于通过较为经济的粗分离将大量的甲醇或乙醇、甘油等酯化反应产物从目的物中分离出来，可大大提高后续的精馏塔或蒸馏塔提纯处理效率。
实施例1采用椰子油与甲醇进行酯化反应，椰子油与甲醇的摩尔比为1∶6。酯化反应产物通过静止分层，如图1所示，取上层液(粗甲酯)800ml进入加热釜1，经热油炉2加热，然后进入蒸馏柱3进行蒸馏处理，温度从100℃升至280℃，真空度为2000Pa，经过冷凝器7的冷却，依次提纯出甲醇、甘油和甲酯，分别分馏在甲醇接收罐4、甘油接收罐5、甲酯接收罐6中。其中，温度在100-120℃，提纯出甲醇；温度在120-180℃提纯出甘油；温度在180-280℃提纯出甲酯683克，剩余杂质留在加热釜缓冲罐。经测试，所制得的甲酯纯度为98.6％。
实施例2采用牛油与乙醇进行酯化反应，牛油与乙醇的摩尔比为1∶6.5。酯化反应产物通过静止分层，如图1所示，取上层液(粗乙酯)720mL进入加热釜1，然后进入蒸馏柱3进行蒸馏处理，蒸馏柱3内填有丝网波纹填料，温度从100℃升至280℃，真空度为2000Pa，经过冷凝器7的冷却，依次提纯出甲醇、甘油和甲酯，分别分馏在甲醇接收罐4、甘油接收罐5、甲酯接收罐6中。其中，温度在100-120℃，提纯出甲醇；温度在120-180℃提纯出甘油；温度在180-280℃提纯出甲酯611克，剩余杂质留在加热釜缓冲罐中。经测试，所制得的甲酯纯度为99％。
实施例3采用菜籽油与甲醇进行酯化反应，菜籽油与甲醇的摩尔比为1∶7。酯化反应产物通过高速离心进行粗分离，取粗甲酯650mL进入加热釜1，如图1所示，经热油炉2加热，然后进入蒸馏柱3进行蒸馏处理，温度从100℃升至280℃，真空度为2000Pa，经过冷凝器7的冷却，依次提纯出甲醇、甘油和甲酯，分别分馏在4甲醇接收罐、5甘油接收罐、6甲酯接收罐中。其中，温度在100-120℃，提纯出甲醇；温度在120-180℃提纯出甘油；温度在180-280℃提纯出甲酯510克，剩余杂质留在加热釜缓冲罐中。经测试，所制得的甲酯纯度为98.3％。
实施例4采用鱼油与甲醇进行酯化反应，鱼油与甲醇的摩尔比为1∶6.5。如图1所示，酯化反应产物720mL进入加热釜1，然后蒸馏柱3进行蒸馏处理，温度从100℃升至280℃，真空度为2000Pa，经过冷凝器7的冷却，依次提纯出甲醇、甘油和甲酯，分别分馏在4甲醇接收罐、5甘油接收罐、6甲酯接收罐中。其中，温度在100-120℃，提纯出甲醇；温度在120-180℃提纯出甘油；温度在180-280℃提纯出甲酯310克，剩余杂质留在加热釜缓冲罐中。经测试，所制得的甲酯纯度为98.8％。
权利要求
1.利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法，其特征在于包括以下步骤①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行粗分离得粗甲酯或粗乙酯；③将粗甲酯或粗乙酯进行精馏塔或蒸馏塔提纯，制得生物柴油产品；所述粗甲酯或粗乙酯的精馏塔或蒸馏塔提纯温度为100-280℃，真空度为5000-100Pa，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。
2.根据权利要求1所述利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法，其特征在于所述步骤②中，粗分离为静止分层或用高速离心分离。
3.根据权利要求1所述利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法，其特征在于所述步骤①中，植物油或动物油原料与甲醇或乙醇进行酯化反应，其反应产物主要包括甲酯或乙酯、甘油、甲醇或乙醇。
4.根据权利要求3所述利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法，其特征在于所述的植物油为椰子油、棕榈油、菜籽油、小桐子油、大豆油或花生油；所述的动物油为猪油、牛油、禽畜油或鱼油。
5.利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法，其特征在于包括以下步骤①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行精馏塔或蒸馏塔提纯，制得生物柴油产品；所述酯化反应产物精馏塔或蒸馏塔提纯的温度为100-280℃，真空度为5000-100Pa，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。
全文摘要
本发明公开了一种利用精馏塔或蒸馏塔提纯生产生物柴油的方法。该方法包括以下步骤①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行粗分离得粗甲酯或粗乙酯；③将粗甲酯或粗乙酯进行精馏塔或蒸馏塔提纯，制得生物柴油产品；粗甲酯或粗乙酯的精馏塔或蒸馏塔提纯温度为100－280℃，真空度为5000－100Pa，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。该方法还可以是将步骤①酯化产物进行精馏塔或蒸馏塔提纯，制得生物柴油。本发明制备的生物柴油纯度可达到98％以上，符合国际标准的达标生物柴油，同时省略了水洗及干燥过程，工艺流程简单，没有废水污染，节省水处理费用。
文档编号C10G3/00GK1931965SQ20061003686
公开日2007年3月21日 申请日期2006年8月1日 优先权日2006年8月1日
发明者朱宝璋, 杨婉珍, 李忠 申请人:华南理工大学, 朱宝璋