CN101412917A

CN101412917A - 生物柴油的制造方法

Info

Publication number: CN101412917A
Application number: CNA2007101238549A
Authority: CN
Inventors: 夏勇; 康乔林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2009-04-22

Abstract

本发明公开一种生物柴油的制造方法，包括以下步骤：过滤步骤，以动植物性废弃油脂为原料油，经初步过滤后加热到可流动状态后，通过筛网除去原料油的滤渣；脱水步骤，将去除滤渣的原料油在加热、高负压的条件下真空脱水；酯化步骤，在脱水后的原料油中加入甲醇、硫酸、催化剂，在加热的条件下进行至少两次酯化反应；回收甲醇步骤，在温度为85℃－90℃的低负压环境下将酯化反应后的原料油通过冷凝器回收甲醇；分离生物柴油步骤，分离出经回收甲醇后的原料油中的生物柴油。本发明酯化充分、操作简单、酯化充分、满足常温常压生产需要、生产设备成本低、出产品速度快。

Description

生物柴油的制造方法

技术领域

本发明涉及生物柴油的制造方法，尤其涉及一种以地沟油、潲水油等动植物性废弃油脂为原料的生物柴油制造方法。

背景技术

生物柴油是一种典型的绿色能源，特别是以地沟油、潲水油等动植物性废弃油脂为原料生产生物柴油，更是变废为宝，避免其重返餐桌危害人体健康，所以现阶段成为社会各界广泛关注的技术热点，针对该技术提出的生产工艺也很多，这些生产工艺各展所长也各有利弊，尤其是地沟油成份非常复杂、杂质太多，颜色也不好，更增加了生产操作难度。有些工艺虽然理论基础很完善，但实际操作时对设备要求高，投资大，甚至在实际生产中根本无法实现，还有些工艺操作繁琐，生产时间太长，且流程复杂，无法在常温常压下工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种以地沟油、潲水油等动植物性废弃油脂为原料的生物柴油制造方法，该方法操作简单、酯化充分、满足常温常压生产需要、出产品速度快。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种生物柴油的制造方法，包括以下步骤：

过滤步骤，以动植物性废弃油脂为原料油，经初步过滤后加热到可流动状态后，通过筛网除去原料油的滤渣；

脱水步骤，将去除滤渣的原料油在加热、高负压的条件下真空脱水；

酯化步骤，在脱水后的原料油中加入甲醇、硫酸、催化剂，在加热的条件下进行至少两次酯化反应；

回收甲醇步骤，在温度为85℃-90℃的低负压环境下将酯化反应后的原料油通过冷凝器回收甲醇；

分离生物柴油步骤，分离出经回收甲醇后的原料油中的生物柴油。

本发明的有益效果是：

本发明的实施例通过将原料油真空脱水后加入硫酸、催化剂和甲醇使其进行至少两次酯化反应，从而实现了酯化充分、操作简单、酯化充分、满足常温常压生产需要、生产设备成本低、出产品速度快。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明提供的生物柴油的制造方法第一实施例的方法流程图。

图2是本发明提供的生物柴油的制造方法第二实施例的方法流程图。

具体实施方式

参考图1，该图是本发明提供的生物柴油的制造方法第一实施例的方法流程图。如图所示，本实施例中生物柴油的制造方法一次流程具体包括：

在过滤步骤S01中，将初步过滤后的原料油加热到60℃—70℃，使其可流动后，通过40目筛网除去原料油的滤渣。

在脱水步骤S02中，将去除滤渣的原料油泵入干燥脱水罐，加热至90℃—100℃，以30转/分的速度搅拌，在负压-0.095兆帕的条件下进行真空干燥，除去原料油中的水分，并沉淀排除锥底的少量杂质。

酯化反应是通过添加过量甲醇和催化剂促使反应向生成脂肪酸甲酯的正反应方向进行，原料油中的水分会稀释所述甲醇和催化剂，使反应不充分，故先将原料油中水分含量蒸干到2％以下。水份是否蒸干可观察脱水罐视镜片上是否油水珠，或搅拌中心位置是否有水泡，若没有则可视为脱水完成。

