CN101108976B - 一种生物柴油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料，具体涉及一种生物柴油及其制备方法。本发明生物柴油在制备过程中，将原料油和预处理剂按一定比例在预处理装置中，加热搅拌反应后，过滤，进入预脂化装置中再添加酸性催化剂和粗甘油，加热、搅拌，循环后进入脂化装置中，加甲醇和碱性催化剂或酸性催化剂，加热，加速循环反应后，回收甲醇，放出甘油和分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后蒸馏即可完成。所得的生物柴油产品满足现行德国、美国和我国新实行的《GB/T20802-2007》现行标准。不仅节约了能源，且甲醇、催化剂等消耗量少，能耗低，适用于各种原料油，经济性价比高，工艺简练适用于规模化工业生产。

Description

一种生物柴油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种燃料，具体涉及一种生物柴油及其制备方法。
背景技术
专家预测，在二十世纪内石油资源将枯竭，世界各国都在更经济有效地使用石油资源，同时也在积极拓展新能源或研制代用燃料。我国废弃食用动植物油，也叫高酸值油脂，包括多次煎炸食物后废弃的油脂，俗称老油；泔水油、地沟油，国内每年生产的废弃食用油脂达食用油脂总量的8％以上，如何利用这些废弃油，使之减少对环境和人体的危害，是我们大家一个永久的课题。我国已经颁布【可再生资源法】，生物柴油己作为国家重点项目，生物柴油因其燃烧性能好，可直接用于柴油机等石油柴油领域，不但可以有效利用废弃油，使之变费为宝而且绿色环保，是二十一世纪重点发展的一种新的可再生环保燃料能源。生物柴油全球发展速度惊人，欧盟推广生物燃料指标2010年达5.75％，2020年达到20％，美国能源政策法确定2010年美国非石油燃料占有率提高到30％。
发明内容
本发明的目的就是提供一种生物柴油，使之废物利用，节约能源，而且绿色环保。
本发明的一个目的是提供一种生物柴油。
本发明的另一个目的是提供所述生物柴油的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种生物柴油，其特征在于是按以下方法制备而成：
A、将50-70重量份的原料油注入预处理装置中加入0.25-1.5重量份的预处理剂，加热到50-90℃，循环搅拌反应20-40分钟，冷却，过滤，注入到预脂化装置中；
B、再加入0.1-0.5重量份的酸性催化剂和0.25-1.5重量份的粗甘油，温度控制在90-240℃，负压力0.01-0.09MPa，循环反应40-90分钟，注入到脂化装置中；
C、再加入7-12重量份的甲醇和0.025-0.25重量份的碱性催化剂或0.075-2.5重量份的酸性催化剂，温度在60-90℃，管道压力0.1-2KPa搅拌循环反应40-50分钟后，打开脂化装置上的蒸馏阀门，回收甲醇，静止15-20分钟；
D、放出甘油，分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后进行蒸馏20-40分钟，冷却，过滤，即得到成品生物柴油。
所述的原料油脂肪酸含量在40％以上，其为：动物油、植物油、地沟油、泔水油或酸化油中的一种或其任意混合物；
所述的预处理剂是：双氧水、锌粉、三氯化锡、四氯化锡、质子酸(HPO)、或Lewis酸(BF3)中的一种；
所述的粗甘油：其甘油含量在50％-70％；
所述碱性催化剂是：NaOH、KOH；
所述酸性催化剂是：硫酸、HCL、硼酸、乙酸、丙酸、lewis酸中的一种。
本发明的生物柴油，可以在柴油发动机中使用。
本发明一种生物柴油的制备方法，其包括以下步骤；
A、将原料油注入预处理装置中加入预处理剂，加热到50-90℃，循环搅拌反应20-40分钟，冷却，过滤，注入到预脂化装置中；
