专利名称：利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法
技术领域：
本发明涉及是一种有机化工产品生产方法，特别涉及一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法。
背景技术：
随着我国的经济高速发展，我国政府为减少石油进口量，大力发展替代环保可再生能源，制定一系列政策法规，2005年2月28日全国人大通过《可再生能源法》国家法律实施各级政府支持，我国的生物柴油刚刚起步，发展生物柴油我国政府十一五发展计划中目标是2010年产量1000万吨，在全国范围建设一个绿色油田。现有技术利用反应釜搅拌器搅拌动物脂肪酸，制生物柴油反应时间18小时，动植物脂肪酸和甲醇摩尔比1∶6-1∶20，催化剂质量百分率1％，转化率84％，反应时间长带来逆反应，能耗高，转化率低。
发明内容本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种急剧缩短反应时间、提高转化率、降低成本的利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特殊之处在于包括如下步骤(1)将动植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内，升温50-60℃开启真空机脱水，使原料含水量降到0.1％；甲醇和催化剂按脂肪酸数量比例送入超声波反应器，在超声波反应器内保持甲醇与动植物脂肪酸的摩尔比1∶1.5-6，催化剂用固体酸，催化剂质量百分率0.2-0.4％，反应温度控制25-65℃，常压回流反应，超声波频率选择15-280KHZ，超声波功率控制在1.5-3.5KW，反应时间为1.5小时；(2)酯化反应结束，超声波反应器中的甲醇进入甲醇蒸馏除水塔，蒸出甲醇除水后，回流到甲醇储罐循环使用，产出的生物柴油经离心分离机分离出生物柴油、不皂化物、催化剂，催化剂回收循环使用。
本发明的利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，在步骤(1)中植物脂肪酸皂化值≥170以上，植物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶1.5，固体酸按植物脂肪酸质量百分率0.2％送入超声波反应器，超声波频率分两个阶段，前一段时间30min选择20KHZ，后段60min选择15KHZ，超声波功率控制在1.5KW-2.0KW。
本发明的利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，在步骤(1)中动物脂肪酸皂化值≥175以上，动物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶3，固体酸按动物脂肪酸质量百分率0.4％送入反应器内，超声波频率选择分三个阶段，前段30min频率选择280KHZ，中段30min频率选择160KHZ，后段30min频率选择15KHZ，超声波功率控制分三个阶段，前30min功率控制3.5KW，中段30min功率控制2.0KW，后段30min功率控制在1.5KW。
所述催化剂固体酸为CF3SO3H、C2F2SO3H或H7[P(Mo2O7)C]·XH2O中的任意一种。
本发明生产生物柴油是利用动植物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化剂，在超声波反应器内进行酯化反应，利用超声波反应产生的化学效应，化学效应关键是空化现象，空化现象所产生的瞬间内爆有强烈振动波，产生短暂的高能环境，每毫秒时间内间隔可达2000-3000℃和1012-1013Pa大气压力。这些能量和压力逐可快速打开化学键，促使动物脂肪酸和植物脂肪酸与甲醇快速酯化，从而急剧缩短反应时间。本项目现已达到产业化生产，年产生物柴油1万吨。
本申请人为解决动物脂肪酸和植物脂肪酸制生物柴油问题，反应时间长，转化率低，能源消耗高，做了大量研究开发工作，现开发出用动物脂肪酸在超声波反应器内制生物柴油的工艺，解决这一难题。本申请人为解决这一难题，研究开发出动植物脂肪酸，利用超声波制生物柴油工艺，动植物脂肪酸和催化剂质量百分率0.2-0.4％，反应时间从18小时缩短到1.5小时，同时反应转化率从84％提高到99％，效率提高10多倍。
本发明无废物排放，是绿色环保型工艺，离心机分离的生物柴油经减压蒸馏精制产品质量优于石化柴油，能达到国际生物柴油标准。本发明缩短反应时间提高效率，降低能量消耗，是适应我国节能降耗方针，发展生物柴油，推广制生物柴油的新工艺。
具体实施方式
实施例1利用植物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化剂，在超声波反应器内酯化反应生成生物柴油，其植物脂肪酸AV≥170，皂化值≥170以上，将原料植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内，升温50-60℃，开启真空机脱水，使原料含水量降到0.10％以下，甲醇和催化剂按植物脂肪酸计量比例送入超声波反应器，植物脂肪酸和甲醇的摩尔比1∶1.5，催化剂选用固体酸(CF3SO3H)，催化剂质量百分率0.2％，反应温度控制在25-65℃，常压回流反应，超声波频率选择和功率控制分两个阶段，第一阶段时间30min，超声波频率选择20KHZ和功率控制2.0KW，第二阶段时间60min，超声波频率选择15KHZ和功率控制1.5KW，植物脂肪酸在超声波反应器内按着超声设置时间，超声波频率和超声波功率变换进行酯化反应，酯化反应结束，超声波反应器甲醇进入甲醇蒸馏塔进行除水，蒸出甲醇回流到甲醇储罐循环使用，产出的生物柴油经离心机分离出不皂化物，催化剂分离出回收循环使用，本项发明工艺无废物排放，是绿色环保型工艺，分离出的生物柴油经减压蒸馏精制，产品质量优于石化柴油，能达到国际生物柴油标准。
