CN101024777A - 利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机化工产品生产方法,特别公开了一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法。该利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,其特殊之处在于:包括如下步骤:(1)将动植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内,甲醇和催化剂按脂肪酸数量比例送入超声波反应器,保持甲醇与动植物脂肪酸的摩尔比1∶1.5-6,催化剂用固体酸,反应时间为1.5小时;(2)酯化反应结束,超声波反应器中的甲醇进入甲醇蒸馏除水塔,产出的生物柴油经离心分离机分离出生物柴油、催化剂,催化剂回收循环使用。本发明缩短反应时间提高效率,降低能量消耗,是适应我国节能降耗方针,发展生物柴油,推广制生物柴油的新工艺。
Description
(一)技术领域
本发明涉及是一种有机化工产品生产方法,特别涉及一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法。
(二)背景技术
随着我国的经济高速发展,我国政府为减少石油进口量,大力发展替代环保可再生能源,制定一系列政策法规,2005年2月28日全国人大通过《可再生能源法》国家法律实施各级政府支持,我国的生物柴油刚刚起步,发展生物柴油我国政府十一五发展计划中目标是2010年产量1000万吨,在全国范围建设一个绿色油田。现有技术利用反应釜搅拌器搅拌动物脂肪酸,制生物柴油反应时间18小时,动植物脂肪酸和甲醇摩尔比1∶6-1∶20,催化剂质量百分率1%,转化率84%,反应时间长带来逆反应,能耗高,转化率低。
(三)发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种急剧缩短反应时间、提高转化率、降低成本的利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,其特殊之处在于:包括如下步骤:(1)将动植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内,升温50-60℃开启真空机脱水,使原料含水量降到0.1%;甲醇和催化剂按脂肪酸数量比例送入超声波反应器,在超声波反应器内保持甲醇与动植物脂肪酸的摩尔比1∶1.5-6,催化剂用固体酸,催化剂质量百分率0.2-0.4%,反应温度控制25-65℃,常压回流反应,超声波频率选择15-280KHZ,超声波功率控制在1.5-3.5KW,反应时间为1.5小时;(2)酯化反应结束,超声波反应器中的甲醇进入甲醇蒸馏除水塔,蒸出甲醇除水后,回流到甲醇储罐循环使用,产出的生物柴油经离心分离机分离出生物柴油、不皂化物、催化剂,催化剂回收循环使用。
本发明的利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,在步骤(1)中:植物脂肪酸皂化值≥170以上,植物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶1.5,固体酸按植物脂肪酸质量百分率0.2%送入超声波反应器,超声波频率分两个阶段,前一段时间30min选择20KHZ,后段60min选择15KHZ,超声波功率控制在1.5KW-2.0KW。
本发明的利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,在步骤(1)中:动物脂肪酸皂化值≥175以上,动物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶3,固体酸按动物脂肪酸质量百分率0.4%送入反应器内,超声波频率选择分三个阶段,前段30min频率选择280KHZ,中段30min频率选择160KHZ,后段30min频率选择15KHZ,超声波功率控制分三个阶段,前30min功率控制3.5KW,中段30min功率控制2.0KW,后段30min功率控制在1.5KW。
所述催化剂固体酸为CF3SO3H、C2F2SO3H或H7[P(Mo2O7)C]·XH2O中的任意一种。
本发明生产生物柴油是利用动植物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化剂,在超声波反应器内进行酯化反应,利用超声波反应产生的化学效应,化学效应关键是空化现象,空化现象所产生的瞬间内爆有强烈振动波,产生短暂的高能环境,每毫秒时间内间隔可达2000-3000℃和1012-1013Pa大气压力。这些能量和压力逐可快速打开化学键,促使动物脂肪酸和植物脂肪酸与甲醇快速酯化,从而急剧缩短反应时间。本项目现已达到产业化生产,年产生物柴油1万吨。
本申请人为解决动物脂肪酸和植物脂肪酸制生物柴油问题,反应时间长,转化率低,能源消耗高,做了大量研究开发工作,现开发出用动物脂肪酸在超声波反应器内制生物柴油的工艺,解决这一难题。本申请人为解决这一难题,研究开发出动植物脂肪酸,利用超声波制生物柴油工艺,动植物脂肪酸和催化剂质量百分率0.2-0.4%,反应时间从18小时缩短到1.5小时,同时反应转化率从84%提高到99%,效率提高10多倍。
本发明无废物排放,是绿色环保型工艺,离心机分离的生物柴油经减压蒸馏精制产品质量优于石化柴油,能达到国际生物柴油标准。本发明缩短反应时间提高效率,降低能量消耗,是适应我国节能降耗方针,发展生物柴油,推广制生物柴油的新工艺。
(四)具体实施方式
