专利名称：一种生物柴油及其制备方法
技术领域：
本发明属于燃料油开发技术领域，涉及生产发动机燃料的方法，具体的说，是一种生物柴油及其制备方法。该方法以杏仁脂肪油为主要原料，制备的生物柴油其闪点、硫含量、水分、运动粘度、铜片腐蚀指标均达到欧盟、美国、德国及国家修改稿规定的生物柴油标准。氧化安定性(不溶物)完全符合国家车用柴油标准。
背景技术：
能源是国民经济的基础产业，对国民经济的持续快速健康发展和人民生活的改善起着重要的促进与保障作用。但随着经济的发展、人们生活水平的提高，加速了对能源的需求，致使各国出现了能源危机，而解决这种能源危机最直接、最有效的方法就是开发和使用可再生能源来代替石油燃料的使用。
生物柴油是从可再生的生物质资源(动植物油脂)中获得的一种性质近似于柴油的柴油替代品，是一种生物质可再生能源，其具有可再生周期短，清洁和安全三大优势，是各国为解决石油危机所进行的主要研究方向。我国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油代替品，将发展生物液体燃料确定为国家发展方向。我国产油植物资源丰富，适合发展燃料油的植物物种主要有农作物大豆、油菜、花生、芝麻等；林业树种油桐、橡胶、光皮树、棕榈、山桐子、水冬瓜、花椒、麻枫树等。自退耕还林以来，我国森林面积不断增加，各种经济树种发展迅速。山杏作为可综合开发利用的树种在东北、华北、西北地区，新疆的伊宁、新源、霍城一带山区及西南、华南等地的山区都有大面积种植，资源丰富且不与农田争地而影响粮食产量。我国人口众多，油料作物生产的食用油满足不了市场的需求，所以用农作物发展生物柴油有限，因此，开发以杏仁油为原料生产生物柴油有利于扩大生物柴油生产的原料来源，推动能源林业产业的形成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物柴油及其制备方法，该方法采用杏仁脂肪油为主要原料，生产工艺简单、产品纯度高并能达到生物柴油质量标准。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案一种生物柴油，其特征在于制得该生物柴油的原料及其摩尔比为甲醇∶杏仁脂肪原油＝4∶1～8∶1。
上述生物柴油的制备方法，其特征在于，首先将杏仁脂肪油除水后直接加热搅拌，加入甲醇和KOH催化剂混合溶液进行酯交换反应，其中，甲醇∶杏仁脂肪原油＝4∶1～8∶1，KOH催化剂为甲醇和杏仁脂肪原油总质量的0.8％～1.6％，反应结束后，静置分层，将下层甘油相分离，取上层酯相经热饱和盐水洗涤除催化剂后，减压蒸馏、抽滤除甲醇、盐及水分后，再经高温减压蒸馏，蒸馏出纯净的脂肪酸甲酯即为生物柴油。
本发明将不能直接作为生物柴油应用的杏仁脂肪油通过酯交换反应，制备的生物柴油的闪点、十六烷值、硫含量、水分、运动粘度、铜片腐蚀等指标均符合生物柴油标准。其生产工艺简单，产品纯度高，有利于扩大生物柴油生产的原料来源，推动能源林业产业的形成。
图1是本发明的制备路线图。
以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式
本发明技术路线参见图1，采用压榨法生产的杏仁脂肪油，杏仁油酸值低，在减压蒸馏除水后可直接搅拌加热，与甲醇及碱性催化剂混合进行酯交换反应，甲醇与杏仁脂肪油的摩尔比为4∶1～8∶1，所用KOH催化剂的量为甲醇和原料油总重量的0.8％～1.6％，在温度为45℃～85℃下，加入KOH催化剂和甲醇混合溶液，搅拌反应20～50分钟后，再次加入甲醇，再次加入的甲醇量为第一次加入量的1/2，进行二次酯交换反应，反应时间为20～50分钟。反应结束后，静置8个小时分层，将下层甘油相分离后，上层酯相经热饱和盐水多次洗涤除催化剂后，在0.09Mpa～0.1Mpa下减压蒸馏、抽滤除甲醇、水分及盐后，再采用高温减压蒸馏法，蒸馏出纯净的脂肪酸甲酯即得生物柴油。
