[發(fā)明專利]一種生物柴油及其催化還原制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310158712.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN103232900A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂英濤;陳曉鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 呂英濤;陳曉鋒
• 主分類號(hào): C11C3/12
• 分類號(hào): C11C3/12;C11B3/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物柴油及其催化還原制備方法，尤其是涉及一種從以C₁₂-C₂₀的脂肪酸三甘油脂為主要組份的各種油類(如地溝油、各種動(dòng)值物油)為原料、通過催化加氫制備的代替石油基柴油的生物柴油及其制備方法。?

背景技術(shù)

柴油作為一種重要的石油煉制產(chǎn)品，在各國燃料結(jié)構(gòu)中占有很高的比例，成為重要的動(dòng)力燃料。隨著世界范圍內(nèi)車輛用油柴油化趨勢的加速、車輛保有量的迅速上升，石油資源(一次性能源、或不可再生性能源)的減少，世界各國對(duì)于柴油替代燃料的研究越來越重視。?

生物柴油(Biodiesel)由此應(yīng)運(yùn)而生。生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、地溝油等為原料油，通過酯交換工藝制成的可代替石油基柴油的再生性柴油燃料。生物柴油由長鏈脂肪酸的甲酯混合物構(gòu)成。由于生產(chǎn)生物柴油的動(dòng)植物油和地溝油每年可以通過植物的光合作用進(jìn)行可再生性生產(chǎn)；同時(shí)植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)消耗了空氣中的二氧化碳，從而抵消了生物柴油在燃燒過程中的二氧化碳排放，屬于零排放燃料，即綠色燃料。因此，生物柴油以其可再生性、綠色環(huán)保，受到世界各國的高度關(guān)注。?

然而，不同于礦物油原料，生物質(zhì)油料含有高水平的脂肪酸三甘油酯。為了將脂肪酸三甘油酯轉(zhuǎn)化成適用于柴油機(jī)使用的形式，必須將動(dòng)植物油脂中的脂肪酸三甘油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯。到目前為止，世界范圍內(nèi)還沒布可行的技術(shù)，在成本允許的范圍內(nèi)，將動(dòng)植物油脂中的脂肪酸三甘油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯。一方面的原因是由于動(dòng)植物油本身的價(jià)格作為生產(chǎn)生物柴油的原料與石油比起來沒有價(jià)格優(yōu)勢；然而，生產(chǎn)生物柴油本身的技術(shù)還不成熟也是其難于推廣的另一個(gè)原因。?

從已公開的中國和世界專利申請(qǐng)的情況看，制備生物柴油，要么直接用甲醇與動(dòng)植物油中的脂肪酸三甘油酯進(jìn)行酯交換，使脂肪酸三甘油酯轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅峒柞ズ透视停灰聪葘?dòng)植物油中的脂肪酸三甘油酯水解生成脂肪酸和甘油，再將脂肪酸轉(zhuǎn)化為甲酯。前者，在加入可接受量的甲醇后，不可能使酯交換反應(yīng)(是平衡反應(yīng))完全，而且甲醇的使用不僅加大了生產(chǎn)成本，也加劇了其對(duì)環(huán)境的損害；后者，水解過程耗時(shí)，最關(guān)鍵的是第二步酯化反應(yīng)很困難，成本高，難于在成本可接受的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。?

在US2006/0186020中，描述了通過將植物油加氫轉(zhuǎn)化來形成生物柴油。在W02004/022674中進(jìn)行了類似的公開。然而需要記住的是，在這些和其他現(xiàn)有技術(shù)文件中描述的加氫處理主要是用來氫化裂化，使動(dòng)植物油分子斷裂變小，這和石油煉制過程中的裂化基本一致。這樣的氫化轉(zhuǎn)化過程難于控制，從而使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到生物柴油的要求。?

醇、特別是乙醇(以及甲醇)添加到汽油作為生物汽油使用已經(jīng)是公知的。乙醇可以從甘蔗產(chǎn)生，經(jīng)常與汽油混合來形成生物汽油。然而采用相同思路，將高級(jí)脂肪醇引入到石油基柴油中作為生物柴油使用，在世界范圍內(nèi)尚未見報(bào)道。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，同時(shí)實(shí)現(xiàn)將乙醇等低級(jí)醇用于生物汽油的實(shí)踐延伸至將高級(jí)脂肪醇用于生物柴油，本發(fā)明提供了一種生物柴油及其催化還原制備工藝。?

該生物柴油的催化還原制備工藝包括：?

1)獲得含有至少一種脂肪酸甘油酯的動(dòng)植物油，優(yōu)選為地溝油。目前，只采用地溝油作為制備生物柴油的原料。隨著未來石油資源的減少，農(nóng)林牧副漁動(dòng)植物種養(yǎng)植效率的提高，動(dòng)植物油也可作為生產(chǎn)生物柴油的原料。目前，采用地溝油作為生產(chǎn)生物柴油的原料，一方面是因?yàn)槠鋬r(jià)格低；而另一方面，生產(chǎn)生物柴油消耗了地溝油，就杜絕了地溝油回流到餐飲業(yè)的可能性，提高了餐飲業(yè)的飲食安全，進(jìn)而保障了最廣大人民的飲食安全；再一方面，地溝油和動(dòng)植物油屬于可再生性綠色能源，將其轉(zhuǎn)化為生物柴油燃料，符合國家可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略。?

2)為了實(shí)現(xiàn)將高級(jí)脂肪醇用于生物柴油的想法，本發(fā)明對(duì)生物柴油進(jìn)行了重新定義。生物柴油就是以動(dòng)植物油為原料，通過催化還原制得混合飽和脂肪醇，然后單獨(dú)、或與柴油降凝劑、或與石油基柴油混合作為生物柴油使用。?

3)制備工藝反應(yīng)過程如反應(yīng)方程式(I)所示：?

反應(yīng)方程式(I)?

其中，式(I)中的，R₁、R₂、R₃為相同或不同的C12-C20的直鏈或支化的飽和烷基，或相同或不同的C12-C20的直鏈或支化的單烯或多烯基；?