一种生物柴油制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物柴油制备技术领域，具体涉及一种生物柴油的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着石油资源的日益紧张，清洁环保的新能源成为全球能源开发利用的热点。生物柴油做为一中环保、可再生、可替代石化柴油的新能源逐渐得到全球关注。目前生物柴油研究多为采用单一的动植物油脂进行，其中很多是可食用油脂，这样就会对全球的粮食供给产生影响。全球每年都会产生大量的废弃的动植物油脂，可用于制备生物柴油，既可以实现废弃油脂资源化利用，同时可以减轻对环境的压力，因此具有重大意义。酸碱两步催化法制备生物柴油为大多数企业所用，但是生产中存在以下问题:酯化酸值不能在短时间降低、酯交换成皂多、醇耗费量高、产率低。
[0003]本发明主要通过加入碳酸酯增加醇与油脂的互溶性，提高反应进度，同时加入碳酸酯可以与酯化生成的水反应，生成甲醇，降低甲醇原料的耗费，同时使酯化反应向正方向进行利于提高酯化产率；由于酯化产物中几乎没有水，也就避免酯交换过程中皂化反应发生。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决废弃油脂制备生物柴油制备方法存在的缺点，提供一种醇耗低，能耗低，生产成本低，产品收率高的生物柴油的生产方法。
[0005]为达到上述目的，本发明采用技术方案如下:一种生物柴油制备方法，包括以下步骤:
[0006](I)将废弃油脂加入反应器中，加入占废弃油脂质量10?20%的水，开启搅拌，升温至50?70°C，搅拌10分钟，加入占油脂质量0.1?I %的磷酸，继续搅拌60?90分钟，停止搅拌冷却离心分离，取油相备用；
[0007](2)将油相加入反应器中，加入低碳醇、碳酸酯以及占油脂质量0.5?1%的对甲苯磺酸，升温至60?80°C，保持回流，每隔30分钟取样测酸值；
[0008](3)当酸值〈2.0mgK0H/g油时，冷却至30?40°C加入占油脂质量0.5?I.2 %的碱，搅拌10?30分钟，加入低碳醇，新加入的低碳醇与油脂质量比为I?2:10，加入占油脂质量
0.5?1.5%的催化剂，搅拌升温至60?80°C，保持回流10?90分钟；
[0009](4)换减压蒸馏装置，60?80°C减压蒸馏，回收过量低碳醇；
[0010](5)加入占油脂质量10?20%的水，升温至40?60°C搅拌10?30分钟，离心分离，水洗三次，取上层粗甲酯层，用薄膜蒸发仪90°C脱水干燥，即得到生物柴油成品。
[0011]具体地，上述步骤中所述的废弃油脂为酸值大于等于5mgK0H/g，小于180mgK0H/g的餐饮废弃油、地沟油、泔水油、废弃酸化油中的一种或者几种。
[0012]具体地，步骤(2)、(3)、(4)中所述的低碳醇为甲醇或乙醇，步骤(2)中所述的碳酸酯取自碳酸二甲酯或碳酸二乙酯，低碳醇的加入量为废弃油脂质量的5?20%，碳酸酯与低碳醇摩尔比为0.5?1:1。
[0013]具体地，步骤(3)中所述的碱选自甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾中的一种或者几种。
[0014]具体地，步骤(3)所述的催化剂为四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。
[0015]本发明利用废弃油脂经酸碱两步合成法制备生物柴油，废弃油脂经酸性水洗、活性炭吸附、离心分离预处理;加入甲醇或乙醇、碳酸酯、酸性催化剂加热回流酯化;酯化产物加入碱调节PH，加入甲醇或乙醇、碱性催化剂加热回流酯交换;反应结束，减压蒸出甲醇或乙醇，水洗，离心分层，薄膜蒸发干燥即得到生物柴油。本发明的生物柴油制备方法反应条件温和，醇耗低，能耗低，生产成本低，产品收率高，有效解决目前生物柴油生产存在的弊端。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
[0017]以下是本发明具体实施例:
[0018]实施例1:
[0019](I)将100g酸值120mgK0H/g的餐饮废弃油加入反应器中，加入10g的水，开启搅拌，升温至70°C，搅拌10分钟，加入Ig磷酸，继续搅拌90分钟，停止搅拌冷却离心分离，取油相备用；
[0020](2)将油相加入反应器中，加入甲醇50g、碳酸二甲酯141g、10g对甲苯磺酸，升温至60?80°C，保持回流，每隔30分钟取样测酸值；
[0021 ] (3)当酸值〈2.0mgK0H/g油时，冷却至30 °C加入5g的甲醇钠，搅拌30分钟，加入甲醇200g，四丁基溴化铵5g，搅拌升温至60?80°C，保持回流10分钟；
