[發明專利]一種生物柴油的制備方法

有效

• 申請號: 201010141392.5
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN102206554A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 陳恒順
• 申請（專利權）人: 江蘇恒順達生物能源有限公司;陳恒順
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C11C3/04;C10L1/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種生物柴油的制備方法。

背景技術

生物柴油是一種長鏈脂肪酸酯，工業應用上主要指脂肪酸甲酯。它是通過原料油脂與一元醇酯交換反應得到。生物柴油具有清潔、環保的優點，與石化柴油相比，生物柴油可大大減少二氧化碳、多環苯類等致癌物質和“黑煙”等污染物的排放。同時，生物柴油作為可再生的原料而越來越受到世界各國的關注。

生物柴油的工業化生產主要取決于原料油脂的成本，現今，相對廉價的廢棄油脂是人們較為關注的生產原料。所述廢棄油脂是指高酸值油脂，包括餐飲業廢棄油，如老油(經過多次煎炸食物后廢棄的油脂)、地溝油(原料油的主要來源有豬油、菜籽油、棕櫚油、花生油和豆油等)、酸化油、廢棄動物油等等。這些廢棄油脂如果得不到合理利用，將會帶來很大的環境污染問題。以廢棄油脂作為原料生產生物柴油，既充分利用了廢棄油脂，減少了廢棄油脂對環境的污染，又由于其價格低廉，可降低生物柴油的生產成本，提高生產效益。但是，廢棄油脂的特點是酸值高(其酸值一般在50mgKOH/g以上)、非皂化物雜質和水分含量高，因此，采用傳統的液堿催化的酯交換工藝制備生物柴油時，必須先對廢棄油脂進行酸催化脫酸預處理，使之滿足液堿催化的酯交換工藝要求。酸催化脫酸的催化劑為濃硫酸，液堿催化的催化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。在進行硫酸催化脫酸后，必須使廢棄油脂中所含的游離脂肪酸含量盡可能的降低，否則，一方面會增加堿催化劑的用量；另一方面，如果游離脂肪酸含量過高，在進行堿催化反應時，由于游離脂肪酸與堿催化劑反應生成了酯，在后面的水洗時很容易發生乳化，或者使外排的洗滌水中油相含量過高，導致生物柴油的收率下降。然而，在進行硫酸催化脫酸時，當游離脂肪酸含量脫到低于5重量％時，進一步脫酸的難度增大，脫酸時間延長，且一元醇，如甲醇的消耗量增加。

CN1687314A公開了一種用高酸值廢棄植物油生產生物柴油的工藝，其特征在于：采用堿性催化法，在堿性催化劑氫氧化鈉1-1.2重量％的作用下，與甲醇進行反應，通過(1)除雜、脫酸；(2)脫水、脫色；(3)酯化、酯交、醇解；(4)分相四個步驟生成脂肪酸甲酯。即，在脫酸后加入堿催化劑生產生物柴油。該方法中所用的催化劑的催化效果不佳，制備得到的生物柴油的收率不高。

發明內容

本發明的發明目的在于克服了采用現有技術的生物柴油的制備方法中，在脫酸后，游離脂肪酸含量仍然較高，使生物柴油的收率降低的問題，提供一種能盡可能地降低油脂原料中游離脂肪酸的含量而使生物柴油的收率較高的生物柴油的制備方法。

本發明提供了一種生物柴油的制備方法，其中，該方法包括如下步驟：(1)在酸催化劑的存在下，將油脂原料和一元醇接觸反應，使油脂原料中脂肪酸的轉化率為80重量％以上至低于98重量％，所述接觸反應的溫度不低于所述一元醇的沸點溫度和/或不低于水的沸點溫度，以在接觸反應的同時分離生成的水；(2)從步驟(1)所得產物中分離出甘油相和輕質油相；(3)在酸催化劑的存在下，將步驟(2)所得的輕質油相與一元醇接觸反應，使輕質油相中脂肪酸的轉化率進一步達到98重量％以上，所述接觸反應的溫度不低于所述一元醇的沸點溫度和/或不低于水的沸點溫度，以在接觸反應的同時分離生成的水；(4)將步驟(3)所得的產物分離出生物柴油和一元醇，得到的一元醇循環使用，得到的生物柴油經精制后作為產品；所述油脂原料的酸值為不低于50mg?KOH/g。

根據本發明提供的方法，一方面，在反應過程中，不斷分離生成的水，打破化學平衡，促進游離脂肪酸進一步反應，以盡可能降低原料油脂的酸值；另一方面，通過控制兩步酯交換反應進行的程度，先使原料油脂中的脂肪酸含量降低到一定程度，即，在合適的時機分離反應過程中生成的輕質油脂，并將該輕質油脂繼續與一元醇反應，促使平衡向正反應的方向移動，促使脂肪酸和未反應的油脂原料(甘油三酯)進一步轉化為生物柴油，從而保證制得的生物柴油的收率較高。此外，與現有技術相比，本發明提供的生物柴油的制備方法不采用堿催化劑，消除了采用堿催化劑帶來的弊端，例如，易發生皂化反應而導致收率降低，水洗時易發生乳化、洗滌水中帶油多，處理困難、增加原料消耗等問題，而且，本發明的方法對油脂原料的質量要求較低。

具體實施方式