B、再加入酸性催化剂和粗甘油，温度控制在90-240℃，负压力0.01-0.09MPa，循环反应40-90分钟，注入到脂化装置中；
C、再加入甲醇和碱性催化剂或酸性催化剂，温度在60-90℃，管道压力0.1-2KPa搅拌循环反应40-50分钟后，打开脂化装置上的蒸馏阀门，回收甲醇，静止15-20分钟；
D、放出甘油，分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后进行蒸馏20-40分钟，冷却，过滤，即得到成品生物柴油。
本发明制备方法中的预处理装置形状为方或圆形开口池状，里面安装有加热管和循环搅拌装置。
本发明制备方法中的预脂化装置为金属罐，其上有循环管和循环泵，罐内有加热管，其罐体连接有真空泵、压力泵和温度表。
本发明制备方法中的脂化装置是金属罐，其上有循环管和循环泵，循环管中间连接有加速管，所述加速管由外管、内管、密孔盘和连接法兰盘组成，罐顶装有蒸馏阀门，罐体连接有压力泵、真空泵和温度表。
本发明生物柴油制备的方法，采用液态碱催化剂或酸性催化剂在反应器和管道的变速、变压、变温条件下，加速反应速度、缩短反应时间，使醇类(甲醇、乙醇、正丁醇)与动、植物油的比值降低，酯交换反应快速稳定，可控制转化率高达98％以上.所得的生物柴油产品满足现行德国、美国和我国新实行的《GB/T20802-2007》现行标准。不仅节约了能源，且甲醇、催化剂等消耗量少，能耗低，适用于各种原料油，经济性价比高，工艺简练适用于规模化工业生产。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种合成燃料及其制备方法。
实施例1
A、将5000kg地沟油注入预处理装置中加入100kg的四氯化锡，加热到85℃，循环搅拌反应30分钟，冷却，过滤，注入到预脂化装置中；
B、再加入10kg的硼酸和80kg的粗甘油，温度控制在200℃，负压力0.06MPa，循环反应40分钟，注入到脂化装置中；
C、再加入800kg甲醇和20kg的NaOH，温度在60℃，管道压力1.5KPa搅拌循环反应50分钟后，打开脂化装置上的蒸馏阀门，回收甲醇，静止20分钟；
D、放出甘油，分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后进行蒸馏30分钟，冷却，过滤，即得到成品生物柴油。
实施例2
A、将6000kg动植物混合酸化油注入预处理装置中加入150kg的双氧水，加热到90℃，循环搅拌反应40分钟，冷却，过滤，注入到预脂化装置中；
B、再加入30kg的硫酸和100kg的粗甘油，温度控制在185℃，负压力0.05MPa，反应90分钟，注入到脂化装置中；
C、再加入900kg甲醇和15kg的NaOH，温度在90℃，管道压力0.8KPa搅拌循环反应40分钟后，打开脂化装置上的蒸馏阀门，回收甲醇，静止20分钟；
D、放出甘油，分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后进行蒸馏20分钟，冷却，过滤，即得到成品生物柴油。
实施例3
A、将5000kg棕榈酸化油注入预处理装置中加入25kg的质子酸(HPO)，加热到90℃，循环搅拌反应20分钟，冷却，过滤，注入到预脂化装置中；
B、再加入20kg的硫酸和80kg的粗甘油，温度控制在120℃，负压力0.06MPa，循环反应40分钟，注入到脂化装置中；
C、再加入900kg甲醇和10kg的硫酸，温度在90℃，管道压力2.0KPa搅拌循环反应40分钟后，打开脂化装置上的蒸馏阀门，回收甲醇，静止20分钟；
D、放出甘油，分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后进行蒸馏20分钟，冷却，过滤，即得到成品生物柴油。
以下通过分析检测报告说明本发明实施例1生物柴油的效果；
石油化工科学研究院(RIPP)
分析中心分析结果报告
报告序号：4532    报告方式：自取
送样单位：北京鸿福力源生物技术开发有限公司    送样人：谢烘祥
