CN101457150A - 一种生物柴油的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物柴油的生产方法，包括以下工序：a)脱水工序；b)酯化工序；c)回收甲醇工序；d)中和工序；e)蒸馏工序；f)调合工序。本发明与现有技术相比，采用的反应罐、蒸馏釜等装置，均为常规的通用型化工设备，无需高昂的设备投资、其原料来源广泛、生产工艺方法简单而短、成本低廉、无环境污染；对改善能源结构，保障能源安全，提供了一种可再生能源制造新途径。

Description

一种生物柴油的生产方法
技术领域
本发明涉及可再生能源领域，具体说是以植物油为原料的生物柴油的生产方法。
背景技术
随着石油资源的日益枯竭和生态环境的日益恶化，对环境友好的石油燃料替代品越来越引起人们的关注，可再生能源中的生物液体燃料柴油，是一种真正新型的无污染燃料，其燃烧性能符合石油系柴油的基本要求，而尾气排放的有害物质却比传统的石化柴油低50％，生物液体燃料柴油的含氧量高降解性好，一氧化碳的排放理与石化柴油相比减少约10％，二氧化硫和硫化物的排放可减少约30％，生物柴油中不含对环境造成污染的芳香族烷烃，使用生物柴油可降低90％的空气毒性，降低94％的患碍率，因此，生物液体柴油被称之为绿色能源，在研究和应用上备受世界各国关注，但目前生物柴油的生产方法复杂，制造成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单，制造成本低的生物柴油的生产方法。
本发明解决技术问题的技术方案为：一种生物柴油的生产方法，包括以下工序：
a)脱水工序：将植物油放入反应釜中，升温至80—105℃，保温至植物油中水份的重量浓度小于1‰；
b)酯化工序：在脱好水的植物油加入甲醇及氢氧化钠，在温度为60—90℃，压为0.04—0.06Mpa情况下进行反应，反应至生成物的酸值小于5即可，植物油、甲醇、氢氧化钠的重量比为＝1：0.6—1.5：0.01—0.05；
c)回收甲醇工序：将酯化好的植物油中的甲醇进行回收；
d)中和工序：在已经回收过甲醇的酯化植物油中加入温度为70～80℃，重量浓度为10—15％碳酸钠溶液，搅拌5～10分钟，停止搅拌，静置1—2小时，打开反应釜底部阀门放出水层，植物油与重量浓度为10—15％碳酸钠溶液的重量比为1：0.3—0.5；
e)蒸馏工序：将中和好的酯化植物油进行蒸馏，收集沸点为170～210℃的酯化植物油；
f)调合工序：将蒸馏好的酯化植物油中加入十六烷值改进剂，过滤即可，蒸馏好的酯化植物油与十六烷值改进剂剂的重量比为1：0.001-0.003。
优选的a)脱水工序中：反应温度为90℃。
优选的b)酯化工序中：压为0.05Mpa，反应至生成物的酸值为3—2。
优选的e)蒸馏工序中：收集沸点为190～210℃的酯化植物油。
所述的植物油为麻风树籽油、棕榈树籽油、蓖麻籽油、亚麻籽油、茶树籽油、油菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、小麦胚芽油、油桐树籽油一种或数种的混合物。
本发明与现有技术相比，采用的反应罐、蒸馏釜等装置，均为常规的通用型化工设备，无需高昂的设备投资、其原料来源广泛、生产工艺方法简单而短、成本低廉、无环境污染；对改善能源结构，保障能源安全，提供了一种可再生能源制造新途径。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
实施例1
所述的植物油为油桐树籽油。
a)脱水工序：将植物油600kg放进反应釜，打开排气阀门，启动搅拌器，启动加热装置升至80℃，保温40分钟，开始提高搅拌速度充分搅拌4～5分种，继续慢慢升温为105℃，至植物油中水份低于1‰，
