一种碱催化合成的粗生物柴油精制方法
【专利摘要】本发明涉及一种碱催化合成的粗生物柴油精制方法，针对膨润土协助碱催化法合成的粗生物柴油采用膨润土吸附剂进行精制。具体实现方法为：粗生物柴油先经预处理除去其中含有的甲醇和析出的皂，再将用量为生物柴油质量1～8％、水含量低于5％、颗粒度为100～400目、蒙脱石含量大于70％的吸附剂平均分成两份；将预处理的粗生物柴油预热到40～80℃后，先加入一份吸附剂，搅拌吸附10～60min，然后再加入另一份，继续搅拌吸附10～60min后，过滤分离出废膨润土，即得精制生物柴油。与已有的水洗精制技术相比，生物柴油收率可提高1～5％，没有废水排放，且膨润土吸附剂价格便宜，精制工艺大为简单，效率提高一倍以上。
【专利说明】一种碱催化合成的粗生物柴油精制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碱催化合成的粗生物柴油精制方法，特别是采用膨润土吸附精制由膨润土协助碱催化法合成得到的粗生物柴油。
【背景技术】
[0002]碱催化合成的粗生物柴油精制需要脱除残留催化剂、肥皂、甲醇、甘油、单脂肪酸甘油酯及双脂肪酸甘油酯等杂质。常用的精制方法为水洗法，水洗法很容易脱除亲水性好的残留催化剂、甲醇及甘油，但同时具有亲油性和亲水性的肥皂、单脂肪酸甘油酯及双脂肪酸甘油酯是油水乳化剂，要达到脱除要求就比较困难，不但需要大量水反复洗涤，而且洗涤沉降困难、柴油损失增加。采用固体吸附剂吸附是一种具有优势的精制方法，它不但能吸附碱催化生物柴油中的所有杂质，而且操作简单、没有废水排放。中国专利(专利号ZL200480029198.0)公布了粗生物柴油的吸附精制方法，用硅酸镁等吸附剂精制由氢氧化钠、氢氧化钾催化得到的粗生物柴油，取得了较好的效果，但硅酸镁的合成成本高，影响了其应用，目前大部分粗生物柴油精制工艺还是采用传统的水洗工艺。
[0003]膨润土是一种比较廉价的硅酸盐矿物材料，其主要功能是吸水性、分散性及阳离子交换性等，在冶金、材料成型、制备活性白土等领域用途广泛。中国专利(专利号ZL201310009332.1)公布了一种膨润土协助碱催化合成生物柴油的方法，该方法是在碱催化合成生物柴油的过程中，加入膨润土吸附剂，提高碱催化的效率，粗生物柴油的质量明显提高，这样就可以采用更为简单的方法进行粗生物柴油的精制。在中国专利(专利号ZL200480029198.0)公布的粗生物柴油的吸附法精制方法中，也提到了用膨润土粘土精制粗生物柴油，但没有给出应用条件及使用效果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种成本低、工艺简单的粗生物柴油精制方法，其特征是对膨润土协助碱催化法合成的粗生物柴油先进行预处理，然后分批加入膨润土吸附剂进行精制，具体实现如下:
[0005]1、将粗生物柴油在50~80°C下真空蒸发去除残留甲醇，然后沉降分离除去由于脱除甲醇而析出的皂，即得预处理粗生物柴油。
[0006]2、将用量为预处理粗生物柴油质量I~8%的膨润土吸附剂平均分成两份；将预处理粗生物柴油预热到40~80°C后，先加入一份膨润土吸附剂，搅拌吸附10~60min，然后再加入另一份，继续搅拌吸附10~60min后，过滤分离出废膨润土，即可得精制生物柴油。
[0007]本发明的 精制粗生物柴油的方法，所用的粗生物柴油根据中国专利(专利号ZL201310009332.1)公布的方法合成；所用的膨润土吸附剂，其水含量低于5%，颗粒度为100~400目，蒙脱石含量大于70 %。
[0008]本发明的原理为，膨润土对甲醇、甘油及皂的吸附速度很快，对单脂肪酸甘油酯及双脂肪酸甘油酯吸附较慢。粗生物柴油先通过预处理分离出甲醇及部分皂并进行回收，可以大大减少吸附剂的用量；膨润土分批加入的目的是利用其对杂质的吸附速度不同，第一批主要吸附甘油和皂，单脂肪酸甘油酯及双脂肪酸甘油酯几乎没有被吸附，第二批主要吸附单脂肪酸甘油酯和双脂肪酸甘油酯，残留微量的甘油和皂也被吸附，以达到其要求低含量的要求。
[0009]本发明与已有的水洗精制技术相比，其突出的实质性特点和显著的进步是:
[0010]1、膨润土吸附剂价格便宜。
[0011]2、生物柴油的收率可提高I~5%，没有废水排放。
[0012]3、精制工艺大为简单，效率提高一倍以上。
【具体实施方式】
