[發明專利]一種生物柴油的生產方法

有效

• 申請號: 201410032117.8
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103725424A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 李凌波;李黨訓;夏翠珍;黃欣
• 申請（專利權）人: 湖南未名創林生物能源有限公司
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于綠色、可再生能源技術領域，尤其涉及一種生物柴油的生產方法。

背景技術

以脂肪酸甲酯為特征的生物柴油是以植物或動物油脂為原料的可再生能源，由于其極低的硫、氮含量，燃燒過程對環境友好，因此被稱為綠色能源。由于我國人口眾多，油脂首先要保證人們生活所需，政府采取了不與民爭食的產業扶持政策，因此采用不可使用的廢棄油脂如潲水油、地溝油、餐飲廢油等劣質油脂為原料生產生物柴油就顯得意義重大。

工業上采用廢棄油脂為原料生產生物柴油的技術很多，多采用濃硫酸為催化劑，如公開號為CN1382762A的中國專利采用硫酸或苯磺酸為催化劑，公開號為CN1412278A的中國專利采用硫酸作為催化劑。硫酸等液體酸催化劑對設備具有腐蝕性，反應產物的酸堿中和處理造成環境污染，被稱為對環境不友好的生產工藝。

近年來，一些采用固體酸為催化劑從而避免液體酸詬病的技術也被提出，如公開號為CN1580190A的中國專利提出了一種利用固體酸為催化劑的方法，采用離心方法脫除固體催化劑，避免了污水的產生。固體酸催化劑的功能來源于固體表面上存在的具有催化活性的酸性部位，稱酸中心，多數為非過渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含過渡元素的氧化物催化劑。此外，還有潤載型固體酸催化劑，是將液體酸負載于固體載體上為形成的，如固體磷酸催化劑。單組分固體催化劑雖然具有較好的起始催化活性，但單程壽命較短，通過對催化劑載體的改性，使催化劑能提供合適的比表面積、增加酸中心密度、酸種類型、增加抗毒。隨著人們對固體超強酸不斷深入研究，催化劑能力、提高機械強度等。目前，改性研究的方向主要有：以金屬氧化物TiO₂為母體，加入其他金屬或氧化物，形成多組元固體超強酸；引入稀土元素改性；引入特定的分子篩及納米級金屬氧化物等。

但是，無論是液體酸還是固體酸催化生產生物柴油，普遍存在一些共性的問題：反應時間較長（大于3h）、產品收率低（小于80%，不含輕餾分）、反應產物酸值較高（大于2mgKOH/g）。產物酸值較高意味著需要后處理才能滿足生物柴油的國家標準（＜0.8mgKOH/g），這樣使得生物柴油的生產時間更長。

公開號為CN1775913A的中國專利公開了一種高酸值潲水油制備生物柴油的新工藝，其以濃硫酸、濃磷酸為催化劑、攪拌釜為反應器，采用堿性溶液洗滌法脫除催化劑等酸性物質，反應時間6小時，反應收率可達97.8%，酸值為3.0mgKOH/g。

公開號為CN1580190A的中國專利公開了一種固體酸、堿催化制備生物柴油的方法，其以ZrSO₄、SO₄^2-/ZrO₂、HZSM₅為催化劑、攪拌釜為反應器的制備技術，采用離心法脫除固體催化劑，反應時間同樣為6h，反應收率為99%。

公開號為CN1810932A的中國專利公開了一種中溫低壓法制備生物柴油的方法，以D72固體酸為催化劑、攪拌釜為反應器，采用沉降法脫除固體催化劑，堿性溶液洗滌法脫除酸性物質，反應時間為5h。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種生物柴油的生產方法，該方法生產時間較短。

本發明提供了一種生物柴油的生產方法，包括以下步驟：

A）提供催化蒸餾塔系統：所述催化蒸餾塔系統包括催化蒸餾塔與分離設備；所述催化蒸餾塔為板式塔；所述板式塔的塔板為浮閥塔盤或篩板塔盤；

B）將劣質油脂與酸催化劑混合后，得到混合物；將所述混合物通過催化蒸餾塔的頂部通入，將醇類物質通過催化蒸餾塔的底部通入，加熱至醇類物質汽化，，劣質油脂與汽化后的醇類物質在催化蒸餾塔內進行反應，收集板式塔底部的反應流出物，得到中間產物；所述醇類物質為C1～C6的直鏈脂肪醇中的一種或多種；

C）將中間產物經分離設備分離除去催化劑后，加熱加壓進行反應，得到生物柴油粗品。

優選的，所述催化蒸餾塔系統還包括壓縮機。

優選的，所述催化蒸餾塔系統還包括再沸器。

優選的，所述板式塔的塔板數量為5～100塊。

優選的，所述塔板的開孔率為3～50%，孔徑為2～100mm。

優選的，所述板式塔的溫度為80℃～300℃，壓力為0.1～5.0MPaG。

優選的，所述酸催化劑的質量為劣質油脂質量的0.1%～20%。