[發(fā)明專利]用油脂廢棄物生產(chǎn)脂肪酸甲酯的工藝方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010182685.8
• 申請(qǐng)日: 2010-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN102260595A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚志龍;劉森;朱超;尹振晏;高俊斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院
• 主分類號(hào): C11C3/04
• 分類號(hào): C11C3/04;C11C3/10
• 代理公司: 小松專利事務(wù)所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用油脂廢棄物生產(chǎn)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(yīng)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(shù)

油脂廢棄物是在食用天然植物油、動(dòng)物脂肪、餐飲業(yè)廢油及油脂深加工過程中產(chǎn)生的一系列失去食用價(jià)值的含油皂腳。俗稱為地溝油。據(jù)專家計(jì)算，這些廢棄食用油脂的量約占食用油消費(fèi)總量的20～30％。以我國(guó)年均消費(fèi)食用油量2100萬噸計(jì)，則每年產(chǎn)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(guó)油脂廢棄物食用沒有得到合理利用。因此，成為一種環(huán)境污染物，并沖擊食品安全。

廢棄油脂中含大量有機(jī)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(jī)及環(huán)境污染日益嚴(yán)重的情況下，應(yīng)對(duì)油脂廢棄物進(jìn)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(duì)油脂廢棄物進(jìn)行脫膠、脫色預(yù)處理，然后以硫酸為催化劑，采用釜式反應(yīng)進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，再對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)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(shè)備，而且產(chǎn)品需經(jīng)水洗脫除硫酸，產(chǎn)生大量廢水污染環(huán)境。，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，CN101338216A中報(bào)道了以固體超強(qiáng)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(duì)經(jīng)脫膠質(zhì)和脫色處理后的酸化油進(jìn)行甲酯化反應(yīng)制備脂肪酸甲酯，在釜式反應(yīng)器中反應(yīng)4～8小時(shí)CN101338214A中則以強(qiáng)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(duì)經(jīng)脫膠質(zhì)和脫色處理后的酸化油在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，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(duì)反應(yīng)設(shè)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(yù)處理、反應(yīng)醇油比大、工藝流程長(zhǎng)、能耗高等缺點(diǎn)；另外脂肪酸與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)生成脂肪酸甲酯的同時(shí)會(huì)生成一分子水，水和酸性催化劑同時(shí)存在于反應(yīng)體系中，脂肪酸甲酯又會(huì)水解為脂肪酸，導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物脂肪酸甲酯單程收率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是為了克服上述己有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足而提供一種以固體酸為催化劑，采用催化蒸餾反應(yīng)器，以油脂廢棄物為原料生產(chǎn)脂肪酸甲酯的工藝方法，從而可變廢為寶，改善生態(tài)環(huán)境、緩解能源危機(jī)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

用油脂廢棄物生產(chǎn)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(yīng)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(jìn)料，塔柱頂部溫度為60～70℃，甲醇在蒸餾塔塔釜進(jìn)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(jìn)入與催化蒸餾塔塔柱頂部進(jìn)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(shí)進(jìn)料質(zhì)量與塔柱裝填催化劑質(zhì)量比為0.5～1.0h^-1，在固體酸催化劑的作用下反應(yīng)生成脂肪酸甲酯，再經(jīng)催化蒸餾塔塔柱流入蒸餾塔釜，脂肪酸與甲醇反應(yīng)生成的水與未反應(yīng)甲醇由催化蒸餾塔塔頂流出，塔釜為反應(yīng)產(chǎn)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(zhì)等的混合物，塔釜產(chǎn)物經(jīng)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(yīng)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(shù)為20～35塊，固體酸催化劑裝填在催化蒸餾塔上部，頂部以實(shí)心瓷球覆蓋，所述的油脂廢棄物是在食用天然植物油、動(dòng)物脂肪、餐飲業(yè)廢油及油脂深加工過程中產(chǎn)生的一系列失去食用價(jià)值的含油皂腳。所述的固體酸催化劑為強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂、磷鎢雜多酸或固體超強(qiáng)酸；所述的塔頂甲醇進(jìn)出料的回流比為3～4。