一種生物柴油的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種生物柴油的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油指以動(dòng)植物油脂為原料經(jīng)醋化或醇解反應(yīng)生成的脂肪酸烷基脂。該類燃料具有如下優(yōu)點(diǎn):一是原料來(lái)源廣泛，可利用各種廢棄動(dòng)植物油脂和大規(guī)模種植的油料植物果實(shí)；二是與普通石化柴油具有幾乎相同的燃燒性能，可方便應(yīng)用于現(xiàn)有柴油引擎；三是在貯存、運(yùn)輸和使用方面都更很安全(不腐蝕溶器，非易燃易爆)；四是環(huán)保性能好，與石化柴油相比有毒尾氣排放量可降低90 %，對(duì)環(huán)境友好。
[0003]近年來(lái)，生物柴油在國(guó)際上發(fā)展較快，2006年全球生產(chǎn)使用量約500萬(wàn)噸。歐洲是世界上生物柴油發(fā)展最快的地區(qū)，用菜籽油作主要原料，自2000年以來(lái)每年增長(zhǎng)約28.2%,目前有21個(gè)國(guó)家生產(chǎn)使用生物柴油。其中，德國(guó)在生物柴油生產(chǎn)量上居于首位，2005年生產(chǎn)量約167萬(wàn)噸，占?xì)W盟總產(chǎn)量的一半。近年來(lái)，巴西、馬來(lái)西亞、印度等國(guó)利用自身氣候條件優(yōu)勢(shì)，加快發(fā)展以棕?cái)R樹、麻風(fēng)樹油為原料的生物柴油。隨著能源價(jià)格的不斷上漲，以及石油、煤炭等資源的日益枯竭，生物質(zhì)燃料開始逐漸受到人們的重視。生物質(zhì)燃料大都取材于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢棄物，例如秸桿、谷殼等等。但是再利用生物質(zhì)燃料作為鍋爐能源進(jìn)行燃燒室往往會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即生物質(zhì)燃料當(dāng)中往往具有較高的鉀元素含量和氯元素含量，在燃燒的過(guò)程中，兩者形成KCL，沉積在過(guò)熱器的表面，局部傳熱表面被其覆蓋，導(dǎo)致燃燒效率降低，過(guò)濾的使用壽命也大大縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服生產(chǎn)生物柴油的裝置不利于生物柴油連續(xù)化生產(chǎn)的問(wèn)題，提供一種通過(guò)超聲波和活塞流反應(yīng)器的協(xié)同作用，改進(jìn)生物柴油現(xiàn)有間歇生產(chǎn)的工藝，實(shí)現(xiàn)生物柴油的連續(xù)、清潔、高效生產(chǎn)并加入了脫鉀劑的生物柴油的生產(chǎn)方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案:一種生物柴油的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0006](I)將無(wú)水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑混合后再與酸值<2mgKOH/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合；
[0007](2)將混合器中的無(wú)水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑、原料油的混合物輸入到管式活塞流反應(yīng)器，該管式活塞流反應(yīng)器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)；
[0008](3)無(wú)水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應(yīng)生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過(guò)甘油分離器后將甘油分離出；
[0009](4)加入適量的脫甲劑，通過(guò)對(duì)生物質(zhì)原材料當(dāng)中鉀離子的脫除，可以有效地降低燃燒過(guò)程中KCL的產(chǎn)生，從而降低所產(chǎn)生的鉀鹽對(duì)鍋爐過(guò)熱器的玷污覆蓋，提高了鍋爐的燃燒效率，同時(shí)又能夠延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。
[0010](5)粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油；
[0011]上述步驟的反應(yīng)條件:在活塞流反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度為50°C?80°C，無(wú)水甲醇與原料油摩爾比值為4:1?15:1之間，液體堿性催化劑對(duì)原料油的重量比為0.1?0.5 %，脫鉀劑與原料油的重量比為0.5?1.5%。
[0012]本發(fā)明采用的原料油的酸值<2mg KOH/g原料油的原料油，這樣能保證原料油的純度，使得后續(xù)反應(yīng)能順利進(jìn)行。
[0013]原料油包括有花生油、大豆油、棕櫚油或經(jīng)過(guò)降酸預(yù)處理的各種廢動(dòng)植物油脂。
[0014]超聲波對(duì)化學(xué)萃取、生物柴油生產(chǎn)、有機(jī)合成、治理微生物、降解有毒有機(jī)污染物、化學(xué)反應(yīng)速度和產(chǎn)率、催化劑的催化效率、生物降解處理，超聲波防垢除垢、生物細(xì)胞粉碎、分散和凝聚，造成了一個(gè)非常有利于反應(yīng)過(guò)程的局部小環(huán)境，能大大提高反應(yīng)速度，降低反應(yīng)條件。
[0015]從化學(xué)驅(qū)動(dòng)方面來(lái)，可以取過(guò)量的無(wú)水甲醇，但為保證無(wú)水甲醇的經(jīng)濟(jì)性回收，因此一般限定無(wú)水甲醇與原料油的摩爾比值為4:1?20:1之間，無(wú)水甲醇最低不能低于與原料油4:1的摩爾比。
[0016]通常未采用超聲波發(fā)生裝置的生產(chǎn)方法一般要求液體堿性催化劑加入量對(duì)原料油的重量比為1%左右，而過(guò)量的催化劑比較容易引起皂化。
[0017]之后加入脫鉀劑，對(duì)原料油中的鉀離子脫除，為保障反應(yīng)的快速進(jìn)行，以采取55°C?62°C為宜。
[0018]所述無(wú)水甲醇與原料油的摩爾比為4:1?6:1之間。這個(gè)比值范圍，不僅滿足本化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件，而且加入適宜的無(wú)水甲醇量有利于回收，節(jié)省了能源。
