专利名称：制备生物柴油的方法
技术领域：
本发明属于从含氧的有机物制备液态烃混合物技术领域，涉及一种生物柴油的制 备方法，特别是以高酸值废动植物油为原料连续制备柴油的方法。
背景技术：
生物柴油即脂肪酸甲酯，人们用动、植物油(甘油三脂肪酸脂)与甲醇通过酯交换 反应制成。目前有关制备生物柴油的专利申请公开比较多，总体看来，大多是在初步研发阶 段，技术还不太成熟，有的因工艺条件苛刻或设备要求太高，无法实现工业化生产，例如中 国专利CN16M601公开的“一种制备生物柴油的方法”，它是在超声反应器中进行酯交换反 应，而且要求原料油含水量在0. 06%以下；有的转化率较低，生产成本很高，用时过长，例 如中国专利CN1986740公开的“制备生物柴油方法”，其酯化反应近15小时。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种适应于工业化生产的制 备生物柴油的方法。实现上述目的的技术方案是(1)预酯化以预处理过的动物油脂、植物油脂为原料油，将原料油在反应釜中预热到60°C后 按4 1 8 1醇油摩尔比加入甲醇，在搅拌下按0.67kg/min加入浓硫酸，开启真空泵， 使反应釜温度保持在75°C度，反应2小时，使体系内酸值到:3mgK0H/g以下，真空抽除反应生 成的水和未参加反应的甲醇。(2)酯交换依次按下述步骤进行a.预酯化后的物料加水中和洗涤，使其PH为5-7 ；b.通过分离机脱去水和少量杂质；c.通过闪蒸器脱水干燥，真空度为0. 098MPa ；d.入反应釜升温至75°C，搅拌下均勻地加入3%的NaOH甲醇溶液，真空度为 0. 098MPa，反应2小时，使体系内酸值到lmgKOH/g ；e.静置分层，分离掉下层的甘油甲醇溶液，得粗生物柴油。(3)多级分子蒸馏依次按下述步骤进行f.将粗生物柴油先经闪蒸器干燥，再入薄膜蒸发器，调节至温度135°C，真空度 200Pa，去除低组分物质、水蒸气；g，泵入二级分子蒸馏器，调节至温度165°C，真空度10Pa，蒸馏出含C16，C18的脂肪 酸甲酯，入储罐；h，上步未被蒸出的部分泵入三级分子蒸馏器，调节至温度190°C，真空度lPa，蒸馏出含C2(l，C22的脂肪酸甲酯，入储罐；i.合并(g)、(h)两步的馏出物，得生物柴油。上述方法中，所述的原料油包括有泔水油，预处理后的原料油含水量在以下， 酸值在130mgK0H/g左右。上述方法中，原料油与甲醇的摩尔比最佳比例为6 1。上述方法中，所述⑴步中所加入甲醇的温度为60°C。上述方法中，所述(1)步中所加入的浓硫酸浓度为98%。按照本发明方法制备的生物柴油，其各项技术指标如下列表项目本发明产品的测定数值硫含量％ (m/m) ξ 0. 05酸度<80mgKOH/100mL10%蒸余物残炭％ (m/m) ξ 0. 3灰分％ (m/m) ξ 0. 01铜片腐蚀(50°C，3h)级sS 1水分 ％ (mg/kg)痕迹机械杂质无运动粘度匪7s (20°C )3. 0 8. 0凝点(V )彡0冷凝点(V )彡4闭口闪(°c)> 130十六烷值彡49碘值 gI2/100g< 115馏程(95%回收温度) ξ 365 °C
本发明方法的优点在于1.工艺相对简单，物料反应在负压条件下进行，原料范 围广；2.用时短，全过程仅有4小时；3.预酯化率高达98%以上，酯交换率高达99%以上， 并且产品质量稳定；4.在预酯化和酯交换过程中同时完成了脱色、脱味、脱气等工序，缩短 了流程，降低了成本。
本发明方法可通过多个反应釜连通，配备电脑在线观测，掌控各反应釜进出料口 的温度、流量、时间，进行连续进料、出料，实现连续生产。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例1.取预处理过的猪油或其他动物油脂500kg，将其投入反应釜中预热到60°C后加入 600C甲醇83kg，在搅拌下按0. 67kg/min加入浓硫酸20kg，开启真空泵，使反应釜温度保持 在75°C度，反应2小时，使体系内酸值到:3mgK0H/g以下，真空抽除反应生成的水和未参加反 应的甲醇。然后依次按下述步骤进行。a.预酯化后的物料加水中和洗涤，使其PH为5-7 ；b.通过分离机脱去水和少量杂质；c.通过闪蒸器脱水干燥，真空度为0. 098MPa ；d.入反应釜升温至75°C，搅拌下均勻地加入3%的NaOH甲醇溶液，真空度为 0. 