专利名称：一种用植物种籽、果实生产生物柴油的方法
技术领域：
本发明涉及生物柴油的制作方法，尤其是一种用植物种籽、果实生产生物 柴油的方法。
生物柴油由各种动、植物油脂经酯化或酯交换反应而得，其主要成分是长 链脂肪酸曱酯。生物柴油具有能量密度高、润滑性能好、储运安全、抗爆性好、 燃烧充分等优良使用性能和可再生性、环境友好性及良好的替代性能，是最具 发展潜力的大宗生物基液体燃料。采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满 足目前的欧洲II号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲 III号排放标准。
生产生物柴油的原料主要是动物油和植物油，针对以植物油为原料生产生 物柴油的技术中，基本上都是先将植物的种籽等先压榨成植物油，再进行化学
反应制备生物柴油。这种制备方法的主要缺点有两个 一是先榨成的植物油在 贮存过程中酸价会提高，导致在以其为原料用碱法生产生物柴油时，须对原料 油进行脱酸的预处理，增加了生产工序及生产成本；二是由于植物油的化学成 分是脂肪酸三甘酯，其粘度较大，压榨时残余在籽泊中的油脂较多，导致生物 柴油的总提取得率下降，成本较高。
本发明目的在于克服现有以植物油为原料生产生物柴油过程中存在的缺 点，提供一种生产过程简单、提取率高的用植物种籽、果实生产生物柴油方法。
背景技术：
发明内容要点在于直接利用植物的种籽、果实生产生物柴油，所述的制备步骤如下
(1) 将植物种籽、果实即原料，经分选、干燥、破碎；
(2) 将干燥破碎后的植物种籽、果实，加入到带高速剪切搅拌设备(300转以 上/分钟)的反应釜中，再加入短链醇和脂肪酸曱酯，室温下高速剪切搅拌l-4h 形成均匀的悬浮液。
(3 )在上述(2 )悬浮液中加入弱碱性物质，高速搅拌l-4h;
(4) 将K0H或NaOH溶于甲醇中，配成质量百分比浓度为8-10%的K0H或NaOH 甲醇溶液，作为催化剂加入到上述(3)的悬浮液中，在50-120。C下回流反应 0. 5-4h;
(5) 反应完成后，将反应物料降温至40°C，经压滤得到分离的滤液，滤饼另 作他用；
(6) 分离的滤液进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗品； (7.)将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇； (8)再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
本发明所述的植物种籽、果实主要是油菜籽、大豆、蓖麻籽和麻疯树、无 患子、光皮树、黄连木、油茶、油棕榈等野生植物的种籽、果实，可以是上述 植物种籽中的 一种或几种。
短链醇主要是曱醇、乙醇或丙醇，其投料比为原料短链醇-l: 0. l-l(重 量百分比)。
脂肪酸甲酯用作油脂与曱醇的相容剂，用量为原;阡的3-5% (重量百分比)。 反应釜中带有剪切搅拌设备，对已破碎的种籽、果实，进行进一步磨细，
以增加浸提效果和反应介质之间的接触面。
催化剂为KOH或NaOH的甲醇溶液，可以克l良KOH或NaOH直接加入油脂和
曱醇的混合体系中导致部分KOH或NaOH无法完全溶解，KOH或NaOH的量为原
料量的0. 3-5%。弱碱性物质主要是指四硼酸钠(钾)、碳酸钠(钾)、碳酸氢钠(钾)、磷酸 氬钠(钟)、磷酸二氢钠(钾)，其目的是中和悬浮液中的脂肪酸，使悬浮体系 的酸值<0. 5,以避免下一步用^5成作催化剂进行酯交换反应时出现皂化现象。其
投料量为种籽量的0. 05-3%。
本发明的优点在于，1 )直接以破碎的植物种籽、果实为原料，克服了压榨 法提取油脂得率低，及油脂精炼的繁杂步骤等现有技术存在的缺点，减少油脂 提取精炼的操作成本，生物柴油得率高，提高了工艺的经济性；在反应过程中 使用高速剪切搅拌设备，不仅可以对破碎的原料在溶液体系中进行进一步磨细， 以增加浸提效果和反应介质之间的接触面，而且还有助于物料的乳化和接触， 可促使反应迅速完成，缩短反应时间。2 )可利用野生植物的种籽、果实进行 生产，生产成本低；3)在生产过程中使用NaOH或K0H作催化剂，避免了碱性 催化剂曱醇钾(钠)价格高的缺点，使整个反应的制造成本低廉；4)在酯交换 反应前道工序使用了弱碱性緩冲剂除去反应体系的酸值，克服了加入强碱性催 化剂后造成的油脂皂化现象；5)酯交换反应前加入脂肪酸曱酯充当油脂与甲醇 的相容剂，增加油脂与曱醇两相之间的相容性，增加了反应物接触几率，使反 应速度加快，有利于缩短反应时间。
