专利名称：一种生物柴油的制备方法
技术领域：
本发明涉及生物油料合成、绿色可再生能源技术领域，特别是一种 生物柴油的制备方法。
背景技术：
随着我国经济的高速发展，对能源的需求急剧增加，石油进口量急 速上升，对国际石油市场的依赖性与日俱增，严重威胁着我国的经济发 展。因此，国家有关部门对可再生能源非常重视。颁布了《可再生能源 法》，并出台了一些具体扶持政策。我国有大量的油料作物、木质植物、 水生植物以及动物油脂、废餐饮油等均可作为生物柴油的原料。发展生 物柴油可以缓解，甚至可以从根本上摆脱对石油制取燃油的依赖。
生物柴油的通常制备方法是动植物油脂用甲醇进行酯交换，再精馏 得到脂肪酸甲酯一生物柴油。如中国发明专利公开说明书(公开号CN
1654601A)公开了一种制备生物柴油的方法，它包括如下步骤原料油 经蒸馏脱水，使含水量降低到0.06%以下；脱水后的原料油与甲醇和催 化剂的混合物一起进入超声酯交换反应器反应，保持甲醇和原料油的摩 尔比为3:1 20:1，催化剂质量百分率为0.1 1%，反应温度控制在 20—64"C,超声波频率为1抑00 4000000H z ，功率控制在30 1000
w;反应结束后，酯交换产物进入甲醇蒸馏器，蒸出的甲醇回流入反应
器循环使用，甘油相与生物柴油相分离，分离出的生物柴油相再经中和、 水洗、连续蒸馏除去催化剂、皂化物、水分和甲醇，然后进一步净化得 到高纯度的生物柴油产品。但是，该法成本较高(高于石油柴油的售价)， 因此，很难得到推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物柴油的制备方法，解决现有方法成 本高的问题，它工艺简单、能耗低、转化率高，适于商业化生产。
为解决上述问题，本发明是这样实现的
一种生物柴油的制备方法，其特征在于利用植物油榨油厂或色拉 油厂下脚料以及餐饮废油，经适当处理后制备成粗脂肪酸；根据重量份 数，以粗脂肪酸S0 90份和甲醇10 S0份的比例混合，在0.2 2份固 体酸催化剂作用下，进行两个阶段的酯化反应，生成成粗脂肪酸甲酯； 在回收过量甲酯后，再添加0.01 2份中和剂、0.02 2份精制剂，经真 空干燥、过滤后即成为成品生物柴油；其中
① 酯化反应第一阶段的温度为75 105'C，压力为2 5kg/cm3,反 应时间为0.5 1.5小时；
② 第二阶段的温度为120 200'C，压力为6 12 kg/cm3，反应时间 为3 5小时；
③ 回收甲醇时温度为70 卯'C;
④ 加入中和剂的反应时间为0.5小时左右，温度为100 110'C;
⑤真空干燥的温度为100 110'C ，时间为1 2小时，真空度为30 100mmHg。
所述的生物柴油的制各方法，其特征在于该粗脂肪酸为粗植物脂 肪酸、粗动物脂肪酸中的一种或两种。
所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该粗植物脂肪酸原料为 大豆油或菜籽油或棉籽油或米糠油。
所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该粗动物脂肪酸原料为 猪油或羊油或牛油。
所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该固体酸催化剂为硫酸 氢钠、氨基苯磺酸、对甲基苯磺酸中的一种。
所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该中和剂为氢氧化钾、 氢氧化钠中的一种。
所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该精制剂为活性白土、 六硅酸镁中的一种。
藉由上述技术方案，本发明具有如下优点
① 本发明方法的原料价廉，降低了生产成本；
② 实施本发明方法后，无酸性废水的排放，有利于环保；
③ 本发明方法中，省去产品精馏工序，降低了生产成本；
④ 使用本发明方法，精制过程成本低，收率高。
具体实施例方式
本发明提供了一种生物柴油的制备方法，主要是一些厂家利用植物 油榨油厂或色拉油厂下脚料以及餐饮废油，经适当处理后制备成粗脂肪 酸。本发明利用这些粗脂肪酸为原料，在固体酸催化下，在一定的温度 和压力下，经甲醇酯化成粗脂肪酸甲酯(即粗生物柴油)。回收过量甲 酯，再添加中和剂、精制剂，经真空干燥、过滤后即成为成品生物柴油。
其中粗脂肪酸为粗植物脂肪酸、粗动物脂肪酸中的一种或两种。 粗植物脂肪酸原料，包括大豆油、菜籽油、棉籽油、米糠油等。粗动物 脂肪酸原料包括猪油、羊油、牛油等。
其中固体酸催化剂为硫酸氢钠、氨基苯磺酸、对甲基苯磺酸中的一种。
其中中和剂为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。
其中精制剂为活性白土、六硅酸镁中的一种。
酯化反应第一阶段的温度为75-105'C,压力为2-5kg/cm3,反应时 间为0.5-1.5小时；第二阶段的温度为120-200'C ，压力为6-12 kg/cm3, 反应时间为3-5小时。
