一種泡桐籽油制備生物柴油的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物柴油的制備方法，尤其是涉及一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法。本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的污染環(huán)境和轉(zhuǎn)化率低的問題，所采用的技術(shù)方案包括以下步驟，(1)預處理階段：將干燥好的泡桐籽油，用溶濟進行萃取降酸；(2)酯交換反應：以低酸值泡桐籽油為原料，加入無水甲醇或無水乙醇和氫氧化鉀進行酯交換反應；制備生物柴油后處理階段：常壓蒸餾，所后在攪拌狀態(tài)下吸附酯相，最后用無水硫酸鈉或活性氧化鋁干燥，得產(chǎn)品生物柴油。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下：(1)適用性廣；(2)效果好；(3)純度高；(4)綜合利用效果好。
【專利說明】一種泡桐籽油制備生物柴油的方法
一、【技術(shù)領域】
:
[0001]本發(fā)明涉及一種生物柴油的制備方法，尤其是涉及一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法。

二、【背景技術(shù)】
:
[0002]現(xiàn)有的生物柴油制備方法主要有直接混合法、微乳液法、高溫熱裂解法、超臨界醇法和酯交換法等。目前生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)的主要方法是酯交換法，但在現(xiàn)有技術(shù)中，在酯交換反應的后處理過程中，酯相采用先酸中和后水洗的方式，會產(chǎn)生廢堿液而污染環(huán)境，同時水洗時還會因產(chǎn)生乳化而影響產(chǎn)品生物柴油的轉(zhuǎn)化率。

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的污染環(huán)境和轉(zhuǎn)化率低的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法，包括以下操作步驟:
[0006](I)預處理階段:將干燥好的泡桐籽油，用無水甲醇或無水乙醇作為溶劑進行萃取降酸，使其酸值降至lmgKOH/g以下備用；
[0007](2)酯交換反應:以預處理階段所得低酸值泡桐籽油為原料，加入占油重1.5% -2.5%的無水甲醇或無水乙醇和占油重1.5% -2.5%的氫氧化鉀進行酯交換反應，酯交換反應結(jié)束后靜置分層，得到含生物柴油相的上層液和含甘油、溶劑相的下層液；
[0008](3)制備生物柴油后處理階段:取含生物柴油相的上層液，先常壓蒸餾蒸去大部分溶劑，然后在攪拌狀態(tài)下用硅膠或活性炭吸附酯相，再真空抽濾除去硅膠或活性炭，最后用無水硫酸鈉或活性氧化鋁干燥所得甲酯或乙酯，再真空抽濾除硫酸鈉或活性氧化鋁，得產(chǎn)品生物柴油。
[0009]上述步驟(I)中:油與溶劑的料液比為1: 1.5-1: 2.5(W/V)，萃取溫度300C -40°C，萃取3-5次，每次萃取10min-20min，然后靜置分離上層油相和下層有機相，回收殘存在上層油相中的溶劑，得到酸值小于lmgKOH/g的泡桐籽油。
[0010]上述步驟(2)中:酯交換反應溫度為40°C -70°C，反應時間為30min-180min。
[0011]上述步驟(2)所得的下層液經(jīng)過稀釋、稀酸中和至中性、離心分離和減壓蒸餾，可得到副產(chǎn)品甘油。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下:
[0013](I)本發(fā)明所采用的制備生物柴油的原料比較新，即目前以泡桐籽油為原料制備生物柴油的研究尚未見有報道。以泡桐籽油為原料制備生物柴油可使泡桐籽油得以應用，并可從生產(chǎn)原料角度擴大制備生物柴油的原料來源。
[0014](2)本發(fā)明采用堿催化酯交換法制備生物柴油，同時改進其工藝，使泡桐籽油充分轉(zhuǎn)化為生物柴油，其燃燒性能指標可達0#柴油標準。
[0015](3)本發(fā)明在酯交換反應的后處理過程中，酯相未采用先酸中和后水洗的方式，而是在蒸餾除去大部分溶劑后直接采用吸附的方式除去產(chǎn)品生物柴油中殘存的甲醇或乙醇、KOH等小分子物質(zhì)，這樣可避免了因中和或水洗產(chǎn)生的廢堿液污染環(huán)境，同時避免了由于中和或水洗時產(chǎn)生乳化而影響產(chǎn)品生物柴油的轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明的整個反應過程中無酸堿廢液產(chǎn)生，產(chǎn)品生物柴油中的脂肪酸甲酯含量可達98%以上。