在酯化步骤S03中，将干燥后的原料油泵入干搪瓷或不锈钢反应釜，并加入甲醇、硫酸、催化剂，加热至65℃—75℃后，以60转/分的速度搅拌，分两个阶段进行酯化处理。

具体实现时，酯化步骤S03可包括：

初酯化分步骤步骤S031，将干燥后的原料油泵入干搪瓷或不锈钢反应釜，并加入甲醇、硫酸、催化剂，加热至65℃—75℃后，以60转/分的速度搅拌2小时，并静置1小时，排出下部水杂，具体实现时，所述甲醇量为原料油质量的14％—15％、硫酸量为原料油质量的2％、催化剂量为原料油质量的1％。

催化剂可采用十二烷基本磺酸用例热油熔温至65℃—75℃。由于酯化反应属于传质反应，故将搅拌速度提高到60转/分，可提高反应速度。由于反应速度在甲醇的沸点(64.5℃)以上，气相甲醇应经反应釜上部冷凝器、以液相流入反应釜内，保持反应釜内常压，以使甲醇浓度保持稳定。

深度酯化分步骤S032，向反应釜内再次加入硫酸、催化剂和甲醇，加热至65—75℃后，以60转/分的速度搅拌24小时左右，具体实现时，所述甲醇量为原料油质量的5％—6％、硫酸量为原料油质量的2％、催化剂量为原料油质量的0.5％—1％。

由于酯化反应过程中生成的水会稀释催化剂和甲醇，使之溶度降低，导致正反映无法进行到底，故排出水后再添加过量甲醇和催化剂，使酯化反应充分完成。

在回收甲醇步骤S04中，将反应釜内温度升至85℃-90℃、在—0.03至—0.04兆帕的负压环境下分离出甲醇，所述甲醇经过冷凝器流至粗醇贮罐后，将原料油静置1小时，即得粗酯。

在现有技术中一般采用在自然条件下搅拌升温回收甲醇，回收速度慢，耗费时间长。在90℃以上，低负压的条件下回收甲醇速度能提高一倍以上，大大缩短了回收时间。

在分离液态柴油步骤S05中，分离出经回收甲醇后的原料油中的生物柴油，此步骤得到的是成品粗酯。

具体实现时，分离液态柴油步骤S06可包括：

脱色分步骤S051，将所述粗酯泵入脱色罐，少量多次地加入磷酸、脱色剂和过氧化氢，在80℃—100℃的温度下，以60转/分的速度搅拌，并沉淀1小时排水杂后，再加入用粗酯溶解后的抗氧化剂并搅拌，具体实现时，每次加入的磷酸量为原料油质量的0.7％—1％，脱色剂量为原料油质量的1％—1.5％，过氧化氢量为原料油质量的1％左右。

脱色过程中，几种化工产品同时使用，提高了反应速度，增加了脱色效果，可达到普通矿物油的颜色效果。具体实现时，脱色剂可先用2—4倍的水溶解，分多次加入，亦相当一次水洗过程。

脱色后的粗酯中还含有部分胶质、金属成份，容易氧化，故加入抗氧化剂。将原料油强制冷却至30℃左右，既避免油温高易氧化，又可将油品进行冷压滤，增加压滤效果，再通过高速离心机分离、彻底清除油品中的水份杂质，保证了燃烧需要。

分离压滤分步骤S052，将脱色后的粗酯泵入凝罐强制冷却至30℃—40℃后，经板框压滤机后，用管式离心机分离，即为成品粗酯。

参考图2，该图是本发明提供的生物柴油的制造方法第二实施例的方法流程图。如图所示，本实施例中生物柴油的制造方法一次流程具体包括：

在过滤步骤S11中，将初步过滤后的原料油加热到60℃—70℃，使其可流动后，通过40目筛网除去原料油的滤渣。

在脱水步骤S12中，将去除滤渣的原料油泵入干燥脱水罐，加热至90℃—100℃，以30转/分的速度搅拌，在负压-0.095兆帕的条件下进行真空干燥，除去原料油中的水分，并沉淀排除锥底的少量杂质。

在酯化步骤S13中，将干燥后的原料油泵入干搪瓷或不锈钢反应釜，并加入甲醇、硫酸、催化剂，加热至65℃—75℃后，以60转/分的速度搅拌，分两个阶段进行酯化处理。

具体实现时，酯化步骤S03可包括：

初酯化分步骤步骤S131，将干燥后的原料油泵入干搪瓷或不锈钢反应釜，并加入甲醇、硫酸、催化剂，加热至65℃—75℃后，以60转/分的速度搅拌2小时，并静置1小时，排出下部水杂，具体实现时，所述甲醇量为原料油质量的14％—15％、硫酸量为原料油质量的2％、催化剂量为原料油质量的1％。

