专利名称：固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法
固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法
技术领域：
本 发明涉及绿色、可再生新能源的技术领域，属于一种制备生物柴油的新工艺，具体的说，是一种采用固定化脂肪酶催化作用下新型酯交换试剂与动植物油脂制备无副产甘油生物柴油的新方法。
背景技术：
生物柴油是一系列长链脂肪酸的单烷基酯，具有与石化柴油相似的燃烧性能，是一种可以替代石化柴油使用的环境友好燃料。随着石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，生物柴油作为一种清洁能源受到广泛关注。生物柴油原料主要来自于动植物油脂等可再生资源，不受储量的限制，而且原料没有毒性，燃烧后废弃的有害成分少。欧盟是全世界生物柴油发展最快的地区，2008年欧盟生物柴油产量780万吨。预计2010年生物柴油份额将占石化柴油的5.75%，2020年达到20 %。美国、加拿大、日本、韩国、印度等国家也纷纷加大生物柴油的发展力度。我国是能源紧缺国家，发展生物柴油产业，对于改善生态环境，保障国家石油安全具有重要意义。我国“十五发展纲要”已明确提出发展各种石油替代品，并将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向，因而加快我国生物柴油的研发和应用是新时期赋予我们千载难逢的发展机遇。目前，工业上生物柴油大都采用均相酸碱催化剂催化油脂与低碳链醇的酯交换反应来制备。反应方程式如下
权利要求
1.固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，具体步骤为 将酯交换试剂与动植物油脂混合，在固定化酶催化剂存在下，在恒温水浴摇床中反应温度为20 100°C，反应时间为15 48小时，其中，酯交换试剂与动植物油脂的摩尔质量比为 2 1 30 1，催化剂添加量为动植物油脂质量比例的1 30% ；过滤除去催化剂并蒸馏除去过量的酯交换试剂，产品为生物柴油。
2.如权利要求1所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，所述的反应温度为40 80°C ；所述的反应时间为18 36小时。
3.如权利要求1所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，所述的酯交换试剂与动植物油脂的摩尔质量比为10 1 20 1;所述的催化剂添加量为动植物油脂质量比例的15 25%。
4.如权利要求1所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，所述的酯交换试剂选自草酸二甲酯、草酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯中的一种或者几种。
5.如权利要求4所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，所述的酯交换试剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、 丙二酸二乙酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯中的一种或者几种。
6.如权利要求1所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，所述的动植物油脂选自大豆油、菜籽油、棕榈油、棉籽油、花生油、蓖麻油、葵花籽油、 玉米油、橄榄油、核桃油、桐籽油、芝麻油、米糠油、猪油、牛油、鱼油、鸡油、废弃食用油中的一种或者几种。
7.如权利要求6所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，所述的动植物油脂为棕榈油、大豆油、棉籽油、玉米油、菜籽油中的一种或者几种。
8.如权利要求1所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，所述的催化剂选自固定化脂肪酶为固定化脂肪酶NOVOZyme435或固定化脂肪酶 Lipozyme TL IM0
9.如权利要求1所述的固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，其特征在于，制备方法的技术路线为CH2OCORICHOCOR +酯交换试剂-> 3ROCOR +酸甘油酯ICH2OCOR其中，-R表示含8至22个碳原子的、直链的、单或多不饱和的烷基或烯基；-R’表示含 1至5个碳原子的、直链或支化的烷基；酯交换试剂为草酸二甲酯、草酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯中的一种或者几种；酸甘油酯为草酸甘油酯、碳酸甘油酯、乙酸甘油酯、丙二酸甘油酯、丁二酸甘油酯中的一种或者几种。
全文摘要
本发明涉及一种固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法，将酯交换试剂与动植物油脂混合，在固定化酶催化剂存在下，在恒温水浴摇床中反应温度为20～100℃，反应时间为15～48小时，其中，酯交换试剂与动植物油脂的摩尔质量比为2∶1～30∶1，催化剂添加量为动植物油脂质量比例的1～30％；过滤除去催化剂并蒸馏除去过量的酯交换试剂，产品即为生物柴油。本发明的优点采用新型酯交换试剂替代甲醇，避免了传统工艺中甲醇使酶催化剂容易失活的缺陷；催化剂易于分离，无须水洗，不产生废水，催化剂可以重复使用；不产生甘油，油脂与新型酯交换试剂发生酯交换反应可联产甘油下游产品作为生物柴油的组分之一，无须分离，提高了原料的利用率。
文档编号C11C3/10GK102199494SQ20101013071
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者刘群, 张丽平, 辛忠 申请人:华东理工大学