[0016](4)綜合利用效果好:不但可以制備出生物柴油，還可以制備得到副產(chǎn)物精甘油。

四、【具體實施方式】
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[0017]實施例1:
[0018](I)預處理階段:稱取干燥好的泡桐籽油lOOOg，在真空恒溫反應釜中預熱至300C，將2500mL無水甲醇預熱至相同溫度并加入反應釜中，緩慢攪拌萃取20min，萃取3次，將反應所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中靜置分層，將下層甲醇相回收，將上層油相轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的蒸餾瓶中，在70°C，100r/min的條件下常壓蒸餾并回收殘存的甲醇，然后用無水硫酸鈉干燥，真空抽濾除硫酸鈉即得低酸值泡桐籽油。
[0019](2)酯交換反應:稱取100g的預處理好的泡桐籽油并轉(zhuǎn)移于真空恒溫反應釜中，裝好反應釜，并將油預熱至反應溫度55°C，攪拌狀態(tài)下加入充分混溶并預熱至反應溫度550C的KOH-甲醇溶液(其中含18g純度為82 %的KOH，250g無水甲醇)，在轉(zhuǎn)速為600r/min下反應150min;反應結(jié)束后將反應混合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移于分液漏斗中靜置分層，靜置時間為15h，下層液為甘油相，上層液為生物柴油相。
[0020](3)制備生物柴油后處理階段:將上層液在70°C下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀常壓蒸去大部分甲醇；然后在攪拌狀態(tài)下用硅膠吸附甲酯相，更進一步除去殘存的甲醇和催化劑，再真空抽濾除硅膠；最后用無水硫酸鈉干燥所得甲酯，真空抽濾除硫酸鈉，得產(chǎn)品生物柴油。
[0021]為達到綜合利用得目的，下層甘油相先稀釋，降低甘油的粘度，然后進行稀酸中和，去除堿性催化劑(調(diào)節(jié)PH為6.5),在轉(zhuǎn)速為2000rpm、20min的條件下進行離心分離,得上層液為生物柴油，中層液為甘油及少量甲醇，下層液為皂、鹽及少量甘油，將中層液在常壓下蒸餾蒸出甲醇，然后進行減壓蒸餾，取160°C _205°C的餾分，即得副產(chǎn)品精甘油。
[0022]實施例2:
[0023](I)預處理階段:稱取干燥好的泡桐籽油lOOOg，在真空恒溫反應釜中預熱至35°C，將
[0024]2000mL無水乙醇預熱至相同溫度并加入反應釜中，緩慢攪拌萃取15min，萃取4次，將反應產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中靜置分層，將下層乙醇相回收，將上層油相轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的蒸餾瓶中，在8(TC，120r/min的條件下常壓蒸餾并回收殘存的乙醇，然后用活性氧化鋁干燥，真空抽濾除活性氧化鋁即得低酸值泡桐籽油。
[0025](2)酯交換反應:稱取100g的預處理好的泡桐籽油并轉(zhuǎn)移于真空恒溫反應釜中，裝好反應釜，并將油預熱至反應溫度65°C，攪拌狀態(tài)下加入充分混溶并預熱至反應溫度65°C 的
[0026]KOH-乙醇溶液(其中含16g純度為82%的K0H，200g無水乙醇)，在轉(zhuǎn)速為800r/min下反應120min ;反應結(jié)束后將反應混合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移于分液漏斗中靜置分層，靜置時間10h，下層液為甘油相，上層液為含生物柴油相。
[0027](3)制備生物柴油后處理階段:將上層液在80°C下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀常壓蒸去大部分乙醇，然后在攪拌狀態(tài)下用活性炭吸附乙酯相，更進一步除去殘存的乙醇和催化劑，再真空抽濾除活性炭；最后用活性氧化鋁干燥所得乙酯，真空抽濾除活性氧化鋁，得產(chǎn)品生物柴油。