回收甲醇时温度为70-90'C。
加入中和剂的反应时间为0.5小时左右，温度为100-ll(TC。 真空干燥的温度为100-110'C,时间为1-2小时，真空度为 30-100mmHg。
该制备方法中，以反应物的重量份数计，各组份用量为粗脂肪酸 50 90份；甲醇10 50份；固体酸催化剂0.2 2份；中和剂0.01 2 份；精制剂0,02 2份。
以下通过实施例对本发明作进一步说明 实施例1
在密闭无氧的反应器中，加入粗大豆油脂肪酸1000g、甲醇260g、 对甲基苯磺酸4g,升温至80'C搅拌反应1小时，反应压力为2.5Kg/cm2。 继续升温至130'C，压力6Kg/cm2，反应3小时。降温至柳""C脱气回收 过量甲醇。再升温至110'C,加入L5g氢氧化钾反应0.5小时，加入六 硅酸镁2g,在75mmHg下真空脱水1小时，经过滤得到约950g生物柴 油。
实施例2
在密闭无氧的反应器中，加入粗大豆油脂肪酸500g、粗猪油脂肪酸 500g、甲醇300g、氨基苯磺酸5g，升温至80。C，压力3Kg/ci^搅拌反 应1小时。继续升温至压力7Kg/ci^下反应3小时。降温至80 1C脱气回收过量甲醇。再升温至11(TC，加入L2g氢氧化钾反应0.5小 时，加入六硅酸镁2g,在75mmHg下真空脱水1小时，经过滤得到约 960g生物柴油。
实施例3
在密闭无氧的反应器中，加入粗牛油脂肪酸1000g、甲醇280g、硫 酸氢钠8g,升温至IOO'C，压力4Kg/cii^搅拌反应1小时。继续升温至 1柳'C，压力10Kg/cm2，反应4小时。降温至80"脱气回收过量甲醇。 再升温至110'C,加入3g氢氧化钠，反应0.5小时，加入活性白土2g， 在50mmHg下真空脱水1.5小时，经过滤得到约970g生物柴油。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实 施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都 应为本发明的技术范畴。
权利要求
1、一种生物柴油的制备方法，其特征在于利用植物油榨油厂或色拉油厂下脚料以及餐饮废油，经适当处理后制备成粗脂肪酸；根据重量份数，以粗脂肪酸50～90份和甲醇10～50份的比例混合，在0.2～2份固体酸催化剂作用下，进行两个阶段的酯化反应，生成成粗脂肪酸甲酯；在回收过量甲酯后，再添加0.01～2份中和剂、0.02～2份精制剂，经真空干燥、过滤后即成为成品生物柴油；其中①酯化反应第一阶段的温度为75～105℃，压力为2～5kg/cm3，反应时间为0.5～1.5小时；②第二阶段的温度为120～200℃，压力为6～12kg/cm3，反应时间为3～5小时；③回收甲醇时温度为70～90℃；④加入中和剂的反应时间为0.5小时左右，温度为100～110℃；⑤真空干燥的温度为100～110℃，时间为1～2小时，真空度为30～100mmHg。
2、 根据权利要求1所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该 粗脂肪酸为粗植物脂肪酸、粗动物脂肪酸中的一种或两种。
3、 根据权利要求2所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该 粗植物脂肪酸原料为大豆油或菜籽油或棉籽油或米糠油。
4、 根据权利要求2所述的生物柴油的制备方法，其特征在于该 粗动物脂肪酸原料为猪油或羊油或牛油。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的生物柴油的制备方法，其 特征在于该固体酸催化剂为硫酸氢钠、氨基苯磺酸、对甲基苯磺酸中 的一种。
6、 根据权利要求1或2或3或4所述的生物柴油的制备方法，其 特征在于该中和剂为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。
7、 根据权利要求1或2或3或4所述的生物柴油的制备方法，其 特征在于该精制剂为活性白土、六硅酸镁中的一种。
全文摘要
本发明涉及生物油料合成、绿色可再生能源技术领域，特别是一种生物柴油的制备方法。它利用植物油榨油厂或色拉油厂下脚料以及餐饮废油，经适当处理后制备成粗脂肪酸；根据重量份数，以粗脂肪酸50～90份和甲醇10～50份的比例混合，在0.2～2份固体酸催化剂作用下，进行两个阶段的酯化反应，生成粗脂肪酸甲酯；在回收过量甲醇后，再添加0.01～2份中和剂、0.02～2份精制剂，经真空干燥、过滤后即成为成品生物柴油。本发明方法主要解决现有方法成本高的问题，它工艺简单、能耗低、转化率高，适于商业化生产。
文档编号C10G3/00GK101104810SQ20061002895
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者严万春, 汤小群, 王晓东, 蒋震伟 申请人:上海桑迪精细化工研究所有限公司