[發明專利]用油脂廢棄物生產脂肪酸甲酯的工藝方法

無效

• 申請號: 201010182685.8
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN102260595A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 姚志龍;劉森;朱超;尹振晏;高俊斌
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11C3/10
• 代理公司: 小松專利事務所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術領域

本發明涉及一種用油脂廢棄物生產脂肪酸甲酯的工藝方法，特別是以固體酸為催化劑采用催化蒸餾反應器，使油脂廢棄物中游離脂肪酸甲酯化制備脂肪酸甲酯的工藝方法。

背景技術

油脂廢棄物是在食用天然植物油、動物脂肪、餐飲業廢油及油脂深加工過程中產生的一系列失去食用價值的含油皂腳。俗稱為地溝油。據專家計算，這些廢棄食用油脂的量約占食用油消費總量的20～30％。以我國年均消費食用油量2100萬噸計，則每年產生油脂廢棄物400～800萬噸。可作為資源的油脂廢棄物只有400萬噸左右，目前，我國油脂廢棄物食用沒有得到合理利用。因此，成為一種環境污染物，并沖擊食品安全。

廢棄油脂中含大量有機物，具有污染和回收利用雙重性。這是一筆很重要的替代石油資源。在全球面臨能源危機及環境污染日益嚴重的情況下，應對油脂廢棄物進行合理回收利用，目前利用廢棄食用油脂制備脂肪酸甲酯，也叫生物柴油，方法是：首先對油脂廢棄物進行脫膠、脫色預處理，然后以硫酸為催化劑，采用釜式反應進行甲酯化反應，再對反應產物進行分子蒸餾獲得脂肪酸甲酯。用硫酸作為催化劑不僅腐蝕設備，而且產品需經水洗脫除硫酸，產生大量廢水污染環境。，據文獻報導，CN101338216A中報道了以固體超強酸ZrO₂～TiO₂/SO₄^2-為催化劑，在醇油摩爾比為16∶1、溫度70～95℃的條件下，對經脫膠質和脫色處理后的酸化油進行甲酯化反應制備脂肪酸甲酯，在釜式反應器中反應4～8小時CN101338214A中則以強酸性陽離子交換樹脂A-15和固體雜多酸H₃PO₄.12WO₃.XH₂O為催化劑，對經脫膠質和脫色處理后的酸化油在釜式反應器中進行甲酯化反應，然后減壓蒸餾獲得脂肪酸甲酯。

上述方法，雖避免了硫酸等液體酸催化劑對反應設備的釜式和水洗脫除作為催化劑液體酸的過程，但存在原料需要預處理、反應醇油比大、工藝流程長、能耗高等缺點；另外脂肪酸與甲醇進行酯化反應生成脂肪酸甲酯的同時會生成一分子水，水和酸性催化劑同時存在于反應體系中，脂肪酸甲酯又會水解為脂肪酸，導致反應產物脂肪酸甲酯單程收率低。

發明內容

本發明的目的正是為了克服上述己有技術的缺點與不足而提供一種以固體酸為催化劑，采用催化蒸餾反應器，以油脂廢棄物為原料生產脂肪酸甲酯的工藝方法，從而可變廢為寶，改善生態環境、緩解能源危機、促進經濟可持續發展。

本發明的目的是通過下列技術方案實現的：

用油脂廢棄物生產脂肪酸甲酯的工藝方法，它以油脂廢棄物和甲醇為原料，以固體酸為催化劑，甲醇與油脂廢棄物的摩爾比為2～4∶1，采用由蒸餾塔釜和催化蒸餾塔塔柱組成的催化蒸餾反應器，油脂廢棄物從裝有固體酸的催化劑的催化蒸餾塔塔柱頂進料，塔柱頂部溫度為60～70℃，甲醇在蒸餾塔塔釜進行汽化，溫度為90～120℃，汽化后的甲醇從催化蒸餾塔塔柱底部進入與催化蒸餾塔塔柱頂部進入的油脂廢棄物在催化蒸餾塔塔柱逆流接觸，廢棄食用油脂每小時進料質量與塔柱裝填催化劑質量比為0.5～1.0h^-1，在固體酸催化劑的作用下反應生成脂肪酸甲酯，再經催化蒸餾塔塔柱流入蒸餾塔釜，脂肪酸與甲醇反應生成的水與未反應甲醇由催化蒸餾塔塔頂流出，塔釜為反應產物脂肪酸甲酯與廢棄食用油脂含有的甘油三脂和微量磷脂、膠質等的混合物，塔釜產物經減壓蒸餾就可獲得脂肪酸甲酯，余下甘油三酯可采用堿催化酯交換反應制備脂肪酸甲酯。

所述的催化蒸餾塔塔柱塔為填料塔，塔板數為20～35塊，固體酸催化劑裝填在催化蒸餾塔上部，頂部以實心瓷球覆蓋，所述的油脂廢棄物是在食用天然植物油、動物脂肪、餐飲業廢油及油脂深加工過程中產生的一系列失去食用價值的含油皂腳。所述的固體酸催化劑為強酸性陽離子交換樹脂、磷鎢雜多酸或固體超強酸；所述的塔頂甲醇進出料的回流比為3～4。