b)酯化工序：将釜内温度从105℃降至90℃，关闭通往真空系统的阀门，最后慢慢关闭排气阀门，将甲醇400kg及8kg氢氧化钠一并泵入反应釜中，快速搅拌，将釜温调控至80℃，釜内压力控制在0.06Mpa，如高于0.06Mpa时应打开泄压阀；当反应时间达到30分钟时，开始取样检测酸值(AV)，当酸值为3时停止酯化反应。
c)回收甲醇工序：打开进气阀门，打开冷凝器阀门，打开甲醇回收罐阀门，启动冷凝器真空泵，开始蒸收甲醇，观察冷凝器无甲醇流动时关闭真空泵、关闭甲醇回收罐阀门，打开甲醇回收罐底部阀门，让甲醇流入到甲醇储罐，在连续生产过程中，可循环使用；
d)中和工序：将70℃的含有重量浓度为10％碳酸钠溶液200kg，泵入到反应釜内，同时降低搅拌速度，搅拌5～10分钟停止，静置1小时后，打开反应釜底部阀门放出盐水和甘油，将盐水和甘油分开后，经重配供下批使用，把甘油泵入甘油储罐集中到待批量精制；
e)蒸馏工序：启动加热装置，待温度升到70℃时，启动搅拌器中搅拌，观察釜内水汽，慢慢升温至140℃，待釜内油沫完全消失，即打开集油罐阀门，打开冷凝器阀门，关小进气阀，升温至180℃时，启动冷凝器真空泵开始正常蒸收油，待油蒸收将尽时，打开釜底阀门入出昨理残余粉粕胶质物，该组份可作为加温燃料使用；
f)调合工序：生物柴油进入调合工序，加入十六烷值改进剂作调合剂，在常温下，向生物柴油中加入十六烷值改进剂时，应事先检测生物柴油的技术指标，符合普通轻柴油GB标准的生物柴油，应停止加入十六烷值改进剂，调合剂加入量一般为1～3‰，再经过过滤，即得成品生物柴油。
生产工序中的加热工艺，可以采用电加热，天然气、燃油，反应釜、蒸馏釜的操作过程，可以采用间歇或连续方式。
实施例2
所述的植物油为蓖麻油。
a)脱水工序：首次投植物油600kg进反应釜，打开排气阀门，启动搅拌器保持中速搅拌，启动加热装置升至85℃，保温50分钟，开始提高搅拌速度充分搅拌4～5分种，继续慢慢升温为105℃，至植物油中水份低于1‰，
b)酯化工序：将釜内温度从105℃降至60℃，关闭通往真空系统的阀门，最后慢慢关闭排气阀门，将甲醇600kg及9kg氢氧化钠一并泵入反应釜中，快速搅拌速度，将釜温调控至60℃，釜内压力控制在0.05Mpa；
当反应时间达到30分钟时，开始取样检测酸值(AV)，当酸值为5时停止酯化反应。
c)回收甲醇工序：打开进气阀门，打开冷凝器阀门，打开甲醇回收罐阀门，启动冷凝器真空泵，开始蒸收甲醇，观察冷凝器无甲醇流动时关闭真空泵、关闭甲醇回收罐阀门，打开甲醇回收罐底部阀门，让甲醇流入到甲醇储罐，在连续生产过程中，可循环使用；
d)中和工序：将75℃的含有重量浓度为12％碳酸钠溶液180kg，泵入到反应釜内，同时降低搅拌速度，搅拌5～10分钟停止，静置1小时后，打开反应釜底部阀门放盐水和甘油，将盐水和甘油分开后，经重配供下批使用，把甘油泵入甘油储罐集中到待批量精制；
e)蒸馏工序：启动加热装置，待温度升到75℃时，启动搅拌器中搅拌，观察釜内水汽，慢慢升温至150℃，待釜内油沫完全消失，即打开集油罐阀门，打开冷凝器阀门，关小进气阀，升温至190℃时，启动冷凝器真空泵开始正常蒸收油，待油蒸收将尽时，打开釜底阀门入出昨理残余粉粕胶质物，该组份可作为加温燃料使用；
f)调合工序：生物柴油进入调合工序，加入十六烷值改进剂作调合剂，在常温下，向生物柴油中加入十六烷值改进剂时，应事先检测生物柴油的技术指标，符合普通轻柴油GB标准的生物柴油，应停止加入十六烷值改进剂，调合剂加入量一般为1～3‰，再经过过滤，即得成品生物柴油。
实施例3
所述的植物油为棕榈树籽油。
a)脱水工序：首次投植物油600kg进反应釜，打开排气阀门，启动搅拌器保持中速搅拌，启动加热装置升至85℃，保温30分钟，开始提高搅拌速度，充分搅拌4～5分种，继续慢慢升温为105℃，至植物油中水份低于1‰，
