專利名稱：一種生物柴油的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于華工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物柴油生產(chǎn)方法，尤其涉及一種利用回收地溝油(廢動(dòng)植物油)生產(chǎn)生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
生物柴油是一種以植物油或動(dòng)物脂為原料制得的混合脂肪酸單酯，它可以作為一種替代石化柴油的動(dòng)力燃料使用。目前，大多數(shù)生物柴油是由精煉油、甲醇和一種堿性催化劑生產(chǎn)而成的，這就使得其用于生產(chǎn)燃料時(shí)的成本優(yōu)勢(shì)受到了極大的挑戰(zhàn)。而在現(xiàn)實(shí)中存在著大量廢棄的但可以轉(zhuǎn)化為生物柴油的廉價(jià)油脂，如餐館里的潲水油、屠宰業(yè)的下水回收油脂、食用油加工業(yè)的油腳等。處理這些廢油脂的問題是它們通常含有大量的游離脂肪酸，這些游離脂肪酸與堿性催化劑反應(yīng)易生成皂，發(fā)生乳化現(xiàn)象，從而抑制了生物柴油、甘油和洗滌水的分離。
生物柴油與石化柴油相比，氧含量高，燃燒完全，可降低有害物質(zhì)排放30-70％，節(jié)省燃料5-30％。因此，生物柴油被認(rèn)為是一種清潔、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的新型能源，成為各國(guó)能源發(fā)展的戰(zhàn)略方針，受到普遍的重視。目前，國(guó)內(nèi)外生物柴油的生產(chǎn)工藝多采用酯交換、分離、酸洗、水洗、純化、復(fù)配等工藝，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的污水(生產(chǎn)1噸生物柴油產(chǎn)生10-20噸污水)。中國(guó)專利CN 200410064280.9報(bào)道的車用生物柴油的生產(chǎn)裝置及其制造方法，生產(chǎn)裝置主要包括第一段管式反應(yīng)器；第二段管式反應(yīng)器；第一閃蒸塔；加熱器；換熱器；第二閃蒸塔；沉降分離器；減壓蒸餾塔；中和水洗器；以及脫硫精制塔。除了工藝復(fù)雜外，對(duì)粗產(chǎn)品還要進(jìn)行中和、水洗和脫硫，從而得到生物柴油。中國(guó)專利CN02115477.5報(bào)道了利用廢動(dòng)植物油生產(chǎn)生物柴油的工藝。在酸性催化劑存在的條件下，將各種不同酸值的廢動(dòng)植物油脂進(jìn)行醇解和酯化反應(yīng)；然后再分離出非產(chǎn)品部分的多余成分，得粗制產(chǎn)品；在粗制產(chǎn)品中加入含純堿10％的飽和食鹽水進(jìn)行中和反應(yīng)，得到水洗粗酯，最后，在水洗粗酯中加入工業(yè)純堿后進(jìn)行加熱蒸餾，得成品生物柴油。該發(fā)明雖然具有原料來源廣、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，但其生產(chǎn)過程中有污水的排放，不符合目前國(guó)內(nèi)環(huán)保要求。中國(guó)專利CN200610000084.4報(bào)道了制備生物柴油酯化反應(yīng)的催化劑及其應(yīng)用，過程中無水洗步驟，但酯收率只有90％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無污水排放、無廢氣污染、能耗低、投資小、收率高，利用廢棄的菜籽油、豆油、棉籽油、棕櫚油、豬油、牛油、羊油等餐飲業(yè)回收的地溝油生產(chǎn)生物柴油的方法。
本發(fā)明生物柴油的生產(chǎn)方法，是將廢動(dòng)植物油(地溝油)與甲醇以1∶0.2～1∶0.6的重量比混合，在堿或酸的催化作用下于70℃～80℃反應(yīng)1.5～3.5小時(shí)，冷卻，分離出甘油得到粗生物柴油，再將粗生物柴油利用酸或堿中和后、濾除雜質(zhì)，蒸出多余的甲醇即得生物柴油。
所述催化用堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的至少一種，其加入量為廢動(dòng)植物油重量的2～10％。
所述催化用酸為硫酸、鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸中的至少一種，其加入量為廢動(dòng)植物油重量的2～10％。
所述中和用堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的至少一種，其加入量為粗生物柴油重量的0.1～5％。
所述中和酸為液體酸或固體酸；其中液體酸為硫酸、鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸中至少一種；固體酸為固體質(zhì)子酸或固體路易斯酸氧化鋁、氧化硅、硅鋁膠、分子篩、陽(yáng)離子交換樹脂、活性白土，其加入量為粗生物柴油重量的0.1～5％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明將回收的地溝油與甲醇混合，在酸或堿催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)冷卻分離出甘油，中和催化劑酸或堿、濾除雜質(zhì)，蒸出多余的甲醇，就能得到合格的產(chǎn)品，其生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，操作方便，工藝易于控制。
2、本發(fā)明原料來源廣、投資小、成本低，收率高(一般在95％以上，最高近99％)。
3、本發(fā)明的生產(chǎn)過程無污水排放、無廢氣污染，有利于環(huán)境保護(hù)。
4、本發(fā)明生產(chǎn)的生物柴油質(zhì)品質(zhì)高。按GB252標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，總不溶物≤20mg/100mL、酸度≤10mgKOH/100mL、灰分≤0.02％(m/m)。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1在1m3的反應(yīng)釜中加入地溝油600kg，甲醇120kg，氫氧化鈉1.8kg。加熱升溫至75℃，回流2h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑氫氧化鈉，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入固體酸分子篩3kg，攪拌10分鐘后過濾、蒸出多余的甲醇，得生物柴油584kg，地溝油收率97.1％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為16mg/100mL、酸度為7.5mgKOH/100mL、灰分為0.02％(m/m)。
實(shí)施例2在1m3的反應(yīng)釜中加入地溝油650kg，甲醇130kg，磷酸6.5kg。加熱升溫至78℃，回流2h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑磷酸，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入固體堿氫氧化鈉3kg，攪拌10分鐘后過濾、蒸餾出多余的甲醇，得到合格的生物柴油638kg，地溝油收率98.1％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為20mg/100mL、酸度為2.0mgKOH/100mL、灰分為0.01％(m/m)。
