專利名稱：生物柴油及其制備技術的制作方法
生物柴油及其制備技術
技術領域：
木發(fā)明涉及一種可供以柴油為動力的內(nèi)燃機新型動力能源-生 物柴油及其制備技術。
l背景技術I生物柴油是以含油植物、動物油脂、油棕和黃連木等油料林木 果實、工程微藻等油料水生植物及餐飲廢油為原料制備的液體燃料。它是可再 生的清潔能源，是優(yōu)質(zhì)的礦物柴油代用品，生物柴油的合成多采用酯基轉(zhuǎn)移反 應(轉(zhuǎn)酯化)，只需油、低碳醇和催化劑就可使動植物油與醇類生成酯類并聯(lián)產(chǎn) 丙三醇。
目前國內(nèi)外的研究均集中在采用地溝油或酸化油等廢油和油渣的領域，以 無機酸或堿及其鹽類為催化劑。此類工藝反應條件溫和，成本較低，但酯轉(zhuǎn)化
率低，僅達60%2￡右，難以達到內(nèi)燃機等直接使用的輕質(zhì)柴油標準酶法催化 反應轉(zhuǎn)化率可達95%，但催化劑酶易失活，生產(chǎn)成本相對較髙；超臨界甲醇技 術反應條件苛刻，對設備要求髙。以上三大類型的轉(zhuǎn)酯化反應各有優(yōu)缺點，.但 有一個共同的問題，就是工藝及原料來源不足以支持產(chǎn)業(yè)化需求。
發(fā)明內(nèi)容1本發(fā)明的目的是 一、通過固體有機酸催化技術使酯轉(zhuǎn)化率達 到95%以上，把酯化產(chǎn)物的閃點控制在50"C 120r:范圍內(nèi)，滿足完全替代礦物
柴油的技術性能；二、通過采用助溶表面活性劑使反應物動植物油脂與甲醇任 意互溶，使反應物以等摩爾量添加，減少后續(xù)處理工藝，從而降低生產(chǎn)成本。 通過以上兩項新技術的運用，可以采用轉(zhuǎn)基因大豆、菜籽及棉籽等不宜食用的 油料來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)生物柴油，達到部分甚至完全替代礦物柴油。本發(fā)明的內(nèi)容敘述如下采用現(xiàn)已實現(xiàn)大面積種植的油料作物為原料來源， 通過催化劑用甲醇把原料油脂中的甘油置換出來，同時將原料中沒有酯化的游
離脂肪酸酯化，使原料的甲酯化率達到96.5%以上，使產(chǎn)品的物化指標如閃點、
運動粘度、密度、冷凝點、十六烷值與優(yōu)質(zhì)柴油相接近，可以完全替代石化柴 油。本發(fā)明通過以下兩項技術來實現(xiàn)-
一、 固體有機酸催化劑。本發(fā)明研究采用的固體有機酸包括苯磺酸、甲酸、 丙烯酸、磺柳酸、烷基苯磺酸或其鹽類。通過上述一種或幾種混合物作為催化
劑，使酯化及轉(zhuǎn)酯化反應在100"C以下的常壓條件即可快速完成。
二、 助溶表面活性劑。本發(fā)明研究采用烷基苯系、烷基磺酸系表面活性劑作 為助溶劑，使早本不能互溶的甲醇與油脂實現(xiàn)互溶，使反應物在液相充分互溶， 減少反應物甲醇的投料量，使反應物在接近等摩爾.量的條件下反應，減少后處 理工藝。
f具體實旌方式本發(fā)明生物柴油通過以下工藝完成 步驟l:將"/^30%的催化劑加入甲醇中，攪拌均勻。 步驟2:將5%~30%的助溶表面活性劑加入反應物油脂中，攪拌均勾并郭熱 到規(guī)定溫度。
步驟3:在攪拌條件下將步驟1的甲醇液加入步驟2的油脂液中連續(xù)攪拌 20至120分鐘。
步驟4;離心分離，將生物柴油與副產(chǎn)品甘油通過離心機分離。 本發(fā)明的優(yōu)點制備技術酯化及轉(zhuǎn)酯化率高，產(chǎn)品可以完全替代礦物柴油，
或與礦物柴油以任意比例混合。反應條件溫和，工藝成本較低，可以產(chǎn)業(yè)化批
量生產(chǎn)，工藝過程安全，無污染。
權利要求
1. 生物柴油及其制備技術，其特征在于按重量比，各反應物百分比及反應條件為油脂50～90％甲醇10～40％催化劑 5～30％助溶劑 1～30％反應溫度20～100℃攪拌時間20～120分鐘
2. 根據(jù)權利要求1所述的生物柴油及其制備技術，其特征在于按重量 比各反應物百分比及反應條件為油脂 50~80% 甲醇 20~30% 催化劑 5~20% 助溶劑 1~20% 反應溫度 30~80t! 攪拌時間 2"0分鐘
3. 生物柴油及其制備技術的催化劑，其特征為固體有機酸催化劑包 括下列物質(zhì)中的一種或幾種苯磺酸、甲酸、丙烯酸、磺柳酸、烷基苯磺酸或 其鹽類。
4. 生物柴油及其制備技術的助溶劑，其特征為助溶表面活性劑包括 下列物質(zhì)及其性質(zhì)相近的物質(zhì)烷基苯系、烷基苯磺酸系。
5. 生物柴油及其制備技術，其特征為步驟1:將5% 30%的催化劑加入甲醇中攪拌均勻；步驟2:將1% 30%的助溶表面活性劑加入反應物油脂中，攪拌加熱到30~80°C;步驟3:在攪拌條件下將步驟1的甲醇反應液加入歩驟2的油脂反應液中，連續(xù)攪拌20分鐘至60分鐘。步驟4:離心分離。將步驟3反應產(chǎn)物進入離心機，分離出主產(chǎn)物一生 物柴油；副產(chǎn)物——甘油。
全文摘要
一種涉及可供以柴油為動力的內(nèi)燃機使用的新型動力能源——生物柴油及其制備技術。以可再生的含油植物、動物油脂、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物及餐飲廢油(占比50％～90％)以及甲醇(占比10％～40％)為原料，固體有機酸為催化劑(占比5％～30％)，助溶表面活性劑(占比1％～30％)在20～100℃下連續(xù)攪拌20分鐘～120分鐘的常壓條件下反應制備。本發(fā)明優(yōu)點反應條件溫和、反應時時間短、酯化和酯轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品可100％替代優(yōu)質(zhì)礦物柴油，也可以與礦物柴油以任意比例混合使用。
文檔編號C10G3/00GK101497803SQ20081000900
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權日2008年1月29日
發(fā)明者姚明忠 申請人:姚明忠