b)酯化工序：将釜内温度从105℃降80℃，关闭通往真空系统的阀门，最后慢慢关闭排气阀门，将甲醇900kg及30kg氢氧化钠一并泵入反应釜中，快速搅拌速度，将釜温调控至80℃，釜内压力控制在0.04Mpa，如高于0.，4Mpa时应打开泄压阀；
当反应时间达到30分钟时，开始取样检测酸值(AV)，当酸值为2时停止酯化反应。
c)回收甲醇工序：打开进气阀门，打开冷凝器阀门，打开甲醇回收罐阀门，启动冷凝器真空泵，开始蒸收甲醇，观察冷凝器无甲醇流动时关闭真空泵、关闭甲醇回收罐阀门，打开甲醇回收罐底部阀门，让甲醇流入到甲醇储罐，在连续生产过程中，可循环使用；
d)中和工序：将80℃的含有重量浓度为15％碳酸钠溶液300kg，泵入到反应釜内，同时降低搅拌速度，搅拌5～10分钟停止，静置1小时后，打开反应釜底部阀门放出盐水和甘油，将盐水和甘油分开后，经重配供下批使用，把甘油泵入甘油储罐集中到待批量精制；
e)蒸馏工序：启动加热装置，待温度升到80℃时，启动搅拌器中搅拌，观察釜内水汽，慢慢升温至170℃，待釜内油沫完全消失，即打开集油罐阀门，打开冷凝器阀门，关小进气阀，升温至200℃时，启动冷凝器真空泵开始正常蒸收油，待油蒸收将尽时，打开釜底阀门入出昨理残余粉粕胶质物，该组份可作为加温燃料使用；
f)调合工序：生物柴油进入调合工序，加入十六烷值改进剂作调合剂，在常温下，向生物柴油中加入十六烷值改进剂时，应事先检测生物柴油的技术指标，符合普通轻柴油GB标准的生物柴油，应停止加入十六烷值改进剂，调合剂加入量一般为1～3％，再经过过滤，即得成品生物柴油。
实施例1—3所生成的生物柴油均符合GB250—2000轻质柴油标准。

Claims (5)

1、一种生物柴油的生产方法，其特征在于：包括以下工序：
a)脱水工序：将植物油放入反应釜中，升温至80—105℃，保温至植物油中水份的重量浓度小于1‰；
b)酯化工序：在脱好水的植物油加入甲醇及氢氧化钠，在温度为60—90℃，压为0.04—0.06Mpa情况下进行反应，反应至生成物的酸值小于5即可，植物油、甲醇、氢氧化钠的重量比为＝1：0.6—1.5：0.01—0.05；
c)回收甲醇工序：将酯化好的植物油中的甲醇进行回收；
d)中和工序：在已经回收过甲醇的酯化植物油中加入温度为70～80℃，重量浓度为10—15％碳酸钠溶液，搅拌5～10分钟，停止搅拌，静置1—2小时，打开反应釜底部阀门放出水层，植物油与重量浓度为10—15％碳酸钠溶液的重量比为1：0.3—0.5；
e)蒸馏工序：将中和好的酯化植物油进行蒸馏，收集沸点为170～210℃的酯化植物油；
f)调合工序：将蒸馏好的酯化植物油中加入十六烷值改进剂，过滤即可，蒸馏好的酯化植物油与十六烷值改进剂剂的重量比为1:0.001-0.003。
2、根据权利要求1所述的一种生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的a)脱水工序中：反应温度为90℃。
3、根据权利要求1所述的一种生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的b)酯化工序中：压为0.05Mpa，反应至生成物的酸值为3—2。
4、根据权利要求1所述的一种生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的e)蒸馏工序中：收集沸点为190～210℃的酯化植物油。
5、根据权利要求1所述的一种生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的植物油为麻风树籽油、棕榈树籽油、蓖麻籽油、亚麻籽油、茶树籽油、油菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、小麦胚芽油、油桐树籽油一种或数种的混合物。
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