實(shí)施例3在1.2m3的反應(yīng)釜中加入地溝油700kg，甲醇150kg，氫氧化鈉2kg。加熱升溫至72℃，回流2.5h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑氫氧化鈉，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入濃硫酸1.5kg，攪拌10分鐘后過濾、蒸餾出多余的甲醇，得生物柴油產(chǎn)品677kg，地溝油收率96.2％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為15mg/100mL、酸度為9.8mgKOH/100mL、灰分為0.008％(m/m)。
實(shí)施例4在1m3的反應(yīng)釜中加入地溝油600kg，甲醇110kg，氫氧化鉀1.8kg。加熱升溫至77℃，回流2h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑氫氧化鉀，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入固體酸活性白土3kg，攪拌10分鐘后過濾、蒸出多余的甲醇，得生物柴油573kg，地溝油收率95.5％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為16mg/100mL、酸度為4.5mgKOH/100mL、灰分為0.01％(m/m)。
實(shí)施例5
在1.2m3的反應(yīng)釜中加入地溝油700kg，甲醇140kg，硫酸2.4kg。加熱升溫至78℃，回流2h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑硫酸，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入固體氫氧化鉀3kg，攪拌10分鐘后過濾、蒸出多余的甲醇，得生物柴油668kg，地溝油收率95.4％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為10mg/100mL、酸度為9.5mgKOH/100mL、灰分為0.02％(m/m)。
實(shí)施例6在1m3的反應(yīng)釜中加入地溝油600kg，甲醇120kg，氫氧化鈉1.8kg。加熱升溫至75℃，回流2h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑氫氧化鈉，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入液體酸濃鹽酸5kg，攪拌10分鐘后靜置2h，分出鹽和水，過濾、蒸出多余的甲醇，得生物柴油588kg，地溝油收率98.0％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為17mg/100mL、酸度為6.5mgKOH/100mL、灰分為0.02％(m/m)。
實(shí)施例7在1m3的反應(yīng)釜中加入地溝油650kg，甲醇120kg，氫氧化鈉1.8kg。加熱升溫至76℃，回流2h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑氫氧化鈉，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入乙酸1.5kg，攪拌10分鐘后過濾、蒸出多余的甲醇，得生物柴油587kg，地溝油收率97.8％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為12mg/100mL、酸度為7.7mgKOH/100mL、灰分為0.02％(m/m)。
實(shí)施例8在1.2m3的反應(yīng)釜中加入地溝油700kg，甲醇130kg，氫氧化鈉2.0kg。加熱升溫至76℃，回流2h，停止加熱。冷卻，分離出甘油及部分催化劑氫氧化鈉，得到粗生物柴油。在粗生物柴油中加入酸性735型陽(yáng)離子交換樹脂3kg，攪拌10分鐘后過濾、蒸出多余的甲醇，得生物柴油692kg，地溝油收率98.9％。所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)為總不溶物為1.8mg/100mL、酸度為0.5mgKOH/100mL、灰分為0.02％(m/m)。
以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)對(duì)地溝油有較高的收率，全部在95％以上，最高近99％。
權(quán)利要求
1.一種生物柴油的生產(chǎn)方法，是將廢動(dòng)植物油與甲醇以1∶0.2～1∶0.6的重量比混合，在堿或酸的催化作用下于70℃～80℃反應(yīng)1.5～3.5小時(shí)，冷卻，分離得到粗生物柴油，再將粗生物柴油利用酸或堿中和后、濾除雜質(zhì)，蒸出多余的甲醇即得生物柴油。
2.如權(quán)利要求1所述的生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述催化用堿或酸的加入量為廢動(dòng)植物油重量的2～10％。
3.如權(quán)利要求1所述的生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述催化用堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉中至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述催化用酸為硫酸、鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸中至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述中和用酸或堿的加入量為粗生物柴油重量的0.1～5％。
6.如權(quán)利要求1所述的生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述中和用堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述中和酸為液體酸或固體酸；其中液體酸為硫酸、鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸中至少一種；固體酸為固體質(zhì)子酸或固體路易斯酸氧化鋁、氧化硅、硅鋁膠、分子篩、陽(yáng)離子交換樹脂、活性白土。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用廢動(dòng)植物油(地溝油)生產(chǎn)生物柴油的方法，是將廢動(dòng)植物油與甲醇以1∶0.2～1∶0.6的重量比混合，在堿或酸的催化作用下于70℃～80℃反應(yīng)1.5～3.5小時(shí)，冷卻，分離得到粗生物柴油，再將粗生物柴油利用酸或堿中和后、濾除雜質(zhì)，蒸出多余的甲醇即得生物柴油。本發(fā)明生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單、無需蒸餾、無污水排放，無環(huán)境污染，生產(chǎn)出的生物柴油按GB252標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，總不溶物≤20mg/100mL、酸度≤10mgKOH/100mL、灰分≤0.02％(m/m)。
文檔編號(hào)C10G3/00GK101074389SQ20071001807
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者張宇, 李永甲 申請(qǐng)人:甘肅順成化工有限責(zé)任公司