一種超臨界萃取法制備生物柴油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超臨界萃取法制備生物柴油的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油也稱生化柴油，它是由可再生的動、植物油脂與甲醇(或乙醇)經(jīng)酯交換反應(yīng)而得到的長鏈脂肪酸甲(乙)酯，是一種可以替代普通(石化)柴油的可再生的清潔燃料。生物柴油的主要原料是天然植物油、動物油甚至賓館飯店廢棄的地溝油都可以用來煉制生物柴油，其資源一般不會枯竭。生物柴油的主要優(yōu)點(diǎn)是:生物可降解、屬可再生資源、無毒、廢氣排放量小等，屬環(huán)境友好型燃料。它基本不含硫和芳烴，十六烷值高達(dá)52.9，可被生物降解，對環(huán)境無害，可以達(dá)到美國“清潔空氣法”所規(guī)定的健康影響檢測要求，與使用石油柴油相比，可以降低90%的空氣毒性，降低94%的致癌率，它的開口閃點(diǎn)高，儲存、使用、運(yùn)輸都非常安全。生物柴油的應(yīng)用歷史較長，1900年，魯?shù)婪?迪茲爾在巴黎世界博覽會上首次展覽其發(fā)明的柴油引擎時使用的就是花生油。由于石油價格不斷上漲、石油資源逐漸枯竭，全世界都面臨著能源短缺的危機(jī)，同時隨著人們生活水平的提高和環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，人們逐漸認(rèn)識到石油作為燃料所造成的空氣污染的嚴(yán)重性，特別是光化學(xué)煙霧、酸雨的頻繁出現(xiàn)對人體健康造成了極大的危害，CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡。因此，國際石油組織認(rèn)為開發(fā)一種新的能源來替代石油燃料己迫在眉睫，大量研究表明，生物柴油是最重要的清潔燃料之一，是最有發(fā)展前途的柴油機(jī)替代燃料。
[0003]近二十年來，生物柴油作為石油燃料的替代物，已引起了世界各國的廣泛關(guān)注。目前，歐洲和北美主要以植物油為原料制備生物柴油，而日本則通過回收廢食用油來制備生物柴油。歐洲已建立了數(shù)家生物柴油工廠，還成立了生物柴油委員會。奧地利、法國、意大利、美國和德國等相繼建立了生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，這表明了又一個新興工業(yè)的形成。我國對生物柴油的開發(fā)和研究起步較晚，而隨著世界范圍的能源短缺以及人們對環(huán)境保護(hù)的日益重視，在我國開發(fā)和研究生物柴油這一綠色環(huán)保型燃料，同樣具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種超臨界萃取法制備生物柴油的方法，本發(fā)明在超臨界催化法制備生物柴油的基礎(chǔ)上，采用流床式發(fā)泡體催化劑，提高了反應(yīng)效率，降低了反應(yīng)操作條件，節(jié)約了生產(chǎn)成本，使得超臨界法生產(chǎn)生物柴油的工業(yè)化成為可能。
[0005]—種超臨界萃取法制備生物柴油的方法，其步驟如下:
[0006](I)將甲醇與CO2膨脹液體進(jìn)行混合，得到甲醇膨脹混合液，其中甲醇與CO2膨脹液體的體積比為10:1-2;
[0007](2)將油與甲醇膨脹混合液以15-30:1的比例加入到靜態(tài)混合器中，預(yù)熱混合，其中預(yù)熱溫度為120-200°C;
[0008](3)將步驟(2)中的油與甲醇混合液加入到管式反應(yīng)器中，加入5%的硫酸氫鈉，使甲醇在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行油脂的酯交換反應(yīng)，生成生物柴油和甘油；
[0009 ] (4)將得到的生物柴油減壓分離，再次精餾得到純度較高的生物柴油；
[0010](5)步驟(4)中減壓分離的甲醇進(jìn)行精餾得到純度較高的甲醇，能夠重復(fù)利用于步驟⑴。
[0011]其中，在管式反應(yīng)器中，控制反應(yīng)溫度為300-350°C，反應(yīng)壓力在15-20Mpa，反應(yīng)時間為5-15分鐘。
[0012]其中，所述步驟(2)中的硫酸氫鈉采用微孔發(fā)泡體結(jié)構(gòu)。
[0013]其中，所述步驟(3)還包括將生物柴油通入二次反應(yīng)器中，在不加催化劑條件下，使甲乙醇混合液在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行酯交換反應(yīng)。
[0014]其中，甲乙醇混合液的配比為10-15:1。
[0015]其中，所述二級反應(yīng)器的控制反應(yīng)溫度為250_300°C，反應(yīng)壓力在15_20Mpa，反應(yīng)時間為3min。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017](I)本發(fā)明在超臨界催化法制備生物柴油的基礎(chǔ)上，采用流床式發(fā)泡體催化劑，提高了反應(yīng)效率，降低了反應(yīng)操作條件，節(jié)約了生產(chǎn)成本，使得超臨界法生產(chǎn)生物柴油的工業(yè)化成為可能。
[0018](2)本發(fā)明采用連續(xù)化生產(chǎn)流程，產(chǎn)量大，生產(chǎn)效率高，所得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)裝置的連續(xù)長周期運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0019](3)本發(fā)明在使用催化劑的同時沒有在生產(chǎn)過程中引入雜質(zhì)，各產(chǎn)物的分離過程簡單，與酸堿法及其他直接加入催化劑的工藝相比較，大大簡化了生物柴油和副產(chǎn)物甘油的精制過程。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0021]實(shí)施例1
[0022]—種超臨界萃取法制備生物柴油的方法，其步驟如下:
[0023](I)將甲醇與CO2膨脹液體進(jìn)行混合，得到甲醇膨脹混合液，其中甲醇與CO2膨脹液體的體積比為10:1;
[0024](2)將油與甲醇膨脹混合液以15:1的比例加入到靜態(tài)混合器中，預(yù)熱混合，其中預(yù)熱溫度為120°C;
[0025](3)將步驟(2)中的油醇混合液降入到管式反應(yīng)器中，加入5 %的硫酸氫鈉，使甲醇在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行油脂的酯交換反應(yīng)，生成生物柴油和甘油；
[0026](4)將得到的生物柴油減壓分離，再次精餾得到純度較高的生物柴油；
[0027](5)步驟(4)中減壓分離的甲醇進(jìn)行精餾得到純度較高的甲醇，能夠重復(fù)利用于步驟⑴。
[0028]其中，在管式反應(yīng)器中，控制反應(yīng)溫度為300°C，反應(yīng)壓力在15Mpa，反應(yīng)時間為5分鐘。
[0029]其中，所述步驟(2)中的硫酸氫鈉采用微孔發(fā)泡體結(jié)構(gòu)。
[0030]經(jīng)檢測，本實(shí)施例的油菜籽的轉(zhuǎn)化率為96%。
[0031]實(shí)施例2
[0032]—種超臨界萃取法制備生物柴油的方法，其步驟如下:
[0033](I)將甲醇與CO2膨脹液體進(jìn)行混合，得到甲醇膨脹混合液，其中甲醇與CO2膨脹液體的體積比為10:2;
[0034](2)將油與甲醇膨脹混合液以15-30:1的比例加入到靜態(tài)混合器中，預(yù)熱混合，其中預(yù)熱溫度為200°C;
[0035](3)將步驟(2)中的油醇混合液降入到管式反應(yīng)器中，加入5 %的硫酸氫鈉，使甲醇在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行油脂的酯交換反應(yīng)，生成生物柴油和甘油；
[0036](