专利名称：利用废油脂生产生物柴油的方法
技术领域：
本发明是涉及一种柴油的生产方法，特别涉及一种利用废油脂生产生物柴油的方法。
背景技术：
生物柴油在国外受到广泛的应用。美国是最早研究生物柴油的国家，目前已有4家生产厂，总生产能力为50万吨/年。在欧洲，生物柴油的生产也备受关注，许多国家对生物柴油都实行了免税的政策。德国最早制定了生物柴油的标准DINV52606，2004年其生物柴油产量已达140万吨，拥有300多个生物柴油加油站。2003年，全球几乎所有的汽车制造商都表明他们的汽车适用于生物柴油。目前，欧盟推广生物柴油的目标是2010年年产量达到830-1000万吨。
我国餐饮等废油的来源非常充足，有关资料显示，我国每年消耗植物油1200万吨，直接产生下脚酸化油250万吨，大中城市餐饮业的发展也产生地沟油达600万吨。中国是一个能源消耗大国，专家预测我国未来十年石油的需求量将超过3亿吨，其中约40％需要进口解决。
我国生物柴油的研究开发处于起步阶段。生物柴油产业是新兴的高新科技产业，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，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。
国内现有生物柴油生产专利大都为利用大豆油为生产原料，不利于利用现有国内废油资源；并且反应时间长，过程不易控制。由于目前生产生物柴油具有以下问题(1)现有技术只能用食用动植物油生产生物柴油，生产成本过高；(2)以废植物油生产生物柴油，产品质量不稳定，技术指标难以达到欧盟的标准，同时废油酯的转化率因副产物产率高而较低，且二次污染问题依然明显。
发明内容
因此为了解决现有技术的不足，本发明提供一种利用废油脂生产生物柴油的方法。
具体技术方案是以废油脂为原料，经过除机械杂质、除磷脂和甾醇的预处理好的废油脂放入在反应容器中，而后加入甲醇钠催化剂，其加入量为预处理后废油脂重量的0.7-1.3％；甲醇，其加入量为预处理后废油脂重量的15％-35％。
反应温度控制在30 60℃之间，反应时间40-90min；反应后，对甲酯层进行水洗，然后干燥，得到的生物柴油。
主要包括如下步骤①除机械杂质废油脂物理和化学性能上与纯油有所不同，由于含有固体废物和其他溶解性物质，废油通常被污染，这将影响后面的酯交换反应。因此，采用定性滤纸过滤分离除去油中的机械杂质。为了提高过滤效果，可以将废油加热到45--75℃采用热过滤。
②除磷脂，甾醇等废油脂中除了含有较大量的机械杂质如食物残渣、固体颗粒等，还含有磷脂、甾醇等类脂化合物以及维生素、色素、蜡、游离脂肪酸等。为了提高废油的转化率，加入20-50％体积比的35％-45％的磷酸水溶液以及同体积的水，进行酸洗水洗，除去这些物质。旋转分离脱水，分离后油脂通过多羟基吸水性树脂柱，脱水效果更好。
③酯交换皮应甲醇与甲醇纳的混合物以催化剂甲醇钠的量相对于预处理后废油脂的重量的0.7-1.3wt％，甲醇加入量为预处理后废油脂重量的15％-35％，放入一个连续反应或间断反应容器中，加入预处理好的废油脂。反应温度控制在30-60℃之间，反应时间40-90min。
④甘油与甲酯分层反应结束，将生成两种主要产物底层的甘油和上层的甲酯，采用旋转离心法将二者分开。
⑤甲酯的提纯对甲酯层进行水洗，除去残留的催化剂，肥皂，甲醇，和其他水溶性成分，然后干燥，储存，得到的生物柴油的样品，甲酯可以在真空下蒸馏以获得更高的纯度。
与国内同类技术相比本专利利用资源充足的餐饮废油生产的生物柴油有利于环境保护，解决了我国餐饮废油闲置的问题。本发明工艺简单、可靠，反应过程易于控制，反应温度低，酯化速度快，整个工艺流程2-3小时即可结束，废油脂转化率高达95％以上，成品收得率也高。而且生产的生物柴油十六烷值可达50以上，粘度低，闪点高，硫含量极低，含氧量高，燃烧充分，污染小；鉴于其原料来源广泛且原料成本低，甲醇消耗低，生产成本低，故适于大规模工业化生产。整个制取过程只有少量的废水废液产生，符合目前国内环保要求。
