抗氧化生物柴油的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物柴油生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗氧化生物柴油的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油是許多大型車輛如卡車及內(nèi)燃機(jī)車及發(fā)電機(jī)等的主要動力燃料，其具有動力大，價格便宜的優(yōu)點，中國柴油需求量很大，柴油應(yīng)用的主要問題是“冒黑煙”，我們經(jīng)常在馬路上看到冒黑煙的卡車。冒黑煙的主要原因是燃燒不完全，對空氣污染嚴(yán)重，如產(chǎn)生大量的顆粒粉塵，CO2排放量高等缺陷。生物柴油是一種優(yōu)質(zhì)清潔柴油，可從各種生物質(zhì)提煉，因此可以說是取之不盡，用之不竭的能源，在資源日益枯竭的今天，有望取代石油成為替代燃料。但是現(xiàn)有的生物柴油在生產(chǎn)和使用過程也存在著一系列問題，如:1、生產(chǎn)成本高致使消費者不愿使用，2、存放時間短易變質(zhì)，3、生物柴油在使用的過程中與金屬接觸，發(fā)生氧化，其化學(xué)成分也就發(fā)生變化，隨之影響生物柴油的品質(zhì)，發(fā)動機(jī)長期使用，會在油路中生成大分子膠狀物質(zhì)，引起燃料系統(tǒng)結(jié)膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種工藝簡單合理，可有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本、具有良好的抗氧化性，在保證能夠長期存放的同時具有與金屬接觸不發(fā)生氧化的生物柴油的抗氧化生物柴油的生產(chǎn)工藝。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:該工藝包括如下步驟:
[0005]步驟一:稱取100g廢棄油脂；
[0006]步驟二:將步驟一中所述廢棄油脂中加入10g的小顆粒麥飯石，常壓下攪拌30分鐘，攪拌溫度為30?35°C，攪拌完畢后，經(jīng)100目的過濾網(wǎng)過濾，得到一次濾液；所述小顆粒麥飯石為50?70目；
[0007]步驟三:稱取130g無水甲醇和2?3g濃度為98%的濃硫酸，使上述兩種液體均勻混合后制成混合液；
[0008]步驟四:進(jìn)行酯化處理，將步驟三中所述的混合液加入步驟二中所述的一次濾液內(nèi)，制得原料油；啟動導(dǎo)熱油爐，開啟循環(huán)泵，通過內(nèi)盤管和釜外換熱器加熱原料油至70°C，開動攪拌器對加熱后原料油進(jìn)行攪拌，反應(yīng)溫度控制在70?80°C，打開回流冷凝器冷卻水，冷卻甲醇至回流，待反應(yīng)2h后關(guān)閉攪拌器，甲醇蒸汽上升攪動物料，所述反應(yīng)后期原料油溫度上升到90?100°C ；
[0009]步驟五:將步驟四中所述酯化處理后的的原料油用水冷卻、降溫循環(huán)處理，并收集甲醇至溶劑回收罐，排出下層的酸水和甘油混合物，得到粗油脂；
[0010]步驟六:進(jìn)行中和脫酸，將步驟五中所述粗油脂放置于反應(yīng)床內(nèi)后加入2?3g片狀氫氧化鈉和10g麥飯石，在反應(yīng)床溫度為30°C的環(huán)境下攪拌，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分，一直攪拌至油皂明顯分離時，降低攪拌速率至30轉(zhuǎn)/分，然后反應(yīng)床慢慢升溫，其反應(yīng)床終溫控制在為60?70°C ;所述麥飯石為150目；所述油皂明顯分離時間為20?50min ;
[0011]步驟七:使步驟六中所述進(jìn)行中和脫酸后的油脂在反應(yīng)床溫度為60°C的環(huán)境下離心過濾去除皂腳，得到反應(yīng)后的油脂；
[0012]步驟八:將步驟七中所述反應(yīng)后的油脂通過打料泵打入蒸餾釜內(nèi)，開啟真空泵，冷凝器冷卻水和導(dǎo)熱油爐，通過內(nèi)盤管和釜外換熱器將物料加熱至160°C，蒸餾后輕組分由蒸餾釜進(jìn)入輕組分接收罐內(nèi)，其間不斷加熱，待物料溫度升至220°C時，關(guān)閉輕組分接收罐，打開重組分接收罐收集重組分后，將重組分由料泵打入中和罐內(nèi)；所述系統(tǒng)真空度達(dá)到99990pa，所述輕組分為脂肪酸，所述重組分為脂肪酸甲酯；
