CN101003740A - 一种生物柴油制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物柴油制造方法，其包括下述步骤：1)在动植物油、地沟油、泔水油和/或废油脚中加入水、硫酸、油酸份和二甲苯磺酸钠，制成粗脂肪酸；2)粗脂肪酸脱水制成无水脂肪酸；3)无水脂肪酸加甲醇及硫酸盐催化剂酯化生成粗制生物柴油；4)粗制生物柴油经水洗、脱色、脱水和过滤制成精制生物柴油。本发明生物柴油制造方法其生产工艺简单，设备投资小，易形成规模生产，而且节省能源、资源利用率高、生产成本低，也比较环保。

Description

一种生物柴油制造方法
技术领域
本发明涉及一种柴油加工技术，具体地涉及一种生物柴油制造方法。
背景技术
目前生物柴油的生产制造，通常采用化学方法、物理法及生物酶法生产技术，其生产工艺复杂，设备投资大，不易形成规模生产，而且在酯化过程中通常采用浓酸或浓碱作为催化剂，对环境的污染比较大。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种生产工艺简单、设备投资小、成本低，易形成规模生产且对环境污染小的生物柴油制造方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生物柴油制造方法，其包括下述步骤：
1)按重量在700～1300份动植物油、地沟油、泔水油和/或废油脚中加入水210～390份、硫酸28～52份、油酸3.5～6.5份和二甲苯磺酸钠3.5～6.5份，在常温下加热到150～200℃，通过冷凝器冷凝回流，搅拌反应2～4小时，再静置1小时，排出杂质和酸水，制成粗脂肪酸；
2)粗脂肪酸脱水得到无水脂肪酸；
3)无水脂肪酸加甲醇及硫酸盐催化剂酯化生成粗制生物柴油；
4)粗制生物柴油经水洗、脱色、脱水和过滤制成精制生物柴油。
在步骤1)中各成分的加入优选比例为在1000份动植物油、地沟油、泔水油和/或废油脚中加入水300份、硫酸40份、油酸5份和二甲苯磺酸钠5份。
在所述步骤2)及步骤4)脱水步骤中，采用将粗脂肪酸加热到105℃或在60～80℃温度下抽真空至0.04～0.09Mp脱水，并搅拌。
在步骤3)中，所述酯化步骤是在每重1000份无水脂肪酸中加入硫酸盐催化剂1.4～2.6份和甲醇123～229份，加热70～75℃，回流反应2～4小时，沉淀后排出杂质、回收多余甲醇。
优选的在每重1000份无水脂肪酸中加入硫酸盐催化剂2份和甲醇176份。
所述硫酸盐催化剂可以为硫酸锆。
在步骤4)中所述水洗步骤是在粗制生物柴油内按重量加6％以上的水或饱和食盐水，搅拌30分钟后沉淀1～2小时，排出杂质和水。
在步骤4)中所述脱色步骤是采用对水洗后的生物柴油中加热蒸馏，或者在生物柴油中加入5％二氧化氯水溶液及5％晶体砂，或直接加入5％晶体砂，其中所述二氧化氯水溶液中二氧化氯含量16％。
在步骤4)中所述过滤步骤是采用膜压力过滤。
本发明生物柴油制造方法具有以下优点：
①生产工艺简单，设备投资小，易形成规模生产。
②酯化反应中，由于没有使用浓酸或浓碱作为催化剂，只是使用了可重复使用的硫酸锆(硫酸盐)；因而环保性较高。
③采用免蒸馏方法，生产温度小于200℃，较一般超零界方法(需360℃)要小得多，因而节约了大量的能源。
④所有反应均在一个反应罐里完成，酯化反应时间短，甲醇利用率高，甘油等排放物少，因而提高了资源利用率。
⑤利用负压抽真空的方法脱水，使得产品品质更高，脱水时间更短，成本更低。
⑥采用对环境友好的催化剂的全新生产技术，有别于传统化学法、物理法及生物酶法生物柴油生产技术。
如下数据是2006年11月7日在石油化工科学研究院分析测试所得的本发明0#生物柴油的数据：
  项目名称     组份名称     分析数据     方法标准
  粘度(20℃)     8.858mm2/s     GB/T 265
  机械杂质     无     GB/T 511
  颜色     1.0色号     GB/T 6540
  闪点(闭口)     109℃     GB/T 261
  凝固点     -8℃     GB/T 510
  铜片腐蚀(50℃，3h)     1a级     GB/T 5096
  灰分     0.002％     GB/T 508
  S含量     96mg/L     SH/T 0253-92
  水含量     250ppm     SH/T 0246-92
  十六烷值     47.0     GB/T 386-91
从上述检测数据可以看出，其主要性能指标均达到或超过同标号化石柴油的标准。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本发明的生物柴油按下述步骤配制：
1)按重量在700千克动、植物油中加入水390千克、硫酸28千克、油酸6.5千克和二甲苯磺酸钠3.5千克，在常温下加热到150～200℃，通过冷凝器冷凝回流，搅拌反应2～4小时，再静置1小时，排出杂质和酸水，制成粗脂肪酸；
2)粗脂肪酸在60～80℃温度下抽真空至0.04～0.09Mp脱水，并搅拌得到无水脂肪酸；
