[發明專利]一種生物柴油的制備方法

在審

• 申請號: 201810893927.0
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN108913369A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 董秋月;楊彩花
• 申請（專利權）人: 杭州更藍生物科技有限公司
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C11B3/12;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種生物柴油的制備方法，所采用的固體超強堿催化劑為立方柱型的復合氧化物，堿強度為26.5≤H_≤33.0，相應的堿量高達0.430mmol/g。其特殊立方體形貌豐富了超強堿位和活性位，提高了催化劑的在高溫下的穩定性，不像以往催化劑在高溫下容易聚集而使得比表面減低，從而克服了現有技術的不足，可實現無甘油生物柴油的快速制備，生物柴油的收率高，能達到98％，而且制備時間短，生物柴油復合歐洲EN14214生物柴油的標準。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體的說，本發明涉及一種生物柴油的制備方法。

背景技術

石化資源的日益枯竭及環境問題，已經成為人類所面臨的最嚴重的危機之一。過去幾十年各國都在尋找一種可替代石化能源的環境友好型能源。生物柴油由于可生物降解、無毒可再生、不含硫和芳烴化合物、十六烷值高、閃點高等優點，受到廣泛的關注。

生物柴油是指植物油(如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等)、動物油(如魚油、豬油、牛油、羊油等)、廢棄油脂或微生物油脂與甲醇或乙醇經酯轉化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。生物柴油是典型的“綠色能源”，具有環保性能好、發動機啟動性能好、燃料性能好，原料來源廣泛、可再生等特性。大力發展生物柴油對經濟可持續發展、推進能源替代、減輕環境壓力、控制城市大氣污染具有重要的戰略意義。

生物柴油的燃料性能與石油基柴油較為接近，且具有無法比擬的性能。點火性能佳。十六烷值是衡量燃料在壓燃式發動機中燃料性能好壞的質量指標，生物柴油十六烷值較高，大于45(石化柴油為45)，點火性能優于石化柴油。燃料更充分。生物柴油含氧量高于石化柴油，可達11％，在燃燒過程中所需的氧氣量較石化柴油少，燃燒比石化柴油更充分。適用性廣。除了做公交車、卡車等柴油機的替代燃料外，生物柴油又可以做海洋運輸、水域動力設備、地質礦業設備、燃料發電廠等非道路用柴油機之替代燃料。保護動力設備。生物柴油較柴油的運動黏度稍高，在不影響燃油霧化的情況下，更容易在氣缸內壁形成一層油膜，從而提高運動機件的潤滑性，降低機件磨損。通用性好。無需改動柴油機，可直接添加使用，同時無需另添設加油設備、儲運設備及人員的特殊技術訓練(通常其他替代燃料有可能需修改引擎才能使用)。安全可靠。生物柴油的閃點較石化柴油高，有利于安全儲運和使用。節能降耗。生物柴油本身即為燃料，以一定比例與石化柴油混合使用可以降低油耗，提高動力性能。氣候適應性強。生物柴油由于不含石蠟，低溫流動性佳，適用區域廣泛。功用多。生物柴油不僅可作燃油又可作為添加劑促進燃燒效果，從而具有雙重功能。具有優良的環保特性。生物柴油中硫含量低，使得SO2和硫化物的排放低，可減少約30％(有催化劑時可減少70％)；生物柴油中不含對環境會造成污染的芳香烴，因而產生的廢氣對人體損害低。

生物柴油廣泛采用的液堿催化油脂一甲醇酯交換工藝雖然具有反應速度快的特點，但該工藝制備，有10％的甘油副產物，成本提高；另一方面，液堿催化劑循環使用困難、產生廢液難處理；且該工藝對原料要求苛刻，這也為低成本連續化生產帶來了困難。

有研究提出在超臨界無催化劑條件下，以羧酸酯與油酯為反應物制備生物柴油和相應的甘油酯，開辟了無甘油生物柴油制備新途徑。但該反應條件苛刻，難以實現大規模工業生產。

有人采用甲醇鈉作為催化劑，在65℃，反應2h可以實現菜籽油與碳酸二甲酯96％以上的轉化率。同樣在常壓條件下，現有研究發現CaO能很好的催化甘油與碳酸二甲酯制備碳酸甘油酯。本課題組在前期研究中發現，在傳統甲醇一油脂酯交換過程中加入少量碳酸二甲酯后，CaO能夠很好的催化該反應體系，將傳統甲醇一油脂酯交換反應體系中的甘油進行在線轉化，實現常規條件下三組分耦合雙酯交換反應制備無甘油生物柴油。

隨著對CaO固體堿催化劑結構的不斷改進，目前以CaO為載體的各種負載型固體堿也相繼出現，并在傳統甲醇一油脂酯交換制備生物柴油過程中表現出了良好的催化性能。其中KF/CaO、K2CO3/CaO及Li/CaO等CaO負載型催化劑催化的生物柴油收率可以達到99％。

發明內容