[發明專利]一種生物柴油的合成工藝及設備

在審

• 申請號: 201410411046.2
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN105368584A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 西安圣亞科技有限公司;李延斌
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C11C3/04;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生物柴油即脂肪酸甲酯的合成工藝及設備，特別是關于利用餐廚廢食用油脂(即地購油）、粗植物油脂、粗動物油脂等為原料生產生物柴油的合成工藝及設備,屬于生物質能源和資源再利用領域。

技術背景

不可再生的石油資源被大規模地開發使用，使能源愈益緊張，尋找環保型可再生能源成為石油化工領域和能源領域的重要課題之一。本發明人將生物柴油的制備方法按催化劑不同分為四條工藝路線：

（1）均相催化交酯化反應工藝，其中又可分為濕法和干法兩類，催化劑主要是無機酸堿和有機酸堿；

（2）非均相催化交酯化反應工藝，其中又可分為固體堿催化劑和固體酸催化劑兩類，多數為復合金屬嗷合型氧化物，或其水化物；

（3）生物酶交酯化工藝；

（4）超臨界非催化交酯化工藝。

其中，目前國內外最成熟用得最多的還是以酸堿水溶液為催化劑的工藝，但其缺點是轉化率較低，并有較多的工藝污水產生；其優點是催化劑價廉、工藝簡單。動植物油脂即脂肪酸甘油脂其主要成分是：C₁₆、C₁₈、C₂₂、C₂₄混合脂肪酸甘油酯，其中，以C₁₈脂肪酸甘油酯為主，一般約占50～80%；動物油脂，主要是飽和脂肪酸即硬脂酸甘油酯為主，但也含有部分不飽和脂肪酸甘油酯；植物油脂中以不飽和脂肪酸即軟脂酸甘油酯為主，但也含有部分飽和脂肪酸甘油酯。而不管是硬脂酸甘油酯還是軟脂酸甘油酯，其中主要是十八碳脂肪酸的甘油酯；植物油中以油酸（含一個雙鍵）甘油酯為主，而動物油中以飽和脂肪酸即硬脂酸（不含雙鍵）甘油酯為主；麻風果油、茶籽油、玉米油、椰子油、芝麻油、桐油、蓖麻油、黃連木油、亞麻油等成分中除了主要含有一個雙鍵的油酸（十八碳烯-[9]-酸，Oleicacid）甘油酯外，還富含兩個雙鍵的亞油酸(十八碳二烯-[9，12]-酸，Linoleicacid)甘油酯和一定量的含三個雙鍵的亞麻酸（十八碳三烯-[9，12，15]-酸，Linolenicacid）甘油酯。它們不僅是制藥業中制備降血脂降血壓藥物的原料，而且也是制備生物柴油的最好原料，由它們制備的生物柴油其流動性好、凝點低、冷濾點低，而表征柴油機抗爆性指標的十六烷值均在50以上，優于石油柴油。

發明內容

本發明包括生物柴油合成工藝及其主要設備，合成工藝包括三部分內容,如說明書附圖1所示：（1）原料油的預處理，對原料進行脫膠除雜的預處理工藝；（2）一步法催化酯化—交酯化反應工藝；（3）生物柴油反應物中和精制與分離殘物及甘油的精餾提純工藝；以及上述三個過程所需的主要設備。

附圖說明：

說明書附圖中，圖1、催化酯化/交酯化一步法制備生物柴油工藝流程圖；

圖2、原料油的預處理反應釜；圖3、帶攪拌及冷凝器的酯化/交酯化反應釜。

原料油預處理工藝

毛油中一般都含有一定量的膠溶性雜質，如粘液質、磷脂、蛋白質、甘油二酯、細微食物（尤其是餐廚廢食用油中），它們將會降低酯化和交酯化反應效率，降低產品質量和收率。本發明采用加入強電解質并加水水化脫膠凈化的工藝，可以有效地凈化毛油，為后續的酯化和交酯化反應制備脂肪酸甲酯，即生物柴油打下基礎。其工藝簡單、低溫常壓、操作易行、成本低廉。一種用于生物柴油生產的粗原料毛油的處理方法，如說明書附圖1所示，先將動植物粗油脂或地溝油（100%）加入預處理反應釜中，接著在常壓、50～80℃、且充分攪拌條件下，加入0.05～1.5%(m/m)、濃度85%(m/m)的強電解質磷酸，進行精制反應。然后加入5±3%的水進行水化反應，使之絮凝并聚集，從油脂中游離出來；然后采用離心分離方法將反應混合物中的凝絮物除去，即可得到較理想的凈化原料油，也即凈化的脂肪酸甘油脂。上述原料預處理反應過程見實施舉例。所得到的膠溶性雜質凝膠，一般為透明或半透明的淺黃色或橙色或紅褐色液體，其中含有相當數量的卵磷脂，如果生產量大的話可提取之，也具有較高的經濟價值。

一步法酯化工藝