[0013]在实施例中，生物柴油的游离甘油和总甘油含量采用高碘酸钠氧化法测定，皂和催化剂含量采用美国可再生能源实验室2004年7月颁发的《生物柴油分析方法》中的生物柴油中催化剂和皂含量测定方法进行测定。实施例中所用的预处理粗生物柴油及和水洗精制比较例如下:
[0014]1、实施例中的预处理粗生物柴油的制备
[0015]根据中国专利(专利号ZL201310009332.1)公布的碱催化合成生物柴油的方法进行粗生物柴油的合成，其步骤如下:把游离脂肪酸含量为0.2mgK0H/g的豆油与用量为油脂质量的2%、水含量为3%、颗粒度为200目及蒙脱石含量为85%的膨润土混合，搅拌30min后，加入油脂摩尔数6倍的甲醇和油脂质量0.5%的氢氧化钠催化剂，在60°C下，反应90min，静止，分离出下层的醇土混合物，即得粗生物柴油。
[0016]将粗生物柴油在65°C下真空蒸发去除生物柴油中的残留甲醇，然后沉降分离除去由于脱除甲醇而析出的皂，即得预处理粗生物柴油，经测定，其残留的甘油(包括游离甘油和总甘油)、催化剂、肥皂等杂质含量的测定值及欧洲标准EN14214中所规定的标准值如下表1所示。
[0017]2、比较例
[0018]水洗精制过程，以1:1的体积比向50mL预处理粗生物柴油中加入65°C的去离子水，搅拌洗涤IOmin后离心去除下层洗涤水，并在相同条件下反复洗涤3次。然后向洗涤后的生物柴油中加入过量的无水硫酸钠充分搅拌进行干燥，再离心分离回收上层油相，即得水洗精制后生物柴油。测试预处理粗生物柴油和水洗精制后样品中游离甘油、总甘油及皂的含量，结果见表2。
[0019]实施例1
[0020]将用量为预处理粗生物柴油质量(1)2%; (2)3%; (3) 4%或(4) 5%，水含量为3%、颗粒度为200目及蒙脱石含量为85%的膨润土吸附剂平均分成两份；将预处理粗生物柴油样品预热到60°C后，先加入一份膨润土吸附剂，搅拌吸附30min，然后再加入另一份，继续搅拌吸附30min后，过滤分离出废膨润土，即可得4个不同膨润土用量精制的生物柴油样品，测试其游离甘油、总甘油及皂的含量，结果见表2。
[0021]实施例2
[0022]将用量为预处理粗生物柴油质量4%、水含量为2%、颗粒度为200目及蒙脱石含量为80%的膨润土吸附剂平均分成两份；将预处理粗生物柴油预热到(1)45°C ;(2)60°C或
(3)75°C后，先加入一份膨润土吸附剂，搅拌吸附20min，然后再加入另一份，继续搅拌吸附40min后，过滤分离出废膨润土，即可得3个不同温度精制的生物柴油样品，测试其游离甘油、总甘油及皂的含量，结果见表2。
[0023]实施例3
[0024]将用量为预处理粗生物柴油质量4%、水含量为2%、颗粒度为200目及蒙脱石含量为80%的膨润土吸附剂平均分成两份；将预处理粗生物柴油预热到60°C后，先加入一份膨润土吸附剂，搅拌吸附(I) IOmin ； (2) 20min ; (3) 30min或(4) 40min,然后再加入另一份,继续搅拌吸附(I) IOmin ； (2) 20min ； (3) 30min或(4) 40min后，过滤分离出废膨润土，即可得4个不同时间精制的生物柴油样品，测试其游离甘油、总甘油及皂的含量，结果见表2。
[0025]表1
【权利要求】
1.一种碱催化合成的粗生物柴油精制方法，其特征是对膨润土协助碱催化法合成的粗生物柴油先进行预处理，然后分批加入膨润土吸附剂进行精制，其具体工艺为: (1)将粗生物柴油在50~80°C下真空蒸发去除残留甲醇，然后沉降分离除去由于脱除甲醇而析出的皂，即得预处理粗生物柴油； (2)将用量为预处理粗生物柴油质量I~8%的膨润土吸附剂平均分成两份；将预处理粗生物柴油预热到40~80°C后，先加入一份膨润土吸附剂，搅拌吸附10~60min，然后再加入另一份，继续搅拌吸附10~60min后，过滤分离出废膨润土，即可得精制生物柴油。
2.权利要求1方法所述的膨润土吸附剂，其特征是水含量低于5%，颗粒度为100~400目，蒙脱石含量大于70%。
【文档编号】C10G53/08GK103965954SQ201410203448
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】韦藤幼, 吴炼, 童张法, 王晓宁, 张少明 申请人:广西大学, 防城港市中能生物能源投资有限公司