[0019]所述液體堿性催化劑對(duì)原料油的重量比為0.3?0.5 %。
[0020]所述液體堿性催化劑為NaOH，KOH。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例一:
[0023]本發(fā)明的原料油是以動(dòng)植物油脂為原料制成的，其酸值<2mgK0H/g原料油。本實(shí)施例生物柴油的生產(chǎn)方法包括如下步驟:
[0024]將無(wú)水甲醇、KOH溶液混合后再與原料油混合泵入混合器中充分混合，其中無(wú)水甲醇與原料油摩爾比4:1，KOH對(duì)原料油的重量比為0.1% ;將上述混合物輸入到溫度為50°C的管式活塞流反應(yīng)器中(該活塞流反應(yīng)器的長(zhǎng)度和直徑比大于50)，該管式活塞流反應(yīng)器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)；無(wú)水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應(yīng)生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過(guò)甘油分離器后將甘油分離出；加入脫甲劑，其與原料油的重量比為1.1% ;粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油。
[0025]實(shí)施例二:
[0026]本實(shí)施例中活塞流反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度為55°C，液體堿性催化劑采用NaOH溶液，其對(duì)原料油的重量比為0.3%，脫甲劑與原料油的重量比為0.8%，為無(wú)水甲醇與原料油摩爾比值為6:1。采用該反應(yīng)條件，保障化學(xué)反應(yīng)的快速進(jìn)行，而甲醇的含量也適當(dāng)，既能很好驅(qū)動(dòng)反應(yīng)進(jìn)行，又有利于甲醇的回收。
[0027]本實(shí)施例其他特征與實(shí)施例一相同，在此不再詳述。
[0028]實(shí)施例三:
[0029]本實(shí)施例中活塞流反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度為65°C，液體堿性催化劑采用NaOH溶液，其對(duì)原料油的重量比為0.4%，脫甲劑與原料油的重量比為1%，無(wú)水甲醇與原料油摩爾比值為10:1ο
[0030]本實(shí)施例其他特征與實(shí)施例一相同，在此不再詳述。
[0031]實(shí)施例四:
[0032]本實(shí)施例中活塞流反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度為70°C，液體堿性催化劑采用KOH溶液，其對(duì)原料油的重量比為0.5%，脫甲劑與原料油的重量比為0.6%，無(wú)水甲醇與原料油摩爾比值為13:1。
[0033]本實(shí)施例其他特征與實(shí)施例一相同，在此不再詳述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將無(wú)水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑混合后再與酸值<2mgK0H/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合； (2)將混合器中的無(wú)水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑、原料油的混合物輸入到管式活塞流反應(yīng)器，該管式活塞流反應(yīng)器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)； (3)無(wú)水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應(yīng)生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過(guò)甘油分離器后將甘油分離出； (4)加入適量的脫甲劑，通過(guò)對(duì)生物質(zhì)原材料當(dāng)中鉀離子的脫除，可以有效地降低燃燒過(guò)程中KCL的產(chǎn)生，從而降低所產(chǎn)生的鉀鹽對(duì)鍋爐過(guò)熱器的玷污覆蓋，提高了鍋爐的燃燒效率，同時(shí)又能夠延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命； (5)粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油。
2.如權(quán)利要求1所述的一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于所述原料油包括花生油、大豆油、棕櫚油或經(jīng)過(guò)降酸預(yù)處理的各種廢動(dòng)植物油脂。
3.如權(quán)利要求2所述的一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于反應(yīng)溫度為50°C?80。。。
4.如權(quán)利要求3所述的一種生物柴油的生產(chǎn)方法，其特征在于脫鉀劑與原料油的重量比為0.5?1.5%。
【專利摘要】本發(fā)明一種生物柴油的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：(1)將無(wú)水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑混合后再與酸值<2mgKOH/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合；(2)將混合器中的無(wú)水甲醇、脫鉀劑、液體堿性催化劑、原料油的混合物輸入到管式活塞流反應(yīng)器，該管式活塞流反應(yīng)器被包納在超聲波發(fā)生裝置范圍內(nèi)；(3)無(wú)水甲醇與原料油在液體堿性催化劑的作用下在管式活塞流反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)醋化反應(yīng)生成粗生物柴油和甘油，經(jīng)過(guò)甘油分離器后將甘油分離出；(4)加入適量的脫甲劑；(5)粗生物柴油經(jīng)水洗、分離、精制后得到生物柴油。
【IPC分類】C11C3-04, C10L1-02, C11C3-00
【公開號(hào)】CN104611071
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410603596
【發(fā)明人】亓偉, 唐浩
【申請(qǐng)人】江蘇大唐機(jī)械有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月1日