具体的实施方式实施例1原料餐饮废油250ml首先，将餐饮废油进行预处理，即加热到45℃，真空抽滤出去机械杂质，然后加入30％的磷酸进行酸洗除去磷脂等，旋转分离、水洗、多羟基吸水性树脂脱水。然后取甲醇，其加入量为预处理后废油脂重量的25％，在温度为30℃、采用甲醇钠作为碱性催化剂，催化剂浓度相对于处理后废油的重量为1.0％、反应时间为60min的情况下，废油的转化率达到92.4％，动力粘度在20℃时为5.3mm2/s实施例2原料餐饮废油250ml首先，将餐饮废油进行预处理，即加热到60℃，真空抽滤出去机械杂质，然后加入40％的磷酸进行酸洗除去磷脂等，旋转分离、水洗、多羟基吸水性树脂脱水。然后取甲醇，其加入量为预处理后废油脂重量的20％，在温度为60℃、采用甲醇钠作为碱性催化剂，催化剂浓度相对于处理后废油的重量为0.7％、反应时间为30min的情况下，废油的转化率达到91.6％，动力粘度在20℃时为5.4mm2/s。
实施例3原料餐饮废油250ml首先，将餐饮废油进行预处理，即加热到70℃，真空抽滤出去机械杂质，然后加入50％的磷酸进行酸洗除去磷脂等，旋转分离、水洗、多羟基吸水性树脂脱水。然后取甲醇，其加入量为预处理后废油脂重量的35％，在温度为50℃、采用甲醇钠作为碱性催化剂，催化剂浓度相对于处理后废油的重量为1.3％、反应时间为90min的情况下，将生成的两种主要产物底层的甘油和上层的甲酯，采用离心法将二者分开，然后进行甲酯的提纯对甲酯层进行水洗，除去残留的催化剂，肥皂，甲醇，和其他水溶性成分，甲酯进一步在真空下蒸馏以获得更高的纯度，然后干燥，储存，得到的生物柴油的样品。废油的转化率达到95.7％，动力粘度在20℃时为5.0mm2/s。
本发明并不局限于实施例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制性的，本发明的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法得到的与本发明相关的技术，都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种利用废油脂生产生物柴油的方法，以废油脂为原料，经过除机械杂质、除磷脂和甾醇预处理好的废油脂放入在反应容器中；其特征是在反应容器中加入甲醇和甲醇钠催化剂，其中，甲醇钠加入量为预处理后废油脂重量的0.7-1.3％，甲醇的加入量为预处理后废油脂重量的15％-35％，反应温度为30-60℃之间，反应时间40-90min；反应后，对甲酯层进行水洗，然后干燥，得到的生物柴油。
2.如权利要求1所述的一种利用废油脂生产生物柴油的方法，其特征是所述的除机械杂质是将废油加热到45-75℃采用热过滤。
3.权利要求1所述的一种利用废油脂生产生物柴油的方法，其特征是所述的除磷脂和甾醇是在废油中加入20-50％体积比的浓度为35％-45％磷酸水溶液和同体积的水，进行酸洗水洗，旋转分离脱水，分离后油脂通过多羟基吸水性树脂柱础去剩余水分。
全文摘要
本发明是一种利用废油脂生产生物柴油的方法，以废油脂为原料，经过除机械杂质、除磷脂和甾醇的预处理好的废油脂放入在反应容器中，而后加入甲醇和甲醇钠催化剂，其中，甲醇钠加入量为预处理后废油脂重量的0.7－1.3％；甲醇的加入量为预处理后废油脂重量的15％－35％。反应温度控制在30－60℃之间，反应时间40－90min；反应后，对甲酯层进行水洗，然后干燥，得到的生物柴油。本发明工艺简单、可靠，反应过程易于控制，反应温度低，酯化速度快，反应2－3小时即可结束，废油脂转化率高达95％以上，成品收得率也高。而且生产的生物柴油十六烷值可达50以上故适于大规模工业化生产。
文档编号C10G3/00GK1670128SQ20051001326
公开日2005年9月21日 申请日期2005年4月1日 优先权日2005年4月1日
发明者陈冠益, 郑暐, 孟祥梅, 陈丽然, 李维尊, 于欣, 马文超 申请人:天津大学