CN101705155A - 一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，该方法制备的生物柴油是用花生油下脚料、餐饮业地沟油和废弃动物油脂，包括如下步骤，(a)进行酯化反，(b)进行酯交换反应，(c)静置或进行离心分离，添加系列部分添加剂获得该方法植被的生物柴油达到国家0号柴油使用标准，应用于柴油机、船舶、燃料锅。本发明具有资源循环利用，减少污染，原料成本低，经济利益高，工艺稳定，适用范围广，产品质量稳定统一，绿色环保，产品得率高，适宜大量生产。

Description

一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法
技术领域
本发明涉及一种生物柴油的方法，尤其涉及一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法。
技术背景
生物柴油是典型的“绿色能源”，它利用花生油下脚料、餐饮业地沟油和废弃动物油脂等为原料，在建设循环经济的同时可以有效的抑制废弃油脂通过“黑油坊”倒卖再次流向市民的餐桌，从而既缓解了能源紧张问题，也相对解决了民生健康问题；从使用性能看，生物柴油质量可以达到国家0号石化柴油的标准，燃烧时热值略低于石化柴油但不产生二氧化硫，排出的有害气体比石化柴油减少70％左右，对促进环境保护发挥重要作用；生物柴油原料来源广泛，可再生性高，通过农业和生物科学家的努力，其供应不会枯竭；生物柴油不属于危险品，在运输、储存、使用方面具有较好的安全性；另外，使用生物柴油不需要改动柴油机，可直接添加使用，是石化柴油的优质替代品。
利用地沟油生产生物柴油在日本、美国等都早有报道。但应地沟油成分复杂，生产的产品质量不稳定而一直困扰企业。传统的方法油脂处理过程中的乳化严重，脱胶工艺复杂成本高，在酯交换过程中皂化严重，产品得率低。
发明内容
本发明的目的在于解决目前国内现有技术和设计原理在该领域内的缺陷和不足，设计一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，改方法是将地沟油经前期预处理技术，采用两步化学反应变费为宝，制的生物柴油粗品，再通过系列的先进科学设备按生物柴油标准检测，通过添加部分添加剂得到质量统一、稳定、安全、环保的绿色生物柴油，产品得率高。
本发明的目的是由以下技术方案实现的，研制了一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，该方法制备的生物柴油是用花生油下脚料、餐饮业地沟油和废弃动物油脂，包含如下步骤：
A、按重量百分比将98.5～99.0％的废弃油脂和1.0～1.5％的固体酸催化剂加入反应釜内，反应温度控制在大于72℃至76℃，常压下通入气相甲醇，并伴有大量甲醇蒸馏，同时补充甲醇的条件下，搅拌60～240分钟进行酯化反应，反应结束后，静置分层，放出下层酸性催化剂及杂质；
B、按重量百分比将酯化反应后70～80％的的液体、15～25％的甲醇以及1～5％的固体碱碱催化剂放入反应釜内，反应温度控制在64℃～70℃，常压下搅拌回流30～120分钟进行酯交换反应；
C、酯交换反应完成后，将液体静置或进行离心分离，上层即为制备的生物柴油及未反应完的甲醇，下层为甘油、固体碱催化剂，放出下层，分离固体碱，甘油精制，得副产品甘油，上层物质蒸馏，回收剩余甲醇，水洗精制生物柴油。
所述的气相甲醇从反应釜的底部或下部连续进入与油脂进行酯化反应。
对制得的生物柴油在常压下加热至90℃～98℃，加入重量百分比1～4％的脱色剂，时间控制在30～60分钟，进行脱色反应。
所述的固体酸催化剂为SiO2、SiO-Al2O3、B2O3-Al2O3或TiO2-SiO2之一。
所述酯化反应的温度控制在72℃～76℃。
所述酯化反应的时间在120～180分钟。
所述的固体碱催化剂为CaO、MgO-Al2O3、ZnO、CaO-MgO或CaO-ZnO之一。
所述酯交换反应的反应温度控制在64℃～70℃。
所述的酯交换反应的反应时间在60～90分钟、
根据所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法制备的生物柴油具有国家0号柴油使用标准，应用于柴油机、船舶、燃料锅炉等。
本发明的优点是：资源循环利用，减少污染，原料成本低，经济利益高，工艺稳定，适用范围广，产品质量稳定统一，绿色环保，产品得率高，适宜大量生产。
附图说明
图1为本发明工艺图；
具体实施方式
参见图1，本发明研制了一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，该方法制备的生物柴油是用花生油下脚料、餐饮业地沟油和废弃动物油脂，包括以下方法步骤：
A、按重量百分比将98.5～99.0％的废弃油脂和1.0～1.5％的固体酸催化剂加入反应釜内，反应温度控制在大于72℃至76℃，常压下通入气相甲醇，并伴有大量甲醇蒸馏，同时补充甲醇的条件下，搅拌60～240分钟进行酯化反应，反应结束后，静置分层，放出下层酸性催化剂及杂质；
B、按重量百分比将酯化反应后70～80％的的液体、15～25％的甲醇以及1～5％的固体碱碱催化剂放入反应釜内，反应温度控制在64℃～70℃，常压下搅拌回流30～120分钟进行酯交换反应；
C、酯交换反应完成后，将液体静置或进行离心分离，上层即为制备的生物柴油及未反应完的甲醇，下层为甘油、固体碱催化剂，放出下层，分离固体碱，甘油精制，得副产品甘油，上层物质蒸馏，回收剩余甲醇，水洗精制生物柴油。
所述的气相甲醇从反应釜的底部或下部连续进入与油脂进行酯化反应。
为能准确说明该方法植被的生物柴油，通过以下实施例加以说明：
实施例一：
对上述制得的生物柴油在常压下加热至90℃，加入重量百分比1％的脱色剂，时间控制在30分钟，进行脱色反应，固体酸催化剂为SiO-Al2O3，温度控制在72℃，酯化反应的时间在120分钟，固体碱催化剂为CaO，酯交换反应的反应温度控制在64℃，酯交换反应的反应时间在60分钟，制备后的生物柴油收率为95.5％。
实施例二：
对上述制得的生物柴油在常压下加热至95℃，加入重量百分比2％的脱色剂，时间控制在40分钟，进行脱色反应，固体酸催化剂为B2O3-Al2O3，温度控制在74℃，酯化反应的时间在150分钟，固体碱催化剂为MgO-Al2O3，酯交换反应的反应温度控制在66℃，酯交换反应的反应时间在70分钟，其他同实施例一，制备后的生物柴油收率为98.7％。
实施例三：
对上述制得的生物柴油在常压下加热至98℃，加入重量百分比4％的脱色剂，时间控制在60分钟，进行脱色反应，固体酸催化剂为TiO2-SiO2，温度控制在76℃，酯化反应的时间在180分钟，固体碱催化剂为CaO-MgO，酯交换反应的反应温度控制在70℃，酯交换反应的反应时间在90分钟，其他同实施例一，制备后的生物柴油收率为99.1％。
所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法制备的生物柴油具有国家0号柴油使用标准，用于柴油机、船舶、燃料锅炉。
该方法制备的生物柴油经莱西质量监督管理局鉴定合格并颁发了质量标准书，具体指标如下：
1、馏程：初馏点≤300℃，终馏点≥360℃
2、密度(40℃)：0.83～0.90kg/m3
3、运动粘度(40℃)：3.5～6.0mm/s
4、10％蒸余物残炭(质量分数m/m)≤0.5％
5、硫酸盐灰分(质量分数m/m)≤0.1％
6、硫含量(质量分数m/m)≤0.05％
7、总机械杂质≤20mg/kg
8、水分(质量分数m/m)≤0.05％
9、闪点(闭点)≥130℃
10、腐蚀(铜片，50℃，3h)：3级
11、.冷凝点，℃≤报告
12、水溶性酸碱物：无
13、中和值≤10mgKOH/g
另外，本发明并不意味着被示意图及说明书所局限，在没有脱离设计宗旨及其原理的前提下可以有所变化。