样品编号：06-34241-c053  样品名称：实施例1的生物柴油  送样日期：2006-8-1
项目名称 组份名称 分析数据 方法标准
密度(20℃) 0.8494g/cm3 SH/T0604
粘度(20℃) 4.959mm2/s GB/T265
粘度(40℃) 3.160mm2/s GB/T265
酸度 46.7mgKOH/100ml GB/T258
闪点 71℃ GB/T261
凝固点 -18℃ GB/T510
铜片腐蚀(50℃、3h) 1a级 GB/T5096
灰分 0.004％ GB/T508
石油化工科学研究院(RIPP)
柴油十六烷值分析报告
                        报告序号：006-082
                        送样时间2006、7、31
油样名称 十六烷值  试验方法
实施例1的生物柴油 54.2  GB/T386-91
实施例1的生物柴油和常规柴油的性能比较
    特性     生物柴油     常规柴油
    冷凝点(CFPP)/℃夏季产品 -10 0
    冬季产品20℃的密度/g.ml-140℃动力粘度/mm2.s-1闭口闪点/A℃十六烷点热值/MJ.L-1燃烧功效％硫含量(质量分数)，％氧含量(体积分数)，％燃烧1kg燃烧按化学计算法的最小空气耗量/kg水危害等级     -200.884～6＞100≥5632104＜0.0011012.51     -200.832～460≥4935100＜0.2014.52
以上通过分析检测和对比，说明本发明的生物柴油符合或优于国家标准，而且和常规柴油比较其性能要高。

Claims (2)

1. 一种生物柴油，其特征在于是按以下方法制备而成：
A、将50-70重量份的原料油注入预处理装置中加入0.25-1.5重量份的预处理剂，加热到50-90℃，循环搅拌反应20-40分钟，冷却，过滤，注入到预脂化装置中；
B、再加入0.1-0.5重量份的酸性催化剂和0.25-1.5重量份的粗甘油，温度控制在90-240℃，负压力0.01-0.09MPa，循环反应40-90分钟，注入到脂化装置中；
C、再加入7-12重量份的甲醇和0.025-0.25重量份的碱性催化剂或0.075-2.5重量份的酸性催化剂，温度在60-90℃，管道压力0.1-2KPa搅拌循环反应40-50分钟后，打开脂化装置上的蒸馏阀门，回收甲醇，静止15-20分钟；
D、放出甘油，分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后进行蒸馏20-40分钟，冷却，过滤，即得到成品生物柴油。
所述的原料油脂肪酸含量在40％以上，其为：动物油、植物油、地沟油、泔水油或酸化油中的一种或其任意混合物；
所述的预处理剂是：双氧水、锌粉、三氯化锡、四氯化锡、质子酸(HPO)、或Lewis酸(BF3)中的一种；
所述的粗甘油：其甘油含量在50％-70％；
所述碱性催化剂是：NaOH、KOH；
所述酸性催化剂是：硫酸、HCL、硼酸、乙酸、丙酸、lewis酸中的一种。
2. 根据权利要求1所述的一种生物柴油的制备方法，其制备方法包括以下步骤；
A、将原料油注入预处理装置中加入预处理剂，加热到50-90℃，循环搅拌反应20-40分钟，冷却，过滤，注入到预脂化装置中；
B、再加入酸性催化剂和粗甘油，温度控制在90-240℃，负压力0.01-0.09MPa，循环反应40-90分钟，注入到脂化装置中；
C、再加入甲醇和碱性催化剂或酸性催化剂，温度在60-90℃，管道压力0.1-2KPa搅拌循环反应40-50分钟后，打开脂化装置上的蒸馏阀门，回收甲醇，静止15-20分钟；
D、放出甘油，分离出皂化物，得到的生物柴油水洗后进行蒸馏20-40分钟，冷却，过滤，即得到成品生物柴油。
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