[0013]步驟九:將步驟八中所述中和罐內(nèi)的重組分中加入20?90g的硫酸，將重組分的Ph值中和至7?8，靜置2小時，制得抗氧化生物柴油半成品；所述硫酸的濃度為95 %以上;
[0014]步驟十:向步驟九中反應(yīng)得到抗氧化生物柴油半成品中依次加入10g的大顆粒麥飯石，30?50g氧化1?和10?30g白土，并攪拌20min，離心過濾后，即得抗氧化生物柴油；所述大顆粒麥飯石為200目。所述步驟十中的抗氧化生物柴油中酯的收率達(dá)96%。
[0015]本發(fā)明中的廢棄油脂經(jīng)麥飯石處理后，麥飯石能夠有效吸附廢棄油脂中的膠質(zhì)和重金屬離子，并有一定的除臭和干燥功能，因麥飯石表面有裸露的鋁醇，鐵醇，硅醇等具有親水性和路易斯酸堿行為，形成可變電荷表面，對重金屬離子和水有吸附作用；又因其多孔性的特性，對膠質(zhì)和臭味分子有吸附作用，廢棄油脂中膠質(zhì)，重金屬等雜質(zhì)的存在會消耗一部分催化劑，并使其失活，水分的存在會導(dǎo)致游離酸含量的提高，降低油脂的質(zhì)量，不利保存；色素會增加生物油的色澤，影響其品質(zhì)，因此可經(jīng)麥飯石處理，將其去除；另外，使甲醇與濃硫酸混合均勻，甲醇帶上H+，使其更易吸附電荷，可取代甘油三酸酯中的甘油基，減少反應(yīng)時間；甲醇與油的最佳質(zhì)量比為1: 7，甲醇加入過多反而會使產(chǎn)量降低，主要是因為當(dāng)甲醇加入過多時，反應(yīng)物濃度的增大對正反應(yīng)的推動作用很小，而過多的甲醇會發(fā)生縮合反應(yīng)，導(dǎo)致甲醇濃度下降，反應(yīng)產(chǎn)率降低；而催化劑的用量在0.3%達(dá)到最大，過多的催化劑的加入，產(chǎn)率也不變；反應(yīng)溫度控制在70度，因甲醇的沸點在64.5度，此時反應(yīng)物的活性最大，反應(yīng)速率加快，如果溫度過高會使甲醇揮發(fā)加快，降低液相中甲醇的濃度，導(dǎo)致產(chǎn)率下降；最后本生產(chǎn)工藝采取蒸餾的方式進(jìn)一步提純了生物油，并去除了脂肪酸，使其更耐儲存。綜上所述，本發(fā)明可大幅度縮短反應(yīng)時間，同時減少原料，添加劑，設(shè)施的投入，從而壓低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，具有工藝簡單合理，可有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本、使產(chǎn)品具有良好的抗氧化性，在保證能夠長期存放的同時具有與金屬接觸不發(fā)生氧化的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明為抗氧化生物柴油的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0017]步驟一:稱取100g廢棄油脂；
[0018]步驟二:將步驟一中所述廢棄油脂中加入10g的小顆粒麥飯石，常壓下攪拌30分鐘，攪拌溫度為30?35°C，攪拌完畢后，經(jīng)100目的過濾網(wǎng)過濾，得到一次濾液；所述小顆粒麥飯石為50?70目；
[0019]步驟三:稱取130g無水甲醇和2?3g濃度為98%的濃硫酸，使上述兩種液體均勻混合后制成混合液；
[0020]步驟四:進(jìn)行酯化處理，將步驟三中所述的混合液加入步驟二中所述的一次濾液內(nèi)，制得原料油；啟動導(dǎo)熱油爐，開啟循環(huán)泵，通過內(nèi)盤管和釜外換熱器加熱原料油至70°C，開動攪拌器對加熱后原料油進(jìn)行攪拌，反應(yīng)溫度控制在70?80°C，打開回流冷凝器冷卻水，冷卻甲醇至回流，待反應(yīng)2h后關(guān)閉攪拌器，甲醇蒸汽上升攪動物料，所述反應(yīng)后期原料油溫度上升到90?100°C ；
[0021]步驟五:將步驟四中所述酯化處理后的的原料油用水冷卻、降溫循環(huán)處理，并收集甲醇至溶劑回收罐，排出下層的酸水和甘油混合物，得到粗油脂；
