专利名称：用油松籽油制备生物柴油的方法
技术领域：
本发明属于生物柴油制备技术领域，特别涉及一种用油松籽油制 备生物柴油的方法。
技术背景能源安全是国家战略安全保障基础之一。在我国，由于人口众多、 能源利用效率低、能源结构不合理和能源生产隐性成本高，能源问题已极其严峻。自1993年我国成为石油进口国以来，每年石油进口量 以4%的速度递增，这使中国石油对外依存度从1995年的7. 6%增加 到2000年的33.8%孙永明，袁振宏，孙振钧.中国生物质能源与 生物质利用现状与展望[J].可再生能源，2006， (2): 78-82。预计， 2010年我国的原油加工量将达到2.7亿吨，但原油的产量却不超过 1.7亿吨孟凡清，王德民,张大年等.生物柴油的制备研究[J].化 学世界，2004， 45(7): 359-362。对此，我国制定了解决国家石油 资源短缺、缓解石油供需矛盾的主要措施是寻找节约型和替代型燃料 油，而利用可再生的生物质资源生产生物柴油是一个很好的选择。我 国食用油短缺，因此不能和国外一样，用大豆油、菜籽油、花生油或 棉籽油等食用油来制备生物柴油，只能选用动植物废弃油脂和7 油 料来制备生物柴油。油松(尸/""s to^/^/bw^ )属松科乔木，是我国特产的木本油料树种，对环境适应性强，耐贫瘠、抗风，耐干冷气候，适于山地和丘陵地区 生长，可在荒山、荒地栽培，是良好的防风固沙林木，在我国主要分 布于辽宁、吉林、内蒙古、河北、河南、山西、陕西、山东、甘肃、 宁夏、青海、四川北部等地，已成为我国北方广大地区最主要的造林树种之一。油松籽含油率高达30%以上，是一种取之不尽的可再生油源。 生物柴油的制备方法主要包括混合法、微乳化法、热解法。混合 法制备生物柴油粘度高，雾化困难燃烧不完全，十六烷值低，工艺复 杂，费用较高；微乳化法制备的生物柴油热值和十六烷值降低了，也 存在积碳、结焦及润滑油稀释等问题；热解法有效地降低了生物柴油 的粘度并提高了十六烷值，但设备昂贵，反应物难以控制，热解后植 物油中有利于充分燃烧的氧以二氧化碳的形式损失掉，产品性质不稳 定，油松树籽利用率低。 发明内容为了克服上述生产生物柴油现有技术的不足，本发明提供了一种 十六垸值高的用油松籽油制备生物柴油的方法，具有节约能源、保护 环境、提高油松树籽利用率的特点。为达到上述目的，本发明采用的制备方法是 一种用油松籽油制 备生物柴油的方法，包括以下步骤第一步，将油松籽油、甲醇和氢氧化钾或者氢氧化钠催化剂三者放入三口烧瓶中进行反应，反应温度控制在20。C 75。C之间，反应 时间为5 120分钟；其中，甲醇与油脂的摩尔比为3 : 1 8 : 1，催 化剂为油松籽油重量的0. 5% 2. 0%。第二步，反应结束后将混合体系在常压、65 75"C下进行蒸馏， 回收过量的甲醇。第三步，降至室温，将混合体系静置分层6 24小时，上层为生 物柴油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在 粗甘油中加入占粗甘油质量20% 30%的甲醇稀释，调节PH值在 4.0 7.0进行酸中和、离心转速为1800 2200 rpm进行离心分离， 时间为8分钟~15分钟和减压蒸馏，得到副产品甘油;在生物柴油粗 产品中加入质量百分比为10%的稀硫酸调节层体系pH到7. 0，再用 65 75。C的温水对其进行洗涤，直至下层液体澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油质量百分比3 % 4%的无水硫酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物 柴油。由于本发明利用的是木本油料植物种籽油脂作为制备生物柴油 的原料，制备出的生物柴油十六烷值高，性能优良工艺简单，费用较 低。此外，油松籽本身利用率特别低，除用做树种育苗外，大多数处 于自生自灭的状态，所以本发明不仅为生物柴油找到一种可再生的新 油源，为油松籽油提供新前景，而且可以增加当地林区农民收入；具 有节约能源、保护环境、提高油松树籽利用率的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。实施例一一种用油松籽油制备生物柴油的方法，包括以下步骤第一步，将10g油松籽油、甲醇和氢氧化钾催化剂三者放入三口 烧瓶中进行反应，反应温度控制在45'C，反应时间为15分钟；其中， 甲醇与油脂的摩尔比为5 : 1，氢氧化钾催化剂为油松籽油重量的0. 7 %。
第二步，反应结束后将混合体系在常压、7crc下进行蒸馏，回收 过量的甲醇。