[0022](4)换减压蒸馏装置，60?80°C减压蒸馏，回收过量低碳醇；
[0023](5)加入10g水，升温至40°C搅拌30分钟，离心分离，水洗三次，取上层粗甲酯层，用薄膜蒸发仪90°C脱水干燥，即得到生物柴油成品。收率93.7%。
[0024]实施例2:
[0025](I)将100g酸值20mgK0H/g的地沟油加入反应器中，加入200g的水，开启搅拌，升温至50°C，搅拌10分钟，加入1g磷酸，继续搅拌60分钟，停止搅拌冷却离心分离，取油相备用；
[0026](2)将油相加入反应器中，加入乙醇200g、碳酸二乙酯256.5g、5g对甲苯磺酸，升温至60?80°C，保持回流，每隔30分钟取样测酸值；
[0027](3)当酸值〈2.0mgK0H/g油时，冷却至40°C加入1.2g的甲醇钾，搅拌10分钟，加入乙醇200g，四丁基氯化铵15g，搅拌升温至60?80°C，保持回流10分钟；
[0028](4)换减压蒸馏装置，60?80°C减压蒸馏，回收过量低碳醇；
[0029](5)加入200g水，升温至60°C搅拌10分钟，离心分离，水洗三次，取上层粗甲酯层，用薄膜蒸发仪90°C脱水干燥，即得到生物柴油成品。收率93.6%。
[0030]实施例3:
[0031]将实施例1步骤(I)中的餐饮废弃油更换为100g酸值50mgK0H/g的泔水油，步骤(3)中的甲醇钠更换为乙醇钠，其余步骤相同。收率93.4%。
[0032]实施例4:
[0033]将实施例2步骤(I)中地沟油更换为100g酸值100mgK0H/g的废弃酸化油，步骤(3)中甲醇钾更换为乙醇钾，其余步骤相同。收率94.1 %。
[0034]实施例5:
[0035]将实施例2步骤(3)中甲醇钾更换为乙醇钠，其余步骤相同。收率93.9%。
【主权项】
1.一种生物柴油制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将废弃油脂加入反应器中，加入占废弃油脂质量10?20%的水，开启搅拌，升温至50?70°C，搅拌10分钟，加入占油脂质量0.1?I %的磷酸，继续搅拌60?90分钟，停止搅拌冷却离心分离，取油相备用； (2)将油相加入反应器中，加入低碳醇、碳酸酯以及占油脂质量0.5?I%的对甲苯磺酸，升温至60?80°C，保持回流，每隔30分钟取样测酸值； (3)当酸值〈2.0mgKOH/g油时，冷却至30?40°C加入占油脂质量0.5?I.2%的碱，搅拌10?30分钟，加入低碳醇，新加入的低碳醇与油脂质量比为I?2:10，加入占油脂质量0.5?1.5%的催化剂，搅拌升温至60?80°C，保持回流10?90分钟； (4)换减压蒸馏装置，60?80°C减压蒸馏，回收过量低碳醇； (5)加入占油脂质量1?20%的水，升温至40?60 °C搅拌1?30分钟，离心分离，水洗三次，取上层粗甲酯层，用薄膜蒸发仪90°C脱水干燥，即得到生物柴油成品。2.根据权利要求1所述的生物柴油制备方法，其特征在于:上述步骤中所述的废弃油脂为酸值大于等于5mgK0H/g，小于180mgK0H/g的餐饮废弃油、地沟油、相■水油、废弃酸化油中的一种或者几种。3.根据权利要求1所述的生物柴油制备方法，其特征在于:步骤(2)、(3)、(4)中所述的低碳醇为甲醇或乙醇，步骤(2)中所述的碳酸酯取自碳酸二甲酯或碳酸二乙酯，低碳醇的加入量为废弃油脂质量的5?20%，碳酸酯与低碳醇摩尔比为0.5?1:1。4.根据权利要求1所述的生物柴油制备方法，其特征在于:步骤(3)中所述的碱选自甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾中的一种或者几种。5.根据权利要求1所述的生物柴油制备方法，其特征在于:步骤(3)所述的催化剂为四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。
【专利摘要】本发明属于生物柴油制备技术领域，具体涉及一种生物柴油的制备方法。本发明利用废弃油脂经酸碱两步合成法制备生物柴油，包括以下步骤：1)废弃油脂经酸性水洗、活性炭吸附、离心分离预处理；2)加入甲醇或乙醇、碳酸酯、酸性催化剂加热回流酯化；3)酯化产物加入碱调节pH，加入甲醇或乙醇、碱性催化剂加热回流酯交换；4)反应结束，减压蒸出甲醇或乙醇，水洗，离心分层，薄膜蒸发干燥即得到生物柴油。具有产率高、反应速率快、能耗低、生产成本低等优点，适用于商业化生产。
【IPC分类】C11C3/04, C11C3/10, C10L1/02
【公开号】CN105602632
【申请号】CN201610006592
【发明人】车春玲
【申请人】山东泰德新能源有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月6日