[發明專利]一種利用餐廚垃圾回收油制取生物柴油的方法

有效

• 申請號: 201010265026.0
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101906355A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 田丹;于景成;靳國良;丁雪梅;于勇勇;桑立維;田藝偉
• 申請（專利權）人: 北京昊業怡生科技有限公司
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11C3/10;C10L1/02;C11B3/00;C11B3/04
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技術領域

本發明涉及一種制取生物柴油的方法，特別涉及一種利用低成本的餐廚垃圾回收油制取生物柴油的方法。

背景技術

近年來，石油等傳統不可再生能源緊張問題日益突出，能源短缺問題已上升成為影響經濟、國家安全等方面的重大問題。同時，石油燃料使用時產生的環境污染問題也日益突出，新型清潔替代能源的開發成為世界各國研究的焦點。生物柴油是以動植物油脂為原料與低碳脂肪醇通過酯交換反應制備而成的石化柴油替代品，主要成分是長鏈脂肪酸單酯(甲酯、或者乙酯)，具有無毒、可生物降解、尾氣中幾乎不含氧化硫類物質等優點，是一種重要的可再生清潔燃料。以動、植物油脂為原料制造生物柴油時，由于原料和工藝路線的原因，制造成本偏高，成為制約生物柴油產業化的一個障礙。低成本的餐飲廢油進行預處理后可以成為制備生物柴油的原料。我國餐飲業產生的廢油脂部分被回收加工成脂肪酸等工業原料，其中大部分被不法分子再利用重新流入市場，危害消費者健康，還有相當的一部分被餐飲業主直接排入下水道，污染環境。如果建立起成熟的利用餐飲廢油制備生物柴油的工藝方法，可降低生物柴油的生產成本，同時可以降低餐飲廢油對環境和社會造成的危害，提高食品安全性。

國內外目前生產生物柴油有四種成熟工藝方法：堿催化法、酸催化法、脂肪酶法，另有生物酶法和超臨界萃取法由于催化劑成本及設備的原因，尚無法形成產業化應用。酸堿催化法(化學法)是工業生產生物柴油的主要方法，但是存在工藝復雜、能耗較高，生產過程有廢堿液或廢酸液排放，酯化產物難于回收等缺點。因此，需要一種更好的成本低、工藝簡單的方法，促進利用餐飲廢油制備生物柴油的產業化。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備生物柴油的方法，該方法能利用餐飲廢油制備性能參數優異的生物柴油，降低制備過程的成本，簡化工藝過程，提高商業化和市場推廣的可行性。

為實現本發明的目的，本發明提出一種利用餐飲廢油制備生物柴油的方法，通過以下步驟實現利用餐飲廢油制備生物柴油：

1).先對餐飲廢油進行脫膠脫雜處理。

2).餐飲廢油經脫膠處理生成的原料油在濃硫酸的催化下與無水甲醇進行酸催化酯化反應，將原料油中的游離脂肪酸轉化成生物柴油。

3).酸催化酯化反應后，原料油中的脂肪酸甘油酯在氫氧化鈉的作用下與甲醇進行堿催化酯交換反應，反應產物為生物柴油和甘油。

4).堿催化酯交換反應后的反應物進行沉降分離，上層產物水洗精餾后得到生物柴油，下層產物處理后得到甘油和甲醇。

本發明具體的實施方法如下，餐飲廢油經過脫膠處理生成的原料油通過原料油儲罐，進入酸催化酯化反應釜；酸催化酯化反應過程所需的另一原料無水甲醇和催化劑-98％的濃硫酸預先經過攪拌混勻后也進入酸催化酯化反應釜，在98％的濃硫酸的催化下，原料油中的游離脂肪酸和無水甲醇進行酸催化酯化反應。反應產物進入沉降分離器，通過高速離心泵的作用，使沉降分離器內的反應產物快速高效地分層。此時上層產物為生物柴油和未參與酸催化酯化反應的原料油的混合物，下層產物為酸催化酯化過程中過量的甲醇和濃硫酸催化劑。接下來生物柴油和原料油的混合物進入堿催化反應釜進行堿催化酯交換。下層產物進入甲醇回收塔，在真空泵的作用下實現甲醇回收塔內真空，同時加熱，得到的無水甲醇被回收循環使用。

接下來進行堿催化酯交換反應，本過程所需要的原料無水甲醇和催化劑氫氧化鈉混勻后在堿催化酯交換反應釜內與原料油中的脂肪酸甘油酯進行反應生成生物柴油，另一反應產物為甘油。此反應過程需要進行加熱和攪拌，反應產物通過高速離心分層。此時的上層產物為粗生物柴油，下層產物為反應剩余的甲醇和反應生成的甘油。粗生物柴油經過水洗和精餾后得到生物柴油終產品。下層產物經過回收處理得到副產品——甘油。甲醇通過蒸餾除去水分后回收循環利用。

利用此方法，從餐飲廢油到生物柴油終產品的轉化率為85％。制備得到的生物柴油性能優異。經檢測，利用此方法得到的生物柴油終產品密度為0.873-0.878g/ml(15℃)，動力粘度為3.21-6.05mm2/s(40℃)，閉環閃點126℃，凝固點-2℃，十六烷值50.8，水分含量300-600mg/kg，硫分0.002-0.008％，殘碳含量0.06-0.12％，酸值0.28mgKOH/g。各項主要指標符合生物柴油和車用柴油標準。且制備過程工藝簡單，極大程度地實現了過程中可循環利用資源的再利用，降低成本，節約能源。

本發明的有益效果如下：