3)在无水脂肪酸中，按每重1000千克脂肪酸加入硫酸锆1.4千克和甲醇229千克，加热70～75℃，回流反应2～4小时，沉淀后排出杂质、并采用回流方法回收多余甲醇，制成粗制生物柴油；
4)上述粗制生物柴油首先经过水洗步骤，即按粗制生物柴油重量加6％以上的水，搅拌30分钟后沉淀1～2小时，排出杂质和水，以便清除过量的甲醇、甘油酸性物等杂质；然后加入生物柴油重量的5％二氧化氯水溶液(水溶液中二氧化氯含量16％)及5％晶体砂进行脱色；脱色后的生物柴油在60～80℃温度下抽真空至0.04～0.09Mp脱水，并不停搅拌；最后由压力机通过膜过滤，滤除杂质，制成精制生物柴油。
实施例2：
本发明的生物柴油按下述步骤配制：
1)按重量在1300千克地沟油中加入水210千克、硫酸52千克、油酸3.5千克和二甲苯磺酸钠6.5千克，在常压下加热到150～200℃，通过冷凝器冷凝回流，搅拌反应2～4小时，再静置1小时，排出杂质和酸水，制成粗脂肪酸；
2)粗脂肪酸加热至105℃脱水，并搅拌得到无水脂肪酸；
3)在无水脂肪酸中，按每重1000千克无水脂肪酸加入硫酸锆2.6千克和甲醇123千克，加热70～75℃，回流反应2～4小时，沉淀后排出杂质、并采用回流方法回收多余甲醇，制成粗制生物柴油；
4)上述粗制生物柴油首先经过水洗步骤，即按粗制生物柴油重量加6％以上的饱和食盐水，搅拌30分钟后沉淀1～2小时，排出杂质和水，以便清除过量的甲醇、甘油酸性物等杂质；然后按生物柴油量加入5％晶体砂进行脱色；脱色后的生物柴油加热至105℃脱水脱水，并不停搅拌；最后由压力机通过膜过滤，滤除杂质，制成精制生物柴油。
实施例3：
本发明的生物柴油按下述步骤配制：
1)按重量在1000千克泔水油中加入水300千克、硫酸40千克、油酸5千克和二甲苯磺酸钠5千克，在常温下加热到150～200℃，通过冷凝器冷凝回流，搅拌反应2～4小时，再静置1小时，排出杂质和酸水，制成粗脂肪酸；
2)粗脂肪酸在60～80℃温度下抽真空至0.04～0.09Mp脱水，并搅拌得到无水脂肪酸；
3)在无水脂肪酸中，按每重1000千克无水脂肪酸加入硫酸锆2千克和甲醇176千克，加热70～75℃，回流反应2～4小时，沉淀后排出杂质、并采用回流方法回收多余甲醇，制成粗制生物柴油；
4)上述粗制生物柴油首先经过水洗步骤，即按粗制生物柴油重量加6％以上的水，搅拌30分钟后沉淀1～2小时，排出杂质和水，以便清除过量的甲醇、甘油酸性物等杂质；然后加热蒸馏进行脱色；脱色后的生物柴油加热至105℃脱水，并不停搅拌；最后由压力机通过膜过滤，滤除杂质，制成精制生物柴油。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所作的任何改进或变型均属本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种生物柴油制造方法，其特征在于包括下述步骤：
1)按重量在700～1300份动植物油、地沟油、泔水油和/或废油脚中加入水210～390份、硫酸28～52份、油酸3.5～6.5份和二甲苯磺酸钠3.5～6.5份，在常温下加热到150～200℃，通过冷凝器冷凝回流，搅拌反应2～4小时，再静置1小时，排出杂质和酸水，制成粗脂肪酸；
2)粗脂肪酸脱水制成无水脂肪酸；
3)无水脂肪酸加甲醇及硫酸盐催化剂酯化生成粗制生物柴油；
4)粗制生物柴油经水洗、脱色、脱水和过滤制成精制生物柴油。
2.根据权利要求1所述的生物柴油制造方法，其特征在于：在步骤1)中各成分的加入比例为在1000份动植物油、地沟油、泔水油和/或废油脚中加入水300份、硫酸40份、油酸5份和二甲苯磺酸钠5份。
3.根据权利要求1所述的生物柴油制造方法，其特征在于：在所述步骤2)及步骤4)脱水步骤中，采用将粗脂肪酸加热到105℃或在60～80℃温度下抽真空至0.04～0.09Mp脱水，并搅拌。
4.根据权利要求1所述的生物柴油制造方法，其特征在于：在步骤3)中，所述酯化步骤是在每重1000份无水脂肪酸中加入硫酸盐催化剂1.4～2.6份和甲醇123～229份，加热70～75℃，回流反应2～4小时，沉淀后排出杂质、回收多余甲醇。
5.根据权利要求4所述的生物柴油制造方法，其特征在于：在每重1000份无水脂肪酸中加入硫酸盐催化剂2份和甲醇176份。
6.根据权利要求4或5所述的生物柴油制造方法，其特征在于：所述硫酸盐催化剂为硫酸锆。
7.根据权利要求1所述的生物柴油制造方法，其特征在于：在步骤4)中所述水洗步骤是在粗制生物柴油内按重量加6％以上的水或饱和食盐水，搅拌30分钟后沉淀1～2小时，排出杂质和水。
8.根据权利要求1所述的生物柴油制造方法，其特征在于：在步骤4)中所述脱色步骤是采用对水洗后的生物柴油中加热蒸馏，或者在生物柴油中加入生物柴油重5％二氧化氯水溶液及5％晶体砂，或直接加入5％晶体砂，其中所述二氧化氯水溶液中二氧化氯含量为16％。
9.根据权利要求1所述的生物柴油制造方法，其特征在于：在步骤4)中所述过滤步骤是采用膜压力过滤。
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