第三步，降至室温，将混合体系静置分层6小时，上层为生物柴 油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在粗甘 油中加入占粗甘油重20 %的甲醇稀释，调节ra值在4. 0进行酸中和、 离心转速为1800 rpm进行离心分离，时间为8分钟和减压蒸熘，得 到副产品甘油；在生物柴油粗产品中加入质量百分比为10%稀硫酸 调节层体系pH到7.0，再用65。C的温水对其进行洗涤，直至下层液 体澄清，得到生物柴油。
第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油重4%无水硫
酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物柴油。 此工艺下，生物柴油的产率为88.4%。 实施例二
一种用油松籽油制备生物柴油的方法，包括以下步骤 第一步，将10g油松籽油、甲醇和氢氧化钾催化剂三者放入三口 烧瓶中进行反应，反应温度控制在6(TC，反应时间为15分钟；其中， 甲醇与油脂的摩尔比为7 : 1，氢氧化钾催化剂为油松籽油重量的1. 1第二步，反应结束后将混合体系在常压、67T:下进行蒸馏，回收过量的甲醇。第三步，降至室温，将混合体系静置分层16小时，上层为生物 柴油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在粗 甘油中加入占粗甘油质量25%的甲醇稀释，调节PH值在5. 0进行酸 中和、离心转速为2000rpm进行离心分离，时间为10分钟和减压蒸 馏，得到副产品甘油；在生物柴油粗产品中加入质量百分比为10% 的稀硫酸调节层体系pH到7.0，再用7(TC的温水对其进行洗涤，直 至下层液体澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油质量百分比 3. 5%无水硫酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物柴油。此工艺下，生物柴油的产率为93.9%。实施例三一种用油松籽油制备生物柴油的方法，包括以下步骤-第一步，将10g油松籽油、甲醇和氢氧化钠催化剂三者放入三口 烧瓶中进行反应，反应温度控制在75"C，反应时间为120分钟；其 中，甲醇与油脂的摩尔比为12:1，氢氧化钠催化剂为油松籽油重量 的0.9%。第二步，反应结束后将混合体系在常压、75'C下进行蒸馏，回收 过量的甲醇。第三步，降至室温，将混合体系静置分层24小时，上层为生物 柴油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在粗甘油中加入占粗甘油质量30%的甲醇稀释，调节ra值在7. 0进行酸 中和、离心转速为2200rpm进行离心分离，时间为15分钟和减压蒸 馏，得到副产品甘油；在生物柴油粗产品中加入质量百分比为10% 的稀硫酸调节层体系pH到7. 0，再用75"C的温水对其进行洗涤，直 至下层液体澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油质量百分比3 %无水硫酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物柴油。此工艺下，生物柴油的产率为92.35%。
权利要求
1、一种用油松籽油制备生物柴油的方法，其特征在于，包括以下步骤第一步，将油松籽油、甲醇和氢氧化钾或者氢氧化钠催化剂三者放入三口烧瓶中进行反应，反应温度控制在20℃～75℃之间，反应时间为5～120分钟；其中，甲醇与油脂的摩尔比为3∶1～8∶1，催化剂为油松籽油重量的0.5％～2.0％。第二步，反应结束后将混合体系在常压、65～75℃下进行蒸馏，回收过量的甲醇。第三步，降至室温，将混合体系静置分层6～24小时，上层为生物柴油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在粗甘油加入占粗甘油质量20％～30％的甲醇稀释，调节PH值在4.0～7.0进行酸中和、离心转速为1800～2200rpm进行离心分离，时间为8分钟～15分钟和减压蒸馏，得到副产品甘油；在生物柴油粗产品中加入质量百分比为10％的稀硫酸调节层体系pH到7.0，再用65～75℃的温水对其进行洗涤，直至下层液体澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油质量百分比3％～4％的无水硫酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物柴油。