具体实施例方式
行修改，添加和替换都是可能的，都没有超出本发明的保护范围。
实施例l, (l)取经分选、干燥、破碎后的油菜籽1G00g,加入到带剪切搅 拌设备(400转/分钟)的反应釜中，加入脂肪酸曱酯30g，曱醇100g,高速剪 切剧烈搅拌2h,物料形成流动均匀的悬浮液。
(2) 同时将20g的NaOH溶解于曱醇中配成质量百分比浓度为10 /。的NaOH 曱醇溶液。
(3) 在上述(1 )的悬浮液中加入10g的硼砂，继续高速搅拌lh后，慢慢加入上述(2 )的NaOH曱醇溶液，在了(TC下反应1. 5h。
(4) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC,经压滤得到分离的滤液，滤 饼另作他用。
(5) 分离的滤液进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗
口口 。
(6) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇
(7) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
实施例2， (l)取经分选、干燥、破碎后的无患子种籽1000g，加入到带剪 切搅拌设备(900转/分钟)的反应釜中，加入脂肪酸曱酯40g，曱醇200g,高 剪切剧烈搅拌4h，物料形成流动均匀的悬浮液。
(2 )同时将2g的KOH溶解于曱醇中得到质量百分比浓度为8°/。的KOH曱醇
溶液
.(3)在上述(1)的悬浮液中加入20g的^ 友酸钠，继续高速搅拌lh后，慢 慢加入上述(2 )的KOH甲醇溶液，在8(TC下反应lh。
(4) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC,经压滤得到分离的滤液，滤 饼另作他用。
(5) 分离的滤液进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗
(6) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇
(7) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
实施例3, (l)取经分选、干燥、破碎后的光皮树种籽300g、油菜籽700g， 加入到带剪切搅拌设备(1000转/分钟)的反应釜中，加入脂肪酸甲酯35g，乙醇 300g,高剪切剧烈搅拌1.2h,物料形成流动均匀的悬浮液。
(2 )同时将30g的NaOH溶解于甲醇中得到质量百分比浓度为10°/ 的NaOH 曱醇溶液。(3 )在上述(1 )的悬浮液中加入5g的磷酸二氬钟，继续高速搅拌3h后， 慢慢加入上述(2 )的NaOH曱醇溶液，在70"C下反应2h。
(4) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC，经压滤得到分离的滤液，滤 饼另作他用。
(5) 分离的滤液进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗
口
口卩o
(6) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇
(7) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
实施例4， (l)取经分选、干燥、破碎后的大豆50Gg、黄连木种籽500g, 加入到带剪切搅拌设备(600转/分钟)的反应釜中，加入脂肪酸曱酯35g，丙醇 700g，高剪切剧烈搅拌l h,物料形成流动均匀的悬浮液。
(2 )同时将lg的KOH溶解于甲醇中得到质量百分比浓度为10°/。的KOH曱 醇溶液。
(3 )在上述(1 )的悬浮液中加入12g的磷酸氩二钠，继续高速搅拌2. 5h 后，慢慢加入上述(2 )的KOH甲醇溶液，在90。C下反应lh。