深度酯化分步骤S132，向反应釜内再次加入硫酸、催化剂和甲醇，加热至65—75℃后，以60转/分的速度搅拌12小时左右，具体实现时，所述甲醇量为原料油质量的5％—6％、硫酸量为原料油质量的2％、催化剂量为原料油质量的0.5％—1％。

在回收甲醇步骤S14中，将反应釜内温度升至85℃-90℃、在—0.03至—0.04兆帕的负压环境下分离出甲醇，所述甲醇经过冷凝器流至粗醇贮罐后，将原料油静置1小时，即得粗酯。

在现有技术中一般采用在自然条件下搅拌升温回收甲醇，回收速度慢，耗费时间长。在90℃左右、低负压的条件下回收甲醇速度能提高一倍以上，大大缩短了回收时间。

在分离液态柴油步骤S15中，分离出经回收甲醇后的原料油中的生物柴油，此步骤得到的是成品精酯。

具体实现时，分离液态柴油步骤S06可包括：

分馏及冷却分步骤S151，将经回收甲醇后的原料油泵入预热罐，加热至180℃左右后，将原料油泵入热交换器，使油脂成气相状态进入汽化塔，在250℃—270℃的温度下抽真空至—0.098兆帕，将该环境下的原料油经过分馏塔和冷凝器，即得到液态的生物柴油；

再次分馏及冷却分步骤S152，若汽化塔内仍有原料油残留，则将残留的原料油重新装回预热管进行再蒸馏，并在汽化塔内温度为100℃左右时放出其下部重组分沥青。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1、一种生物柴油的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2、如权利要求1所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，所述酯化步骤具体包括：

初酯化：干燥后的原料油中加入甲醇、硫酸、催化剂，加热至65—75℃后搅拌，进行初酯化处理；

深度酯化：向反应釜内再次加入硫酸、催化剂和甲醇，加热至65—75℃后搅拌，进行深度酯化处理。

3、如权利要求1所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，分离生物柴油步骤具体包括：

汽化分步骤，将经回收甲醇后的原料油加热至170—200℃，并转化为气相状态后进入汽化塔继续加热、抽真空；

分馏及冷却分步骤，将真空环境下的原料油经过分馏和冷却，得到液态的生物柴油。

4、如权利要求3所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，分馏及冷却分步骤之后还包括：

再次汽化分步骤，将汽化塔内残留的原料油重新预热至170—200℃，并转化为气相状态后进入再次进入汽化塔继续加热、抽真空；

再次分馏及冷却分步骤，将真空环境下的原料油经过分馏和冷却，得到液态的生物柴油。

5、如权利要求3所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，所述原料油在汽化塔中的温度为250—270℃，达到的真空值为—0.098兆帕。

6、如权利要求4所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，再次分馏及冷却分步骤还包括：在温度为100℃时放出汽化塔下部的沥青成份。

7、如权利要求1所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，分离生物柴油步骤具体包括：

脱色分步骤，在经回收甲醇后的原料油中分多次加入磷酸、过氧化氢和以水溶解后的脱色剂，进行脱色处理；

分离压滤分步骤，将脱色后的原料油强制冷却至30—40℃，经压滤后用管式离心机分离出生物柴油。

8、如权利要求1所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，脱水步骤中，加热温度为90—100℃，压强为—0.095兆帕；回收甲醇步骤中的低负压压强范围为—0.03至—0.04兆帕。

9、如权利要求2所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，初酯化时加入甲醇量为原料油质量的14％—15％、硫酸量为原料油质量的2％、催化剂量为原料油质量的1％；深度酯化时加入甲醇量为原料油质量的5％—6％、硫酸量为原料油质量的2％、催化剂量为原料油质量的0.5％—1％。

10、如权利要求5所述的生物柴油的制造方法，其特征在于，脱色分步骤中每次加入的磷酸量为原料油质量的0.7％—1％、过氧化氢量为原料油质量的0.8％—1.2％、脱色剂量为原料油质量的1％—1.5％。