杏仁脂肪油前处理的方法是，将原料油在90℃的水浴、0.09～0.1MPa条件下减压蒸馏除水30～50分钟，即可得到杏仁脂肪原油；分离的方法是将反应结束后的溶液，转移至分液漏斗，静置8个小时分层，将下层甘油相分离；洗涤的方法是将下层甘油相分离后，上层酯相经热饱和盐水多次洗涤至中性，除去酯相中的催化剂及少量甘油；低温减压蒸馏的方法是，在90℃的水浴、0.09～0.1Mpa下减压蒸馏、抽滤除甲醇、盐及水分；高温减压蒸馏在210℃～225℃温度、真空度为0.6～0.7KPa下进行减压蒸馏，蒸馏出纯净的脂肪酸甲酯即精制生物柴油。
用盐水做洗涤，价格便宜，效果好且可重复利用。
本发明制备的生物柴油，制备的生物柴油纯度高，利用甲醇与脂肪酸甘油酯的酯交换反应减短碳链，使其粘度、十六烷值等性质指标达到生物柴油的性质标准。
实施例1将压榨法生产的杏仁脂肪油在90℃的水浴、0.09MPa～0.1MPa条件下减压蒸馏除水，30分钟，冷却，得杏仁脂肪原油；取132g处理好的杏仁脂肪原油，放入反应器中搅拌加热到65℃，将醇油总质量1.4％的催化剂溶解在32g的甲醇中，加入到反应器中，在充分搅拌的条件下反应40分钟后，再加入16g甲醇继续反应40分钟，反应结束后，转移到分液漏斗，静置8个小时分层，将下层甘油相分离后，上层酯相经热饱和盐水洗涤3～5次除去催化剂及少量甘油；在0.09MPa～0.1Mpa下减压蒸馏、抽滤除去甲醇、盐及水分，得到粗制生物柴油；再在210℃～225℃温度、真空度为0.6～0.7KPa下进行减压蒸馏，蒸馏出纯净的脂肪酸甲酯即为精制生物柴油80.15g。
利用上述实施例制备的生物柴油主要质量指标如下
闪点、硫含量、水分、运动粘度、铜片腐蚀指标均达到欧盟、美国、德国及国家修改稿规定的生物柴油标准，十六烷值指数大于一般标准45；氧化安定性(不溶物)完全符合国家车用柴油标准。氧化安定性(诱导期)有待改进。
权利要求
1.一种生物柴油，其特征在于制得该生物柴油的原料及其摩尔比为甲醇∶杏仁脂肪原汕＝4∶1～8∶1。
2.权利要求1所述的生物柴油制备方法，其特征在于，首先将杏仁脂肪油除水后直接搅拌加热，达到一定温度时，加入甲醇和KOH催化剂混合溶液进行酯交换反应，其中，甲醇∶杏仁脂肪原油＝4∶1～8∶1，KOH催化剂为甲醇和杏仁脂肪原油总量的0.8％～1.6％，反应结束后，静置分层，将下层甘油相分离，取上层酯相经热饱和盐水洗涤除催化剂后，减压蒸馏、抽滤除甲醇、盐及水分后，再经高温减压蒸馏，蒸馏出纯净的脂肪酸甲酯即为生物柴油。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的酯交换反应在45℃～85℃下进行。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的酯交换反应分两次进行，第一次将KOH催化剂和甲醇混合溶液与杏仁脂肪原油进行酯交换反应，反应时间为20～50分钟，反应完成后，再次加入甲醇，再次加入的甲醇量为第一次加入量的一半，进行第二次酯交换反应，时间为20～50分钟。
全文摘要
本发明公开了一种生物柴油，制得该生物柴油的原料及其摩尔比为甲醇∶杏仁脂肪原油＝4∶1～8∶1。其制备方法首先将杏仁脂肪油除水后直接加热搅拌，加入甲醇和KOH催化剂混合溶液进行酯交换反应，其中，甲醇∶杏仁脂肪原油＝4∶1～8∶1，KOH催化剂为甲醇和杏仁脂肪原油总量的0.8％～1.6％，反应结束后，静置分层，将下层甘油相分离，取上层酯相经热饱和盐水洗涤除催化剂后，减压蒸馏、抽滤除甲醇、盐及水分后，再经高温减压蒸馏，蒸馏出纯净的脂肪酸甲酯即为生物柴油。本发明制备的生物柴油的闪点、十六烷值、硫含量、水分、运动粘度、铜片腐蚀等指标均符合生物柴油标准。有利于扩大生物柴油生产的原料来源，推动能源林业产业的形成。
文档编号C10G3/00GK1995286SQ20061010525
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者赵忠, 马希汉, 李科友, 魏丽萍, 马玉花, 郭婵娟 申请人:西北农林科技大学