[發明專利]一種用蓖麻油制備生物柴油的方法

有效

• 申請號: 201210497325.6
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102942969A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 王貴洪
• 申請（專利權）人: 青島福瑞斯生物能源科技開發有限公司
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;C11C3/10;C11B3/00;B01J19/10
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

技術領域

本發明屬于生物柴油制備領域，具體涉及一種用蓖麻油制備生物柴油的方法。

背景技術

生物柴油具有優良的燃燒性能，其粘度和燃燒熱指標等均可達到普通柴油的標準，并且它作為一種清潔的可再生綠色能源，它以其優良的環保性、較好的安全性（閃點高）和可再生性越來越受到人們的重視。

生物柴油的成本75%是由原料決定的，所以生物柴油在經濟上可行與否最主要取決于原料的選擇，不僅要求原料的來源要充足，而且要求價格低廉，才有經濟競爭能力。蓖麻油為世界十大油料和四大不可食用的油料之一，是自然界中具有獨特性能的植物油，被人們視為很有開發潛力又可再生的“綠色石油”，享有“生物石油”的美譽。蓖麻油的甘三酯組成比較簡單，主要為三蓖麻酸甘油酯，二蓖麻酸甘油酯(包括二蓖麻酸亞油酸酯、油酸酯、二羥基硬脂酸酯等)，一蓖麻酸甘油酯，還有少量不含蓖麻酸的甘油酯。

蓖麻油因為含有大量的羥基，溶解性與其他油脂大不相同。蓖麻油易溶于極性溶劑(如無水乙醇、冰醋酸等)，而難溶于非極性脂肪溶劑(如石油醚、三氯甲烷、乙醚、四氯化碳，苯等)。蓖麻油的粘度大、比重高(O.958-0.968)、燃點高(500℃以上)、凝固點低(-18℃以下)。我國富產蓖麻油，主要產地集中在東北的通遼、洮南，山西的離石，新疆的伊犁等地，大力開發蓖麻的綜合利用具有重要的經濟和社會價值。

發明內容

本發明提供了一種用蓖麻油制備生物柴油的方法，本發明利用蓖麻油制備生物柴油不僅降低了原料成本，而且減少了預酯化降酸價處理的過程；采用固體堿催化劑，催化活性高，降低了污染物產生量。

為實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案予以實現：

所述用蓖麻油制備生物柴油的方法它包括以下步驟：?

(1)?預處理

將蓖麻油與90～95℃的熱水混合并不斷攪拌，熱水用量為蓖麻油質量的20～30%，靜置沉淀形成分液層，過濾除去下層雜質混合物，蒸發去除原料中的水分，得到標準原料油；

(2)?酯交換反應

在反應器中加入固體堿催化劑和甲醇，再加入所述標準原料油形成混合物料，所述混合物料的質量比例為標準原料油：甲醇：固體堿催化劑?=?100：70～80：1～3，混合物料在超聲波清洗器中反應1～2h，檢測甲酯含量達96%以上時結束反應，將反應產物蒸餾除掉甲醇，過濾除去催化劑，剩余的反應物分層，上層為粗生物柴油，下層為副產物甘油；

(3)?粗生物柴油脫色

將所述粗生物柴油攪拌升溫到60-70℃，加入質量為粗生物柴油質量3%-5%的堿性脫色劑，20-30分鐘緩慢升溫到100-105℃保持，脫色20-30分鐘，過濾，即得到淺黃色生物柴油。

對上述技術方案的進一步改進：所述超聲波頻率為25-30kHz。

對上述技術方案的進一步改進：所述固體堿催化劑為K₂O/Al₂O₃、Cs₂O/Al₂O₃或KNO₃/ZrO₂。

對上述技術方案的進一步改進：所述堿性脫色劑的制備方法為：以鈉基膨潤土為原料，與質量為鈉基膨潤土質量5-8‰的碳酸鈉充分混合后，在100-105℃烘干30分鐘，研磨至200-250目得堿性脫色劑，烘干冷卻。

對上述技術方案的進一步改進：檢測甲酯含量采用氣相色譜法。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：

1、本發明以蓖麻油為原料制備生物柴油，蓖麻油的甘三酯組成為三蓖麻酸甘油酯，二蓖麻酸甘油酯，一蓖麻酸甘油酯，還有少量不含蓖麻酸的甘油酯，經過脫水除雜與處理后可以直接進行酯交換反應得到粗生物柴油，再經精餾制得成品生物柴油。蓖麻油不僅來源豐富，而且自身具有酸價低的特性，酸值一般小于1mgKOH/g，一般不需要進行脫酸降酸價處理，減少了預酯化降酸價處理的過程，可以直接進行酯交換反應制備生物柴油，降低了生產生物柴油的原料成本。

2、酯交換反應中通常所用的堿性催化劑是固體堿或液體堿催化劑，但是液體堿性催化劑對水分敏感，遇水活性降低，且容易引起副反應。本發明采用固體堿為催化劑的非均相反應方式，催化劑的催化活性高，副反應少，易分離，對設備不具腐蝕性，可重復使用，污染物產生量大大降低。