[發(fā)明專利]利用地溝油制備生物柴油的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510020690.1
• 申請(qǐng)日: 2015-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN104611072A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮向鵬;陳廣飛;李冀閩;許曉杰;馮仕章
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首鋼環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C10L1/02
• 分類號(hào): C10L1/02;C11C3/10
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及資源綜合利用與化工交叉的領(lǐng)域，特別涉及一種利用地溝油制備生物柴油的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)北京市的食用油年消耗量為60萬噸左右。按照全國糧油標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)測(cè)算消耗的食用油脂中有15％轉(zhuǎn)化成廢棄油脂來估算，現(xiàn)北京年產(chǎn)生餐廚廢棄油脂為9萬噸(247t/d)。除少部分城鄉(xiāng)居民消耗食用油脂產(chǎn)生的廢棄油脂進(jìn)入污水處理系統(tǒng)外，其余均為餐飲服務(wù)單位消耗食用油脂產(chǎn)生的廢棄油脂。

利用地溝油制備生物柴油能夠有效遏制其返回餐桌的現(xiàn)象，同時(shí)能夠變廢為寶，將地溝油轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉础锊裼?，作為燃料回收利用，生物柴油與石化柴油相比具有較多優(yōu)點(diǎn)，例如燃燒完全，二氧化碳排放量低等?，F(xiàn)采用酸堿兩步法制備生物柴油工藝最大難點(diǎn)在于酯化工藝之后，水分若控制不好，可能導(dǎo)致后續(xù)堿性條件下的酯交換反應(yīng)發(fā)生皂化，導(dǎo)致分離困難，甚至可能影響生產(chǎn)。另外一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是，在酸性條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間較長，工業(yè)生產(chǎn)所需設(shè)備龐大，致使設(shè)備費(fèi)用過高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用地溝油制備生物柴油的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：

一種利用地溝油制備生物柴油的方法：

將原料地溝油離心脫雜處理，之后加入磷酸利用重力自然沉降方式脫磷、脫膠和脫水，脫水后加入濃度為98％的濃硫酸，并從底部通入氣相甲醇，使原料中脂肪酸完全轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯后，利用沉降的方式進(jìn)行分離，收集上層液甲酯相，并向其中加入氫氧化鈉與甲醇的溶液發(fā)生酯交換反應(yīng)，促進(jìn)脂肪酸甘油酯與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，即得到生物柴油。

將經(jīng)酯交換反應(yīng)后反應(yīng)物通入蒸餾塔進(jìn)行提純，收集220～250℃的餾分即可得到生物柴油產(chǎn)品。

所述脫水后加入0.5％-3％(v/v)的濃度為98％的濃硫酸，并從底部通入氣相甲醇，在120～170℃，壓力控制在0.3～0.8MPa條件下使原料中脂肪酸完全轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，待原料中酸價(jià)不超過3時(shí)，反應(yīng)結(jié)束；其中甲醇流速為2～40L/min，甲醇加入量為原料中脂肪酸含量與甲醇量摩爾比為1.1:1～3:1。

所述甲醇相中加入甲醇與氫氧化鈉的混合物，在室溫常壓下進(jìn)行發(fā)生酯交換反應(yīng)，其中甲醇與原料中甘三脂摩爾比為2:1～5:1，氫氧化鈉用量為原料的0.5％-3％(v/v)。

本發(fā)明提供的利用地溝油制備生物柴油的方法，利用將油為原料經(jīng)過脫磷、脫膠、脫水等預(yù)處理工藝，再經(jīng)過氣相甲醇工藝、酯交換工藝、最終經(jīng)蒸餾塔提純，可以得到滿足國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定要求的生物柴油。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用地溝油制備生物柴油的利用方法工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明將原料地溝油首先經(jīng)過離心機(jī)進(jìn)行脫雜處理，之后泵入脫磷、脫膠反應(yīng)罐，加入磷酸，攪拌混勻，靜止待磷脂、膠質(zhì)沉降后，將上層油脂與下層物進(jìn)行分離。同時(shí)沉降的過程中達(dá)到了脫水的目的。脫水后，將原料打入反應(yīng)釜，向反應(yīng)釜中加入濃度為98％的濃硫酸，加入量為0.5％-3％(v/v)，在反應(yīng)釜底部通入氣相甲醇，甲醇用量視原料酸價(jià)而定，脂肪酸含量與甲醇量摩爾比為1.1:1～3:1，確保脂肪酸完全轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，反應(yīng)溫度在120℃～170℃，壓力控制在0.3～0.8MPa，當(dāng)酸價(jià)低于3時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)時(shí)間70～120分鐘。對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物分離后，向甲酯相加入甲醇與堿性催化劑(氫氧化鈉)，中和濃硫酸。過量氫氧化鈉作為催化劑，促進(jìn)脂肪酸甘油酯與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成脂肪酸甲酯與甘油，反應(yīng)時(shí)間80～100分鐘。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明涉及一種利用地溝油制備生物柴油的利用方法，包括以下步驟：

將1噸酸價(jià)為100的地溝油首先經(jīng)過離心機(jī)進(jìn)行脫雜處理，之后泵入脫磷、脫膠反應(yīng)罐，加入磷酸，攪拌混勻，靜止待磷脂、膠質(zhì)、水分沉降后，將上層油脂與下層物進(jìn)行分離。

脫水后，將原料打入反應(yīng)釜，向反應(yīng)釜中加入濃度為98％的濃硫酸2～4kg，并在反應(yīng)釜底部通入氣相甲醇，甲醇用量為4～6L/min，反應(yīng)溫度為130～160℃，壓力控制在0.4～0.8MPa，酸價(jià)低于3時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)時(shí)間80～120分鐘。而后對(duì)產(chǎn)物利用沉降的方式進(jìn)行分離，之后向上層液中加入氫氧化鈉與甲醇的溶液發(fā)生酯交換反應(yīng)，氫氧化鈉加入量為4～6kg，甲醇加入500～800kg，中和濃硫酸。過量氫氧化鈉作為催化劑，促進(jìn)脂肪酸甘油酯與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成脂肪酸甲酯與甘油，反應(yīng)溫度為常溫，反應(yīng)壓力為常壓。反應(yīng)時(shí)間70～90分鐘。