2、 根据权利要求1所述的一种用油松籽油制备生物柴油的方法， 其特征在于，包括以下步骤第一步，将10g油松籽油、甲醇和氢氧化钾催化剂三者放入三口烧瓶中进行反应，反应温度控制在45。C，反应时间为15分钟；其中， 甲醇与油脂的摩尔比为5 : 1，氢氧化钾催化剂为油松籽油重量的0. 7 %。第二步，反应结束后将混合体系在常压、7(TC下进行蒸馏，回收 过量的甲醇。第三步，降至室温，将混合体系静置分层6小时，上层为生物柴 油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在粗甘 油中加入占粗甘油重20%的甲醇稀释，调节PH值在4. 0进行酸中和、 离心转速为1800 rpm进行离心分离，时间为8分钟和减压蒸馏，得 到副产品甘油；在生物柴油粗产品中加入质量百分比为10%稀硫酸 调节层体系pH到7.0，再用65'C的温水对其进行洗涤，直至下层液 体澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油重4%无水硫 酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物柴油。
3、根据权利要求1所述的一种用油松籽油制备生物柴油的方法， 其特征在于，包括以下步骤-第一步，将10g油松籽油、甲醇和氢氧化钾催化剂三者放入三口 烧瓶中进行反应，反应温度控制在6(TC，反应时间为15分钟；其中， 甲醇与油脂的摩尔比为7 : 1，氢氧化钾催化剂为油松籽油重量的1. 1 %。第二步，反应结束后将混合体系在常压、67'C下进行蒸馏，回收 过量的甲醇。第三步，降至室温，将混合体系静置分层16小时，上层为生物 柴油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在粗 甘油中加入占粗甘油质量25%的甲醇稀释，调节PH值在5. 0进行酸 中和、离心转速为2000rpm进行离心分离，时间为10分钟和减压蒸 馏，得到副产品甘油；在生物柴油粗产品中加入质量百分比为10% 的稀硫酸调节层体系pH到7.0，再用7(TC的温水对其进行洗涤，直 至下层液体澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油质量百分比 3. 5%无水硫酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物柴油。
4、根据权利要求1所述的一种用油松籽油制备生物柴油的方法， 其特征在于，包括以下步骤第一步，将10g油松籽油、甲醇和氢氧化钠催化剂三者放入三口 烧瓶中进行反应，反应温度控制在75°C，反应时间为120分钟；其 中，甲醇与油脂的摩尔比为12 : 1，氢氧化钠催化剂为油松籽油重量 的0.9%。第二步，反应结束后将混合体系在常压、75t下进行蒸馏，回收 过量的甲醇。第三步，降至室温，将混合体系静置分层24小时，上层为生物 柴油粗产品，下层为粗甘油；将生物柴油粗产品与粗甘油分离；在粗 甘油中加入占粗甘油质量30%的甲醇稀释，调节PH值在7. 0进行酸 中和、离心转速为2200rpm进行离心分离，时间为15分钟和减压蒸 馏，得到副产品甘油；在生物柴油粗产品中加入质量百分比为10%的稀硫酸调节层体系pH到7.0，再用75C的温水对其进行洗涤，直 至下层液体澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油质量百分比3 %无水硫酸钠干燥剂进行干燥处理，最终制备出纯净的生物柴油。
全文摘要
一种用油松籽油制备生物柴油的方法，包括以下步骤第一步，将油松籽油、甲醇和氢氧化钾或者氢氧化钠催化剂三者放入三口烧瓶中进行反应，反应温度控制在20℃～75℃之间，反应时间为5～120分钟；第二步，将上述混合体系在常压下进行蒸馏，回收过量的甲醇；第三步，降至室温，将混合体系静置分层6～24小时；下层为粗甘油，上层为生物柴油粗产品；分离出生物柴油粗产品并在其中加入稀硫酸调节层体系pH，用温水对其进行洗涤，得到生物柴油；第四步，在第三步得到生物柴油中添加无水硫酸钠干燥剂进行干燥处理，制出纯净的生物柴油，具有节能、环护、提高油松树籽利用率的特点。
文档编号C10G3/00GK101402876SQ200810232308
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月18日 优先权日2008年11月18日
发明者荣 何, 史清华, 张航涛, 杜小晖, 斌 谢, 马养民 申请人:陕西科技大学