098MPa，反应2小时，使体系内酸值到lmgKOH/g ；e.静置分层，分离掉下层的甘油甲醇溶液，得粗生物柴油。f.将粗生物柴油先经闪蒸器干燥，再入薄膜蒸发器，调节至温度135°C，真空度 200Pa，去除低组分物质、水蒸气；g，泵入二级分子蒸馏器，调节至温度165°C，真空度10Pa，蒸馏出含C16，C18的脂肪 酸甲酯，入储罐；h，上步未被蒸出的部分泵入三级分子蒸馏器，调节至温度190°C，真空度lPa，蒸 馏出含C2(l，C22的脂防酸甲酯，入储罐；i.合并(g)、(h)两步的馏出物，得生物柴油。实施例2.取预处理过的菜籽油或其他植物油脂500kg，将其投入反应釜中预热到60°C后加 入60°C甲醇125kg，在搅拌下按0. 67kg/min加入浓硫酸22. 5kg，开启真空泵，使反应釜温度 保持在75°C度，反应2小时，使体系内酸值到:3mgK0H/g以下，真空抽除反应生成的水和未参 加反应的甲醇。然后依次按实施例所述的a至i步骤进行。实施例3.取预处理过的泔水油500kg，将其投入反应釜中预热到60°C后加入60°C甲醇 62. 5kg,在搅拌下按0. 67kg/min加入浓硫酸Mkg，开启真空泵，使反应釜温度保持在75°C 度，反应2小时，使体系内酸值到:3mgK0H/g以下，真空抽除反应生成的水和未参加反应的甲 醇。然后依次按实施例所述的a至i步骤进行。
权利要求
1. 一种制备生物柴油的方法，包括预酯化和酯交换步骤，其特征在于(1)预酯化以预处理过的动物油脂、植物油脂为原料油，将原料油在反应釜中预热到60°C后按 4 1 8 1醇油摩尔比加入甲醇，在搅拌下按0.67kg/min加入浓硫酸，开启真空泵，使 反应釜温度保持在75°C度，反应2小时，使体系内酸值到:3mgK0H/g以下，真空抽除反应生成 的水和未参加反应的甲醇；(2)酯交换依次按下述步骤进行a.预酯化后的物料加水中和洗涤，使其PH为5-7，b.通过分离机脱去水和少量杂质，c.通过闪蒸器脱水干燥，真空度为0.098Mpa，d.入反应釜升温至75°C，搅拌下均勻地加入3%的NaOH甲醇溶液，真空度为 0. 098MPa，反应2小时，使体系内酸值到lmgKOH/g，e.静置分层，分离掉下层的甘油甲醇溶液，得粗生物柴油；(3)多级分子蒸馏依次按下述步骤进行f.将粗生物柴油先经闪蒸器干燥，再入薄膜蒸发器，调节至温度135°C，真空度200Pa， 去除低组分物质、水蒸气，g，泵入二级分子蒸馏器，调节至温度165°C，真空度10Pa，蒸馏出含C16，C18的脂肪酸甲 酯，入储罐，h，上步未被蒸出的部分泵入三级分子蒸馏器，调节至温度190°C，真空度lPa，蒸馏出 含C2tl，Q的脂防酸甲酯，入储罐，i.合并(g)、(h)两步的馏出物，得生物柴油。
2.按照权利要求1所述制备生物柴油的方法，其特征在于所述的原料油包括有泔水 油，预处理后的原料油含水量在以下，酸值在130mgK0H/g左右。
3.按照权利要求1所述制备生物柴油的方法，其特征在于原料油与甲醇的摩尔比为 6 1。
4.按照权利要求1所述制备生物柴油的方法，其特征在于所述(1)步中所加入甲醇 的温度为60°C。
5.按照权利要求1所述制备生物柴油的方法，其特征在于所述(1)步中所加入的浓 硫酸浓度为98%。
全文摘要
本发明公开了一种制备生物柴油的方法，以预处理过的动物油脂、植物油脂为原料油，在反应釜中按4∶1～8∶1醇油摩尔比加入甲醇，在搅拌下加入浓硫酸，使体系内酸值到3mgKOH/g以下，完成预酯化；然后加水中和洗涤、脱水去杂、干燥、再入反应釜升温至75℃、搅拌下加入3％的NaOH甲醇溶液，使体系内酸值到1mgKOH/g，完成酯交换，分离掉下层甘油甲醇溶液后得粗生物柴油；最后经过三级分子蒸馏，得到含C16，C18和含C20，C22的脂肪酸甲酯，即得生物柴油。本发明方法工艺相对简单，原料范围广，全程用时仅4小时，酯化率高达98％以上，同时完成了脱色、脱味、脱气等工序，缩短了流程，降低了成本。
文档编号C10L1/02GK102041177SQ20091021862
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月18日 优先权日2009年10月18日
发明者刘成, 武宜婷, 武庆博, 武林 申请人:陕西春光生物能源开发有限公司