[0028]為達到綜合利用得目的，下層甘油相先稀釋，降低甘油的粘度，然后進行稀酸中和，去除堿性催化劑(調(diào)節(jié)PH達7.5),在轉(zhuǎn)速為1800rpm、1min的條件下進行離心分離,得上層液為生物柴油，中層液為甘油及少量乙醇，下層液為皂、鹽及少量甘油，將中層液在常壓下蒸餾蒸出乙醇，然后進行減壓蒸餾，取160°C _205°C的餾分，即得副產(chǎn)品精甘油。
[0029]實施例3:
[0030](I)預處理階段:稱取干燥好的泡桐籽油lOOOg，在真空恒溫反應釜中預熱至400C，將1500mL無水甲醇預熱至相同溫度并加入反應釜中，緩慢攪拌萃取lOmin，萃取5次，將反應產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中靜置分層，將下層甲醇相回收，將上層油相轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的蒸餾瓶中，在70°C，lOOr/min的條件下常壓蒸餾井回收殘存的甲醇，然后用無水硫酸鈉干燥，真空抽濾除硫酸鈉即得低酸值泡桐籽油。
[0031](2)酯交換反應:稱取100g的預處理好的泡桐籽油并轉(zhuǎn)移于真空恒溫反應釜中，裝好反應釜，并將油預熱至反應溫度45°C，攪拌狀態(tài)下加入充分混溶并預熱至反應溫度45°C的KOH-甲醇溶液(其中含25g純度82%的Κ0Η，160g無水甲醇)，在轉(zhuǎn)速為600r/min下反應50min ;反應結(jié)束后將反應混合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移于分液漏斗中靜置分層(靜置時間20h)，下層液為甘油相，上層液為生物柴油相。
[0032](3)制備生物柴油后處理階段:將上層液在70°C下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀常壓蒸去大部分甲醇；然后在攪拌狀態(tài)下用硅膠吸附甲酯相，更進一步除去殘存的甲醇和催化劑，再真空抽濾除硅膠；最后用無水硫酸鈉干燥所得甲酯，真空抽濾除硫酸鈉，得產(chǎn)品生物柴油。
[0033]將下層液先稀釋，降低甘油的粘度，然后進行稀酸中和，去除堿性催化劑(調(diào)節(jié)PH達7.0)，在轉(zhuǎn)速為2000rpm、15min的條件下進行離心分離，得上層液為生物柴油，中層液為甘油及少量甲醇，下層液為皂、鹽及少量甘油，將中層液在常壓下蒸餾蒸出甲醇，然后進行減壓蒸餾，取160°C _205°C的餾分，即得副產(chǎn)品精甘油。
【權(quán)利要求】
1.一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法，包括以下操作步驟: (1)預處理階段:將干燥好的泡桐籽油，用無水甲醇或無水乙醇作為溶劑進行萃取降酸，使其酸值降至1111述08/8以下備用； (2)酯交換反應:以預處理階段所得低酸值泡桐籽油為原料，加入占油重15%-25%的無水甲醇或無水乙醇和占油重1.5% -2.5%的氫氧化鉀進行酯交換反應，酯交換反應結(jié)束后靜置分層，得到含生物柴油相的上層液和含甘油、溶劑相的下層液； (3)制備生物柴油后處理階段:取含生物柴油相的上層液，先常壓蒸餾蒸去大部分溶齊0，然后在攪拌狀態(tài)下用硅膠或活性炭吸附酯相，再真空抽濾除去硅膠或活性炭，最后用無水硫酸鈉或活性氧化鋁干燥所得甲酯或乙酯，再真空抽濾除硫酸鈉或活性氧化鋁，得產(chǎn)品生物柴油。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，油與溶劑的料液比為1: 1.5-1:每次萃取1001=-20011然后靜置分離上層油相和下層有機相，回收殘存在上層油相中的溶齊0，得到酸值小于酌泡桐籽油。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法，其特征在于:所述步驟⑵中，酯交換反應溫度為401 -701，反應時間為30—11-180111111。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用泡桐籽油制備生物柴油的方法，其特征在于:所述步驟(2)所得的下層液經(jīng)過稀釋、稀酸中和至中性、離心分離和減壓蒸餾，可得到副產(chǎn)品甘油。
【文檔編號】C11C3/10GK104357219SQ201410591776
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月25日
【發(fā)明者】童必炎 申請人:童必炎