(4) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC，经压滤得到分离的滤液，滤 饼另作他用。
(5) 分离的滤液进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗
品o
(6) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇
(7) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
权利要求
1、一种用植物种籽、果实生产生物柴油方法，其特征在于直接利用植物的种籽、果实生产生物柴油，所述的制备步骤如下(1)将植物种籽、果实，经分选、干燥、破碎；(2)将破碎后所得物，加入到带剪切搅拌设备的反应釜中，再加入短链醇和脂肪酸甲酯，室温下高速搅拌1-4h，形成均匀的悬浮液；(3)在上述(2)悬浮液中加入弱碱性物质，高速搅拌1-4h；(4)将KOH或NaOH溶于甲醇中，配成质量百分比浓度为8-10％的KOH或NaOH甲醇溶液，作为催化剂加入到上述(3)的悬浮液中，在50-120℃下回流反应0.5-4h；(5)反应完成后，将反应物料降温至40℃，经压滤得到分离的滤液，滤饼另作他用；(6)分离的滤液进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗品；(7)将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇；(8)再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
2、 根据权利要求1所述的一种用植物种籽、果实生产生物柴油方法，其特征在 于所述的植物种籽、果实主要是油菜籽、大豆、蓖麻籽、麻疯树、无患子、光 皮树、黄连木、油茶和油椋榈等野生植物的种籽、果实，可以是上述植物种籽 中的一种或几种。
3、 根据权利要求1所述的一种用植物种籽、果实生产生物柴油方法，其特征在 于所述的短链醇主要是曱醇、乙醇或丙醇，其投料比为种籽、果实短链醇=1:
4、 根据权利要求1所述的一种用植物种籽、果实生产生物柴油方法，其特征在于所述的脂肪酸曱酯用作油脂与短链醇的相容剂，用量为种籽、果实量的3-5%。
5、 根据权利要求1所述的一种用植物种籽、果实生产生物柴油方法，其特征在于K0H或NaOH的用量为种籽量的0. 3-5%。
6、 根据权利要求1所述的一种用植物种籽、果实生产生物柴油方法，其特征在 于所述的弱碱性物质主要是指四硼酸钠(钾)、碳酸钠(钾)、碳酸氩钠(钾)、 磷酸氢钠(钾)、磷酸二氢钠(钾)，其投料量为种籽量、果实的0.05-3%。
7、 根据权利要求1所述的一种用植物种籽、果实生产生物柴油方法，其特征在 于所述的带剪切搅拌设备是指转速在300转以上/分钟的剪切搅拌设备。
全文摘要
本发明涉及生物柴油的制作方法，尤其是一种用植物种籽、果实生产生物柴油的方法。本发明的生产步骤包括将植物种籽、果实，经分选、干燥、破碎后，加入到带剪切搅拌设备(300转以上/分钟)的反应釜中，再加入短链醇和脂肪酸甲酯，室温下高速剪切搅拌1-4h形成均匀的悬浮液，加入弱碱性物质，高速搅拌1-4h；将KOH或NaOH溶于甲醇中，配成质量百分比浓度为8-10％KOH或NaOH的甲醇溶液作为催化剂加入，在50-120℃下回流反应0.5-4h；反应完成后，将反应物料降温至40℃，经压滤得到分离的滤液，滤饼另作他用；分离的滤液进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗品；将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇；再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。本发明的优点是生产过程简单、植物油脂利用高，生产成本低，工艺的经济性好，具有大规模推广应用的前景。
文档编号C10G3/00GK101307242SQ20081007138
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者玮 吕, 肖可青, 陈登龙, 陈顺玉, 黄三福 申请人:陈登龙;黄三福;肖可青;吕 玮;陈顺玉