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

利用动植物脂肪酸制生物柴油的方法
(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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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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