实施例2利用动物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化剂，在超声波反应器内酯化反应生成生物柴油，其动物脂肪酸AV≥175，皂化值≥175以上，动物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶3催化剂选用固定酸(CF3SO3H)按动物脂肪酸质量百分率0.4％，送入反应器内，反应温度控制25-65℃，常压回流反应，超声波频率选择功率控制分三个阶段，第一阶段30min频率选择280KHZ，功率控制3.5KW，第二阶段30min频率选择160KHZ，功率控制2.0KW，第三阶段30min频率选择15KHZ，功率控制1.5KW，原料在超声波反应器内按着超声波设置时间、超声波频率、超声波功率变换进行酯化反应，酯化反应结束，超声波反应器甲醇进入甲醇蒸馏除水塔，蒸出的甲醇回流到甲醇储罐循环使用，产出的生物柴油经离心机分离出不皂化物，催化剂回收循环使用。本项发明工艺无废物排放，是绿色环保型工艺，分离出的生物柴油经减压蒸馏精制产品质量优于石化柴油，能达到国际生物柴油标准。
权利要求
1.一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于包括如下步骤(1)将动植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内，升温50-60℃开启真空机脱水，使原料含水量降到0.1％；甲醇和催化剂按脂肪酸数量比例送入超声波反应器，在超声波反应器内保持甲醇与动植物脂肪酸的摩尔比1∶1.5-6，催化剂用固体酸，催化剂质量百分率0.2-0.4％，反应温度控制25-65℃，常压回流反应，超声波频率选择15-280KHZ，超声波功率控制在1.5-3.5KW，反应时间为1.5小时；(2)酯化反应结束，超声波反应器中的甲醇进入甲醇蒸馏除水塔，蒸出甲醇除水后，回流到甲醇储罐循环使用，产出的生物柴油经离心分离机分离出生物柴油、不皂化物、催化剂，催化剂回收循环使用。
2.根据权利要求1所述利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于在步骤(1)中植物脂肪酸皂化值≥170以上，植物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶1.5，固体酸按植物脂肪酸质量百分率0.2％送入超声波反应器，超声波频率分两个阶段，前一段时间30min选择20KHZ，后段60min选择15KHZ，超声波功率控制在1.5KW-2.0KW。
3.根据权利要求1所述利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于在步骤(1)中动物脂肪酸皂化值≥175以上，动物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶3，固体酸按动物脂肪酸质量百分率0.4％送入反应器内，超声波频率选择分三个阶段，前段30min频率选择280KHZ，中段30min频率选择160KHZ，后段30min频率选择15KHZ，超声波功率控制分三个阶段，前30min功率控制3.5KW，中段30min功率控制2.0KW，后段30min功率控制在1.5KW。
4.根据权利要求1所述利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于所述催化剂固体酸为CF3SO3H、C2F2SO3H或H7[P(Mo2O7)C]·XH2O中的任意一种。
全文摘要
本发明公开了一种有机化工产品生产方法，特别公开了一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法。该利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特殊之处在于包括如下步骤(1)将动植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内，甲醇和催化剂按脂肪酸数量比例送入超声波反应器，保持甲醇与动植物脂肪酸的摩尔比1∶1.5－6，催化剂用固体酸，反应时间为1.5小时；(2)酯化反应结束，超声波反应器中的甲醇进入甲醇蒸馏除水塔，产出的生物柴油经离心分离机分离出生物柴油、催化剂，催化剂回收循环使用。本发明缩短反应时间提高效率，降低能量消耗，是适应我国节能降耗方针，发展生物柴油，推广制生物柴油的新工艺。
文档编号C10G3/00GK101024777SQ200710013848
公开日2007年8月29日 申请日期2007年3月26日 优先权日2007年3月26日
发明者郭继波 申请人:郭继波