[發明專利]一種制備生物柴油的高酸值原料的預處理方法

無效

• 申請號: 200710031761.3
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101200675A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 王忠銘;袁振宏;羅文;呂鵬梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C10G3/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及一種制備生物柴油的原料預處理方法，尤其是涉及一種制備生物柴油的高酸值原料的預處理方法。

技術背景

目前，以動植物油脂為原料制造生物柴油的成本偏高。對于中國來說，在近5年，甚至10年之內，生物柴油的制備原料主要為各種餐飲廢油、地溝油、酸化油及油腳等。這些廢動植物油均含有大量的游離脂肪酸，如果采用傳統的堿催化工藝，需要先在酸性催化劑作用下，進行酯化預處理，否則游離脂肪酸會與堿反應生成皂化物。堿催化的酯交換反應要求油脂的酸值最好低于1mgKOH/g。對于酸值較高的廢油脂，往往需經兩步甚至多步酯化才能使油脂的酸值達到要求，因此操作繁瑣、甲醇消耗量大、反應時間長。因此，發展一種高效和節省成本的高酸值原料預處理方法勢在必行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備生物柴油的高酸值原料油脂預處理方法，其采用過量的甲醇和濃硫酸的混合物來處理原料油脂，迅速完成游離脂肪酸的酯化反應，降低原料酸值，以滿足堿催化的酯交換工藝。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種制備生物柴油的高酸值原料預處理方法，主要包括如下步驟：

將酸值為4mgKOH/g-30mgKOH/g的高酸值原料油脂，預熱后加入甲醇和濃硫酸的初級混合液進行酯化反應，其中，所述初級混合液中濃硫酸的重量為原料油脂重量的0.8％-1.6％，初級混合液中甲醇與原料油脂所含游離脂肪酸的摩爾比為81-270，反應溫度控制在60℃-75℃，攪拌速度為300rpm，反應時間為10min-80min；然后進行離心分離，得到酸值小于1mgKOH/g的酯化原料油脂和離心后的甲醇和硫酸混合液。濃硫酸為實驗室常用的濃度為98.3％及以上的濃硫酸。

進一步地，??在離心后的甲醇和硫酸混合液中加入含質量百分比濃度為0.5％-2％硫酸的甲醇溶液，加入量為初級混合液的損失重量。按照此法每一次補償到初級混合液的重量，再作為下一次高酸值原料的預處理時的重復使用。

優選地，所述初級混合液中濃硫酸的重量為原料油脂重量的1.2％-1.5％；

所述初級混合液中的甲醇與原料油脂所含游離脂肪酸的摩爾比為150-270。

與現有技術相比，本發明具有的優點和效果如下：

(1)本發明采用過量的甲醇和濃硫酸的混合物來處理高酸值原料油脂，會保證游離脂肪酸的酯化反應在很短的時間內完成，降低原料酸值，提高生產效率。

(2)本發明酯化反應得到甲醇和濃硫酸的混合液，以通過重復使用，使平均到單次預處理的甲醇和濃硫酸用量大大減少，降低預處理成本。另外，技術方案中的各種工藝參數如組分含量、反應溫度、反應時間等均是在大量試驗基礎上得出的，為反應過程最佳的參數值。

附圖說明

附圖為本發明的操作流程圖。

具體實施方式

實施例1

步驟(1)：在100ml的兩口燒瓶內加入20g酸值為10.4mgKOH/g的麻瘋樹油，預熱到60℃。然后加入甲醇和98.3％的濃硫酸的初級混合液進行酯化反應，其中，加入到該初級混合液的濃硫酸重量為麻瘋樹油重的1.6％，即為0.32g，甲醇和麻瘋樹油所含游離脂肪酸的摩爾比為270，(即甲醇的摩爾數為1002.9mmol)。反應溫度控制在60℃，攪拌速度為300rpm，反應時間為11min，進行然后離心分離，得到酸值小于1mgKOH/g的酯化原料油脂，以及分離的上層甲醇和硫酸混合液18.6g。

步驟(2)：在分離的上層甲醇和硫酸混合液，加入1.4g含質量百分比濃度為1％硫酸的甲醇溶液，來補償初級混合液的重量損失，作為下一次酯化反應的重復使用。

重復使用20次后，平均反應時間為26分鐘，平均每次所用硫酸量為麻瘋樹油的0.21％(w/w)，甲醇量為麻瘋樹油的21％(w/w)。

實施例2

步驟(1)：在100ml的兩口燒瓶內加入20g酸值為15.8mgKOH/g的原料油脂(酸化油)，預熱到70℃。然后加入甲醇和98.3％的濃硫酸初級混合液進行酯化反應，其中，加入到該初級混合液中的98.3％濃硫酸重量為原料油脂重的1.2％，即為0.24g，甲醇和原料油脂所含游離脂肪酸的摩爾比為180，1015.7mmol。反應溫度控制在70℃，攪拌速度為300rpm，反應時間為21min，進行然后離心分離，得到酸值小于1mgKOH/g的酯化原料油脂，以及分離的上層甲醇和硫酸混合液18.6g。