[0022]步驟六:進(jìn)行中和脫酸，將步驟五中所述粗油脂放置于反應(yīng)床內(nèi)后加入2?3g片狀氫氧化鈉和10g麥飯石，在反應(yīng)床溫度為30°C的環(huán)境下攪拌，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分，一直攪拌至油皂明顯分離時，降低攪拌速率至30轉(zhuǎn)/分，然后反應(yīng)床慢慢升溫，其反應(yīng)床終溫控制在為60?70°C ;所述麥飯石為150目；所述油皂明顯分離時間為20?50min ;
[0023]步驟七:使步驟六中所述進(jìn)行中和脫酸后的油脂在反應(yīng)床溫度為60°C的環(huán)境下離心過濾去除皂腳，得到反應(yīng)后的油脂；
[0024]步驟八:將步驟七中所述反應(yīng)后的油脂通過打料泵打入蒸餾釜內(nèi)，開啟真空泵，冷凝器冷卻水和導(dǎo)熱油爐，通過內(nèi)盤管和釜外換熱器將物料加熱至160°C，蒸餾后輕組分由蒸餾釜進(jìn)入輕組分接收罐內(nèi)，其間不斷加熱，待物料溫度升至220°C時，關(guān)閉輕組分接收罐，打開重組分接收罐收集重組分后，將重組分由料泵打入中和罐內(nèi)；所述系統(tǒng)真空度達(dá)到99990pa，所述輕組分為脂肪酸，所述重組分為脂肪酸甲酯；
[0025]步驟九:將步驟八中所述中和罐內(nèi)的重組分中加入20?90g的硫酸，將重組分的Ph值中和至7?8，靜置2小時，制得抗氧化生物柴油半成品；所述硫酸的濃度為95 %以上;
[0026]步驟十:向步驟九中反應(yīng)得到抗氧化生物柴油半成品中依次加入10g的大顆粒麥飯石，30?50g氧化1?和10?30g白土，并攪拌20min，離心過濾后，即得抗氧化生物柴油；所述大顆粒麥飯石為200目。所述步驟十中的抗氧化生物柴油中酯的收率達(dá)96%。本發(fā)明是利用甲醇，將甘油三酸酯中的甘油基取代下來，將甘油三酸酯轉(zhuǎn)化為長鏈脂肪酸甲酯，從而減短碳鏈長度，提高其燃燒性能。
[0027]為了更加詳細(xì)的解釋本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。具體實施例如下:
[0028]實施例一
[0029]一種抗氧化生物柴油的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0030]步驟一:稱取100g廢棄油脂；
[0031]步驟二:將步驟一中所述廢棄油脂中加入10g的小顆粒麥飯石，常壓下攪拌30分鐘，攪拌溫度為35°C，攪拌完畢后，經(jīng)100目的過濾網(wǎng)過濾，得到一次濾液；所述小顆粒麥飯石為70目；所述使用小顆粒麥飯石可有效吸附油脂中的膠質(zhì)，并清除臭味分子；
[0032]步驟三:稱取130g無水甲醇和3g濃度為98%的濃硫酸，使上述兩種液體均勻混合后制成混合液；
[0033]步驟四:進(jìn)行酯化處理，將步驟三中所述的混合液加入步驟二中所述的一次濾液內(nèi)，制得原料油；啟動導(dǎo)熱油爐，開啟循環(huán)泵，通過內(nèi)盤管和釜外換熱器加熱原料油至70°C，開動攪拌器對加熱后原料油進(jìn)行攪拌，反應(yīng)溫度控制在80°C，打開回流冷凝器冷卻水，冷卻甲醇至回流，待反應(yīng)2h后關(guān)閉攪拌器，甲醇蒸汽上升攪動物料，所述反應(yīng)后期原料油溫度上升到100°c ;
[0034]步驟五:將步驟四中所述酯化處理后的的原料油用水冷卻、降溫循環(huán)處理，并收集甲醇至溶劑回收罐，排出下層的酸水和甘油混合物，得到粗油脂；
[0035]步驟六:進(jìn)行中和脫酸，將步驟五中所述粗油脂放置于反應(yīng)床內(nèi)后加入3g片狀氫氧化鈉和10g麥飯石，在反應(yīng)床溫度為30°C的環(huán)境下攪拌，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分，一直攪拌至油皂明顯分離時，降低攪拌速率至30轉(zhuǎn)/分，然后反應(yīng)床慢慢升溫，其反應(yīng)床終溫控制在為70°C ;所述麥飯石為150目；所述油皂明顯分離時間為50min ;
[0036]步驟七:使步驟六中所述進(jìn)行中和脫酸后的油脂在反應(yīng)床溫度為60°C的環(huán)境下離心過濾去除皂腳，得到反應(yīng)后的油