实施例1:利用植物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化剂,在超声波反应器内酯化反应生成生物柴油,其植物脂肪酸AV≥170,皂化值≥170以上,将原料植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内,升温50-60℃,开启真空机脱水,使原料含水量降到0.10%以下,甲醇和催化剂按植物脂肪酸计量比例送入超声波反应器,植物脂肪酸和甲醇的摩尔比1∶1.5,催化剂选用固体酸(CF3SO3H),催化剂质量百分率0.2%,反应温度控制在25-65℃,常压回流反应,超声波频率选择和功率控制分两个阶段,第一阶段时间30min,超声波频率选择20KHZ和功率控制2.0KW,第二阶段时间60min,超声波频率选择15KHZ和功率控制1.5KW,植物脂肪酸在超声波反应器内按着超声设置时间,超声波频率和超声波功率变换进行酯化反应,酯化反应结束,超声波反应器甲醇进入甲醇蒸馏塔进行除水,蒸出甲醇回流到甲醇储罐循环使用,产出的生物柴油经离心机分离出不皂化物,催化剂分离出回收循环使用,本项发明工艺无废物排放,是绿色环保型工艺,分离出的生物柴油经减压蒸馏精制,产品质量优于石化柴油,能达到国际生物柴油标准。
实施例2:利用动物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化剂,在超声波反应器内酯化反应生成生物柴油,其动物脂肪酸AV≥175,皂化值≥175以上,动物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶3催化剂选用固定酸(CF3SO3H)按动物脂肪酸质量百分率0.4%,送入反应器内,反应温度控制25-65℃,常压回流反应,超声波频率选择功率控制分三个阶段,第一阶段30min频率选择280KHZ,功率控制3.5KW,第二阶段30min频率选择160KHZ,功率控制2.0KW,第三阶段30min频率选择15KHZ,功率控制1.5KW,原料在超声波反应器内按着超声波设置时间、超声波频率、超声波功率变换进行酯化反应,酯化反应结束,超声波反应器甲醇进入甲醇蒸馏除水塔,蒸出的甲醇回流到甲醇储罐循环使用,产出的生物柴油经离心机分离出不皂化物,催化剂回收循环使用。本项发明工艺无废物排放,是绿色环保型工艺,分离出的生物柴油经减压蒸馏精制产品质量优于石化柴油,能达到国际生物柴油标准。
Claims (4)
1.一种利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)将动植物脂肪酸按计量送入超声波反应器内,升温50-60℃开启真空机脱水,使原料含水量降到0.1%;甲醇和催化剂按脂肪酸数量比例送入超声波反应器,在超声波反应器内保持甲醇与动植物脂肪酸的摩尔比1∶1.5-6,催化剂用固体酸,催化剂质量百分率0.2-0.4%,反应温度控制25-65℃,常压回流反应,超声波频率选择15-280KHZ,超声波功率控制在1.5-3.5KW,反应时间为1.5小时;(2)酯化反应结束,超声波反应器中的甲醇进入甲醇蒸馏除水塔,蒸出甲醇除水后,回流到甲醇储罐循环使用,产出的生物柴油经离心分离机分离出生物柴油、不皂化物、催化剂,催化剂回收循环使用。
2.根据权利要求1所述利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,其特征在于:在步骤(1)中:植物脂肪酸皂化值≥170以上,植物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶1.5,固体酸按植物脂肪酸质量百分率0.2%送入超声波反应器,超声波频率分两个阶段,前一段时间30min选择20KHZ,后段60min选择15KHZ,超声波功率控制在1.5KW-2.0KW。
3.根据权利要求1所述利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,其特征在于:在步骤(1)中:动物脂肪酸皂化值≥175以上,动物脂肪酸与甲醇摩尔比1∶3,固体酸按动物脂肪酸质量百分率0.4%送入反应器内,超声波频率选择分三个阶段,前段30min频率选择280KHZ,中段30min频率选择160KHZ,后段30min频率选择15KHZ,超声波功率控制分三个阶段,前30min功率控制3.5KW,中段30min功率控制2.0KW,后段30min功率控制在1.5KW。
4.根据权利要求1所述利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法,其特征在于:所述催化剂固体酸为CF3SO3H、C2F2SO3H或H7[P(Mo2O7)C]·XH2O中的任意一种。
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CNA2007100138488A CN101024777A (zh) | 2007-03-26 | 2007-03-26 | 利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法 |
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Cited By (2)
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CN102041177B (zh) * | 2009-10-18 | 2013-01-16 | 陕西春光生物能源开发有限公司 | 制备生物柴油的方法 |
CN103788979A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-05-14 | 天津三和众诚石油制品销售有限公司 | 用工业声化学技术制备生物柴油 |
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