[發(fā)明專利]一種高酸值油脂制備生物柴油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010203840.X
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN101880602A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪勇;李想;馬順;歐仕益
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11C3/10;C11B3/10;C10L1/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;陳燕嫻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物柴油制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用高酸值油脂制備生物柴油的方法。

背景技術(shù)

生物柴油是指由動物油、植物油、廢棄油或微生物油脂經(jīng)轉(zhuǎn)化而形成的脂肪酸單酯(通常為脂肪酸甲酯或乙酯)。生物柴油具有可再生、可生物降解、燃燒排放低和對環(huán)境友好等優(yōu)點，是替代石化柴油的理想燃料之一，因此近年來備受關(guān)注且得到了廣泛的研究。

原料油脂的不足，一直是制約全球生物柴油發(fā)展的最大瓶頸，我國的情況更是如此。我國人多地少，可用于傳統(tǒng)油料作物種植的耕地極為有限。我國在發(fā)展生物柴油的過程中，必須本著不與人爭糧，不與糧爭地的原則，大力開發(fā)非食用性油脂原料。而高酸值油脂，如潲水油、地溝油和酸化油等就是極為合適的制備生物柴油的原料。

利用高酸值油脂作為生產(chǎn)生物柴油的原料一方面可以解決餐飲廢油脂的重返餐桌的問題，另一方面降低了生物柴油的生產(chǎn)成本，因此，利用高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

在現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為CN200310111696.7的中國專利申請公開了采用高酸值的動物油脂為原料兩步法制備生物柴油，首先是甘油在強酸催化劑和共沸溶劑下和脂肪酸酯化得到酯化油脂，酯化混合物在強堿催化下得到生物柴油。該方法的主要缺陷為需要采用毒性較大的甲苯等作為共沸劑，且需蒸餾回收，能耗大；酯化反應(yīng)采用液體的硫酸，勢必產(chǎn)生工藝廢水；反應(yīng)原料采用高純度的甘油，生產(chǎn)成本較高。公開號為CN200710113990.X的中國專利申請公開了一種采用固體酸堿兩步法催化制備生物柴油的方法，該方法第一步酯化的原料為甲醇和酸化油脂，使用的甲醇比例較大，蒸餾回收能耗高，且甲醇中混有酯化生成的水，無法直接重復(fù)使用，所得酯化油的酸值也較高，會影響第二步堿催化醇解反應(yīng)的效率。公開號為CN200710020453.0的中國專利申請公開了一種采用固體酸催化甲醇酯化高酸值油脂，然后再加甲醇在堿性催化劑下催化制備生物柴油的方法。第一步酯化后甲醇的回收以及需要精餾回收利用都增加生成成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高酸值油脂制備生物柴油的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高酸值油脂制備生物柴油的方法，包括以下操作步驟：

(1)高酸值油的酯化：以高酸值油脂為原料，加入固體催化劑，將粗甘油采用滴加方式加入高酸值油脂中，在真空條件下進行回流酯化反應(yīng)；控制回流冷凝器中的冷卻水溫度，使得酯化生成的水被真空抽走，甘油冷凝回流；酯化產(chǎn)物通過離心分層或靜置分層后，得到上層為酯化油，中間層為未反應(yīng)的粗甘油，下層為固體催化劑和粗甘油中的雜質(zhì)鹽；

(2)酯化油的醇解：將步驟(1)所得酯化油和甲醇混合，加入堿性催化劑，進行醇解(酯交換)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后通過靜置分層或離心分層，得到上層為生物柴油層，下層為甘油層；

(3)生物柴油的吸附脫色精制：將步驟(2)所得生物柴油層加熱回收甲醇，加入吸附劑脫色和脫皂，得到精制的生物柴油；

(4)粗甘油的回用：向步驟(2)所得甘油層中加入硫酸，加熱進行中和反應(yīng)并回收甲醇；反應(yīng)后靜置分層或離心分層，上層為粗生物柴油，中間層為粗甘油，下層為中和生成的硫酸鹽。

步驟(1)所述高酸值油脂的酸值為20～160mgKOH/g，為潲水油、地溝油、變質(zhì)的油脂或來自于油脂加工副產(chǎn)品皂腳酸化得到的酸化油和脫臭餾出物；所述粗甘油的純度為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)80～90％，來源于制皂行業(yè)的皂化堿液、脂肪酸水解的甜水或生物柴油副產(chǎn)品粗甘油。

步驟(1)所述粗甘油和高酸值油脂的質(zhì)量比為0.15～0.35∶1；所述固體催化劑的添加量為粗甘油和高酸值油脂的總質(zhì)量的0.1～0.5％；所述將粗甘油采用滴加方式加入的時間為20～45min；所述酯化反應(yīng)的溫度為170～230℃，反應(yīng)時間為2～5小時，反應(yīng)壓力為2000～10000Pa；所述回流冷凝器中的冷卻水的溫度為30～80℃；所述靜置分層的時間為30～60min；所述離心分層的離心速度為3000r/min，時間為10～15min。

更加優(yōu)選地，步驟(1)所述粗甘油和高酸值油脂的質(zhì)量比為0.25∶1；所述固體催化劑的添加量為粗甘油和高酸值油脂的總質(zhì)量的0.02％；所述將粗甘油采用滴加方式加入的時間為30min；所述酯化反應(yīng)的溫度為210℃，反應(yīng)時間為3小時，反應(yīng)壓力為5000Pa；所述回流冷凝器中的冷卻水的溫度為50℃；所述靜置分層時間為45min；所述離心分層的離心速度為3000r/min，時間為15min。