本发明涉及生物才有技术，尤其涉及一种新型生物柴油的制备方法。
背景技术：
近年来，生物柴油以其环境友好性和可再生性成为各国在可再生能源领域的研究热点。生物柴油以植物果实、种子、微藻等油料水生植物及动物脂肪油、废弃食用油等为原料，分别与低分子量的醇进行酯交换和酯化反应制得脂肪酸烷基单酯，其性质与矿物柴油非常接近，是一种可再生的清洁燃料。
生物柴油制备技术已取得了很大的进步，不过迄今为止，实现产业化的技术依然以传统的液体酸、碱均相催化工艺为主，此类工艺反应速度快，转化率高，但设备腐蚀严重，且产物需进行中和洗涤，从而导致大量工业废水的产生，造成环境污染。而为此开发的酶催化、超临界、固体酸、碱催化技术至今实际投入产业化的较少，上述催化工艺技术本身不够成熟、缺乏先进实用的工艺技术、反应器的设计制造技术落后等是阻碍其进一步发展的主要原因。
传统生产工艺大多采用碱性催化剂催化制备生物柴油，但碱催化对原料油中的含水量和酸值要求较高，对于高酸值油料，特别是非粮油料(如麻风树籽油)和废烹饪油，碱催化容易发生皂化反应，不利于生物柴油的制备，而固体酸可同时催化酯化和酯交换反应，降低对原料酸值的要求，也可以通过两步法进行制备，先用固体酸对原料油进行预酯化，降低原料油的酸值，再通过碱催化制备生物柴油。因此，固体酸解决了碱催化剂无法克服的问题，有望成为新一代催化材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对目前生物柴油的诸多问题，提出一种新型生物柴油的制备方法，新型制备生物柴油方法具有反应条件温和、产率高和容易实现自动化连续生产。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型生物柴油的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将甲醇和催化剂配成溶液，然后油脂与甲醇的碱溶液用泵按一定比例打入第一级酯交换反应器中反应；所述催化剂为固体酸催化剂；
步骤2、生成的混合物分离出甘油相再进入第二级反应器中，补充甲醇和催化剂再继续反应；
步骤3、反应完进行甘油分离，得到的粗甲酯经水洗后脱水得到成品生物柴油。
进一步地，所述固体酸催化剂为so42-/zro2-tio2/la3+，有效地改善了催化剂的催化活性。
进一步地，所述固体酸催化剂为so42-/zro2-tio2/la3+的制备步骤：la负载的质量分数为0.1％，h2so4浸渍浓度为0.5mol/l时，在550℃条件下焙烧3h得到的固体超强酸。
进一步地，催化剂用量为5％wt。
进一步地，催化反应温度为50-69℃。
进一步地，催化反应时间为4-10h。
利用甲醇与植物油的不混溶性，膜反应器可以有效去除生物柴油中残留杂质并进行分离纯化。去除残留杂质如游离甘油、催化剂、反应生成的甘油、未反应的甲醇、未反应的三甘油酯(tg)、甘油二酯(dg)以及少量的皂化物和水。因为这些杂质会显著影响发动机性能。去除杂质的一种方法是以驱动反应尽可能接近完全转化。
本发明一种新型生物柴油的制备方法，与现有技术相比较具有以下优点：
1)新型制备生物柴油方法具有反应条件温和、产率高和容易实现自动化连续生产。
2)酯化反应均由固体酸表面的活性位将脂肪酸中羰基氧质子化，然后醇羟基亲核进攻羰基，最后脱掉一分子的h2o形成新酯。
3)用于生物柴油催化的固体酸应从增大催化剂比表面积、提高酸性、增强稳定性、降低成本等方面作进一步的研究，以提高固体酸催化剂的催化活性，推动其在工业上的应用。相信随着研究的深入，固体酸催化剂必将具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种新型生物柴油的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将甲醇和催化剂配成溶液，然后油脂与甲醇的碱溶液用泵按一定比例打入第一级酯交换反应器中反应；所述催化剂为固体酸催化剂；
步骤2、生成的混合物分离出甘油相再进入第二级反应器中，补充甲醇和催化剂再继续反应；
步骤3、反应完进行甘油分离，得到的粗甲酯经水洗后脱水得到成品生物柴油。
本发明一种新型生物柴油的制备方法，与现有技术相比较具有以下优点：
1)新型制备生物柴油方法具有反应条件温和、产率高和容易实现自动化连续生产。
2)酯化反应均由固体酸表面的活性位将脂肪酸中羰基氧质子化，然后醇羟基亲核进攻羰基，最后脱掉一分子的h2o形成新酯。
3)用于生物柴油催化的固体酸应从增大催化剂比表面积、提高酸性、增强稳定性、降低成本等方面作进一步的研究，以提高固体酸催化剂的催化活性，推动其在工业上的应用。相信随着研究的深入，固体酸催化剂必将具有广阔的应用前景。
实施例2
本实施例公开了一种新型生物柴油的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将甲醇和催化剂配成溶液，然后油脂与甲醇的碱溶液用泵按一定比例打入第一级酯交换反应器中反应；所述催化剂为固体酸催化剂；所述固体酸催化剂为so42-/zro2-tio2/la3+，有效地改善了催化剂的催化活性。所述固体酸催化剂为so42-/zro2-tio2/la3+的制备步骤：la负载的质量分数为0.1％，h2so4浸渍浓度为0.5mol/l时，在550℃条件下焙烧3h得到的固体超强酸。催化剂用量为5％wt。催化反应温度为50-69℃。催化反应时间为4-10h。
步骤2、生成的混合物分离出甘油相再进入第二级反应器中，补充甲醇和催化剂再继续反应；
步骤3、反应完进行甘油分离，得到的粗甲酯经水洗后脱水得到成品生物柴油。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。