[發明專利]一種制備生物柴油的工藝方法

無效

• 申請號: 200810204218.3
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101747923A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 王海斌
• 申請（專利權）人: 上海華阜科技發展有限公司
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種制備生物柴油的工藝方法。

背景技術

現有的制備生物柴油的工藝方法中，主要的反應過程為原料油脂與甲醇進行酯交換生成脂肪酸甲酯，即生物柴油。

對于原料油脂與甲醇的酯交換反應，提高其反應速度一直是一個技術重點，也是一個技術難點。它不僅涉及催化劑，還涉及反應工程問題。目前的研究工作大部分集中在催化劑上，用高效催化劑來提高反應速度。但對于生物柴油工藝，光靠催化劑是不夠的，還需要一個高效的反應系統，才能使催化劑的性能充分發揮出來，這涉及到諸多的化學反應工程問題，尤其是反應物料間的傳質、傳熱、反應產物的分離、以及反應平衡的移動，這些問題都必須認真地加以研究。對于生物柴油工藝，由于原料油脂和甲醇不互溶，反應體系是多相的，反應發生在相界面上。所以，油脂、脂肪酸、甲醇和催化劑之間的傳質速度極大地影響反應的速度和反應進行的深度。有許多學者將注意力集中在油脂與甲醇的互溶上，有學者用加入共溶劑使體系變成一相來解決問題，也有學者用相轉移催化劑來提高相間的傳質和反應速率。但在工業生產上這些措施的實現不僅有一定的技術難度，還增加了生產成本。另外高溫高壓的超臨界工藝也能解決反應體系的相間傳質問題，但需要較大的投資、能耗，成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服現有的制備生物柴油的工藝方法不能有效解決反應體系的相間傳質問題的缺陷，而提供一種可有效提高反應體系的相間傳質速率的新工藝方法。

本發明針對生物柴油的制備工藝中的相間傳質問題，研究了在不同的設備上，以不同的增強傳質速度的方法對酯交換反應的速度的影響，還研究了反應體系的化學平衡問題以及移動反應平衡涉及的有關工程問題，最終得出了下述技術方法。

本發明的工藝方法包括如下步驟：將油脂和甲醇在催化劑的作用下進行酯交換反應，該工藝使用纖維膜傳質反應器作為反應器。

其中，所述的纖維膜傳質反應器可采用現有的各種纖維膜傳質反應器。其可高效、經濟和安全地處理不混溶性液體相間傳質的問題，既提高了相間質量傳遞的效率，又避免產生分散性處理方法帶來的乳化現象，消除液(水)相攜帶現象。

本發明的工藝方法中其他反應條件均可參照現有技術的常規條件進行選擇，優選條件如下：

所述的油脂可為各種植物油，如大豆油、麻瘋樹油、油菜籽油和高芥酸菜籽油等。

所述的催化劑為酯交換反應中常用的堿催化劑，較佳的選自氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。所述的催化劑的用量較佳的為油脂質量的0.5～1％。

所述的油脂與甲醇的摩爾比較佳的為1∶4～1∶10。

所述的反應的溫度較佳的為70～130℃。

本發明所用試劑和原料均市售可得。

本發明的積極進步效果在于：本發明獨特的將纖維膜傳質反應器應用于生物柴油的制備工藝中，高效、經濟和安全地解決了不混溶性液體相間傳質的問題，既提高了相間質量傳遞的效率，又避免產生分散性處理方法帶來的乳化現象，消除液(水)相攜帶現象。

具體實施方式

下面用實施例來進一步說明本發明，但本發明并不受其限制。

實施例1

采用纖維膜傳質反應器作為反應器，原料為大豆油(20kg)，甲醇(大豆油摩爾量的4倍)，氫氧化鈉(0.1kg)，反應溫度80℃。

實施例2

采用纖維膜傳質反應器作為反應器，原料為麻瘋樹油(20kg)，甲醇(麻瘋樹油摩爾量的8倍)，氫氧化鉀(0.2kg)，反應溫度70℃。

實施例3

采用纖維膜傳質反應器作為反應器，原料為油菜籽油(20kg)，甲醇(油菜籽油摩爾量的6倍)，氫氧化鉀(0.15kg)，反應溫度130℃。

實施例4

采用纖維膜傳質反應器作為反應器，原料為高芥酸菜籽油(20kg)，甲醇(高芥酸菜籽油摩爾量的10倍)，氫氧化鈉(0.1kg)，反應溫度100℃。