[發(fā)明專利]一種用超臨界技術(shù)制備生物柴油的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810017849.4
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN101550349A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高新成;何俊超
• 申請（專利權(quán)）人: 西安市寶潤實業(yè)發(fā)展有限公司
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00;C11B3/04;C11B3/10
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再生能源領(lǐng)域，屬于綠色化工過程，是一種用超臨界技術(shù)制備生物柴油的方法。

背景技術(shù)

生物柴油是指源于生物產(chǎn)品可作為柴油機(jī)燃料的物質(zhì)，包括動植物油的裂化產(chǎn)物或動植物與短鏈醇酯交換得到的脂肪酸酯等。由于植物油的碳鏈比較長，含不飽和的雙鍵多或者含支鏈多等原因，使其黏度過高；廢棄食用油脂來源復(fù)雜，各種成分極不固定，而且酸敗、霉變、大量雜質(zhì)等因素；動物油脂中如工業(yè)規(guī)格豬油酸值較高，常混有較多水分、雜質(zhì)如蛋白質(zhì)、磷酯、膠質(zhì)等。所有這些可再生資源都必須用化學(xué)方法進(jìn)行改性，增加油品流動性和降低黏度，使其成為生物柴油。

目前生物柴油主要采用催化反應(yīng)生產(chǎn)的，即用動、植物油脂和甲醇或乙醇在酸性或堿性催化劑和一定溫度下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯，再經(jīng)洗滌干燥，即得生物柴油，同時得到副產(chǎn)物甘油。盡管化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)日趨成熟，但仍存在缺點，如工藝流程長，生產(chǎn)過程會排放含堿廢液，同時由于反應(yīng)是在甲醇和油兩相的相界面進(jìn)行，而不是均相反應(yīng)，所以反應(yīng)速度慢，反應(yīng)時間長等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述的技術(shù)缺點提供一種用超臨界技術(shù)制備生物柴油的方法。這種方法：是在超臨界流體參與下的化學(xué)反應(yīng)，超臨界流體對溫度及壓力的變化十分敏感，所以在反應(yīng)中常常可以通過改變操作條件來調(diào)節(jié)超臨界流體的物理性質(zhì)，以進(jìn)一步影響反應(yīng)混合物在超臨界流體中的傳質(zhì)、溶解度及反應(yīng)動力學(xué)等性質(zhì)，從而改善反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率、選擇性及反應(yīng)速度，由綠色化學(xué)反應(yīng)生成綠色能源——生物柴油。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的。

用動植物、廢餐飲油脂、各種油料作物為原料，經(jīng)處理后，與甲醇在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，包括以下步驟：

(1)酸化除水；

(2)甲酯化；

(3)酯交換；

(4)過濾；

(5)回收甲醇；

(6)分相。

上述工藝中有關(guān)的工藝條件：

1、酸化除水：將油脂或者油脂與溶劑在水浴65-75℃下，緩慢滴加適量的98％硫酸，30-40分鐘加完，保溫反應(yīng)30分鐘，靜置分層，收集上層液或者減壓蒸餾回收溶劑的蒸余物；

2、甲酯化：將酸化后油脂升溫至60-85℃，緩慢加入一定量的98％硫酸，反應(yīng)2h，直至酸值不再降低為止；

3、酯交換在8-40Mpa條件下進(jìn)行，反應(yīng)時間為2-4min；

4、過濾溫度在40-60℃下進(jìn)行，需要40-80min；

5、回收甲醇在90℃下進(jìn)行，需要時間40-80min；

6、分相應(yīng)在30-60℃下進(jìn)行，需要時間30-60min。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、相對化學(xué)催化劑而言，縮短了生物油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油的時間，達(dá)到設(shè)計狀態(tài)后，不同的油脂，只需要2-4min就能將生物油脂轉(zhuǎn)化成生物柴油。

2.本技術(shù)溫和了超臨界法制備生物柴油的反應(yīng)條件。

3.生物柴油產(chǎn)率高，一般酯化率可以達(dá)到95％以上。

4.本技術(shù)不使用堿或酸催化劑，原料適應(yīng)性廣，工藝流程短，對環(huán)境無污染。

附圖說明

附圖是本發(fā)明工藝流程框圖。

具體實施方式

實施1

將地溝油1Kg和800g苯混合，在65-75℃下充分溶解，緩慢滴加(按油脂重量比0.6％)98％硫酸，32分鐘加完，保溫反應(yīng)30分鐘，靜置分層，收集上層液減壓回收苯進(jìn)行下次套用；將酸化除水后的油脂升溫至60-85℃，緩慢加入(按油脂重量比0.6％)98％硫酸，反應(yīng)2h，直至酸值不再降低為止；將甲酯后的油脂和其重量3倍量的甲醇混合，加入高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行酯交換反應(yīng)，加熱到350℃，表壓顯示為10MPa，在此溫度保持4min；高壓高溫釜被冷卻至60℃，將反應(yīng)中甲醇在90℃下進(jìn)行回收，甲醇可以精餾后循環(huán)使用；在50℃下進(jìn)行分相，經(jīng)45分鐘，即得880g脂肪酸甲酯——生物柴油，收率達(dá)88％。本實例中的酯交換反應(yīng)是處于超臨界條件下進(jìn)行。

實例2