[發明專利]一種用廢棄油脂分相法制備生物柴油的方法

有效

• 申請號: 201210092659.5
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102618390A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 龔任;齊玉堂;張維農
• 申請（專利權）人: 國家糧食儲備局武漢科學研究設計院
• 主分類號: C11C3/06
• 分類號: C11C3/06;C10L1/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 狄宗祿

技術領域

本發明屬于化工技術領域或農產品加工廢棄物綜合利用技術領域，具體涉及一種以生物資源制備生物柴油的方法，特別是一種用廢棄油脂分相法制備生物柴油的方法。

背景技術

生物柴油是可再生綠色能源，它可以以植物油料作物或工程微藻等油料以及動物油脂等為原料制成的液體燃料，是優質的石油柴油代用品。由于我國是一個資源不足的國家，不可能大量利用植物或動物油脂作為生物柴油原料。與此同時，我國每年家庭消費、餐飲、速食店、市場攤販、油炸食品業、油脂精煉、食品加工及油脂零售業等所排放的廢油和酸化油有400-500萬噸可以利用作為生物柴油原料。

國內目前報道的廢棄油脂生物柴油技術專利一般采用預酯化方法，即首先將高酸價油脂和甲醇在酸性催化劑作用下進行酯化，經過較長的反應后混合物酸價下降，排出酸性催化劑(若為硫酸等無機酸需進行加堿中和或水洗干燥)，再補充甲醇并加入堿性催化劑進行醇解反應，直至反應完成，該方法反應時間較長，消耗的催化劑較多，能源消耗也較高。如2009年5月20日公開的發明專利CN101434850A，采用硫酸催化予酯化工藝后以氧化鎂與硫酸廢渣反應生成硫酸鎂解決催化劑的污染問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種廢棄油脂分相法制取生物柴油方法。先將廢棄油脂肪酸和甘油分相后，對脂肪酸采用分段酯化，甘油采用醇解的工藝制取生物柴油，縮短了反應時間，節約了能耗。

本發明的目的可以通過以下技術方法來達到。

一種用廢棄油脂分相法制備生物柴油的方法，其技術要點在于：

a將廢棄油加熱到80℃，加入0.3％濃度為98％的濃硫酸攪拌20min，再加入油重5％的濃度2％溫度85℃的熱鹽水攪拌30min，分離出脫膠廢棄油；；

b將脫膠廢棄油脂脂肪酸和甘油酯分相，按脫膠油與甲醇之比為1∶1.5的比例加入甲醇，在35℃的條件下攪拌30min，靜置分層，分出下層甘油酯相，取樣測定甘油酯相的酸價，根據酸價高低重復進行上述操作，直至酸價降至2-3，分離出脂肪酸相和甘油酯相；

c將所述的甘油酯相按甲醇與甘油酯摩爾比4.5∶1的比例加入甲醇，同時加入甘油酯重0.8％的固體燒堿攪拌混合，在70℃條件下反應1小時，靜置分離反應混合物中的甘油層，迅速并用計算量的濃硫酸中和，離心分離，得到粗制生物柴油、粗甘油、和硫酸鈉；在粗制生物柴油中加入80℃的水溶液洗滌后，離心分離，分出水層，蒸完生物柴油中的甲醇，冷卻并過濾，水洗干燥制得成品生物柴油；

d將所述的脂肪酸相中加入甲醇，然后再加入H₂SO₄催化，脂肪酸∶甲醇∶H₂SO₄的重量比＝1∶0.45∶0.03，反應溫度60-65℃，分段酯化，每段30min，兩段之間經真空脫醇和脫水制取生物柴油。

本發明采用的具體技術措施如下：

1.廢棄油脂游離脂肪酸和甘油分相方法

本發明試驗了廢棄油脂的游離脂肪酸——甘油酯分相方法。試驗了甲醇分相添加比例、溫度和時間、攪拌速度。將精煉廢棄油或餐飲廢棄油與甲醇按1∶1.5比例混合，在30℃溫度的條件下，攪拌30分鐘，然后在靜置分層，分出下層甘油酯相，取樣測定甘油酯相的酸價。根據酸價高低重復進行上述操作，直至酸價降至3左右。分離出脂肪酸相和甘油酯相分別制取生物柴油。

2.甘油酯醇解制備生物柴油的方法

廢棄油通過分相得到的甘油酯相中主要為甘油三酯，部分為甘二酯和甘一酯，這些成分都可以在有催化劑氫氧化鈉(NaOH)存在下發生醇解。

甲醇與甘油酯按4.5∶1比例加入甲醇，同時加入油重0.8％左右的固體燒堿，(燒堿事先配制成燒堿甲醇溶液)劇烈攪拌使反應物料充分混合；置于70℃水浴中反應1h；靜置分離反應混合物中的甘油層，迅速并用計算量的濃硫酸中和，離心分離，得到油、粗甘油、和硫酸鈉；在油層中加入80℃的水溶液洗滌后，離心分離，分出水層；蒸出生物柴油中的甲醇，至到甲醇蒸完為止；冷卻并過濾得到生物柴油。

3.脂肪酸分段酯化生產生物柴油的方法