[發明專利]一種生物柴油的制備方法

有效

• 申請號: 201310296872.2
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103320233A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 王洪;李鴻鵬;馮立艷;馮立光;聞廣明
• 申請（專利權）人: 唐山金利海生物柴油股份有限公司
• 主分類號: C11C3/00
• 分類號: C11C3/00;C11C3/04;C10L1/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 王永紅

技術領域

本發明涉及新能源領域，具體地說是一種利用廢棄油脂制備生物柴油的方法，屬于生物柴油制備領域。

背景技術

生物柴油是由廢棄油脂（主要成分為甘油三酯和高級脂肪酸）等與甲醇經過酯化反應所得到的混合脂肪酸甲酯。

目前，生物柴油的制備工藝根據反應過程中催化酯化方式的不同分為酸法、堿法、酸堿法、酶法、超臨界法等，這些方式均包含以下兩個工序：

第一，在進行酯化反應時油醇存在兩相不互溶現象，靜置處于上下分層狀態，需采取措施擴大兩者接觸面積，加快反應速率，提高反應轉化率。常見方法有攪拌、震蕩、微波、高溫氣化和超臨界等；

第二，酯化反應結束后，混合產物含有大量甲醇及水，需進一步分離得到產品。常見方法有蒸餾、減壓蒸餾、離心、吸附等。

上述兩個工序在實際生產過程中常常會因處理不好而導致反應不徹底、產品不合格等后果，所以大多數生產企業對其通常設置攪拌工序，以促進反應、減壓蒸餾進行產物分離，但是這兩個流程均為高能耗工序，不僅耗能高，而且投入大，不適宜規模較小的柴油生產企業所廣泛應用。

發明內容

本發明是針對背景技術中存在的缺陷，提供一種不僅能克服現有酯化反應過程中油醇不互溶的現象，而且能夠在節約能源的基礎上實現連續反應、反應后易分離的生物柴油制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種生物柴油的制備方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

（1）廢棄油脂預處理：將收集的廢棄油脂堆放在原料池中，向原料池噴灑濃硫酸，所噴灑的濃硫酸質量為廢棄油脂總重的1%～5%；向原料池中加注蒸汽，使原料池保溫在70℃～90℃，保溫時間為5～10h，待廢棄油脂中的甘油三酯酸化水解后，取原料池中的上層預處理油到預處理暫存池待用；

（2）酯化反應：預處理油、甲醇和共溶劑三種原料通過計量泵同時計量并向緩沖器中進料，其中醇油體積比為0.15-0.25:1、共溶劑與油體積比為0.1-0.15:1，三者經緩沖器混合后被泵送入連續管式反應器，物料在流動過程中進行反應，該過程持續1～3h，所得產物含脂肪酸甲酯、甲醇、碳酸二甲酯、微量硫酸及反應生成的水；

（3）分離：酯化反應的產物置于錐形分水罐中靜置1～3h進行分水，分水罐上層物即為粗甲酯；

（4）脫色：?

A、不加熱脫色：將粗甲酯送入脫色罐中與白土進行過濾脫色，得到產品a；

B、加熱脫色脫氣：將粗甲酯送入脫色罐中與白土反應，利用蒸汽對脫色罐進行加熱，溫度為70℃～80℃，保溫1～3h，得到產品b。

酯化反應過程中添加的共溶劑為碳酸二甲酯。

酯化反應過程中所應用到的連續管式反應器包括管道式反應器主體和設置在管道式反應器主體內部的微孔擋板，所述的微孔擋板是與反應器主體內徑相匹配的圓形板體，該微孔擋板沿反應器主體徑向與其內壁固接，微孔擋板的板面上均布有錐形通孔。

微孔擋板板面上的錐形通孔，其大徑端置于反應物來向一側。

管道式反應器主體由多節管道拼接而成，每節管道內分別并列設置有多個微孔擋板。

本發明具備以下優點：

1、該方法酯化反應過程不加熱、不攪拌，高效節能；

2、整個流程在低溫常壓環境下進行，能量消耗低、利用率高，節能環保；

3、采用碳酸二甲酯作為共溶劑，使油醇完全溶合，形成均勻液體，物料流動性能顯著改善，分子接觸面積達到最大，縮短了酯化反應周期；

4、連續管式反應器屬于拼接裝置，每節均可拆卸，長度隨具體情況縮放，微孔擋板能夠使物料經過時形成射流，使酯化反應更徹底，提高了產品品質；

5、在流程中甲醇、碳酸二甲酯無損耗，利用率高；

6、該方法可生產兩種產品：以生物柴油為主要組分的產品a，該產品內含有的甲醇和碳酸二甲酯作為增氧劑成分，大大提高脂肪酸甲酯的熱效率，降低尾氣排放，改善城市空氣質量；產品b，含100%脂肪酸甲酯，可任意比例調和柴油以及燃料油。可根據市場需求靈活調整產品；

7、該方法設備簡單，成本小、建設周期短，可擴容性強。

附圖說明

圖1為本發明的整體生產設備示意圖。

圖2為本發明的連續管式反應器的截面圖。

圖3為微孔擋板中單微孔的結構示意圖。