Claims (10)

1.一种利用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，该方法制备的生物柴油是用花生油下脚料、餐饮业地沟油和废弃动物油脂，其特征在于：
A、按重量百分比将98.5～99.0％的废弃油脂和1.0～1.5％的固体酸催化剂加入反应釜内，反应温度控制在大于72℃至76℃，常压下通入气相甲醇，并伴有大量甲醇蒸馏，同时补充甲醇的条件下，搅拌60～240分钟进行酯化反应，反应结束后，静置分层，放出下层酸性催化剂及杂质；
B、按重量百分比将酯化反应后70～80％的的液体、15～25％的甲醇以及1～5％的固体碱碱催化剂放入反应釜内，反应温度控制在64℃～70℃，常压下搅拌回流30～120分钟进行酯交换反应；
C、酯交换反应完成后，将液体静置或进行离心分离，上层即为制备的生物柴油及未反应完的甲醇，下层为甘油、固体碱催化剂，放出下层，分离固体碱，甘油精制，得副产品甘油，上层物质蒸馏，回收剩余甲醇，水洗精制生物柴油。
2.根据权利要求1所述的用废弃油脂制备生物柴油方法，其特征在于，所述的气相甲醇从反应釜的底部或下部连续进入与油脂进行酯化反应。
3.根据权利要求1所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，其特征在于：对制得的生物柴油在常压下加热至90℃～98℃，加入重量百分比1～4％的脱色剂，时间控制在30～60分钟，进行脱色反应。
4.根据权利要求1所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，其特征在于：所述的固体酸催化剂为SiO2、SiO-Al2O3、B2O3-Al2O3或TiO2-SiO2之一。
5.根据权利要求1所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，其特征在于：所述酯化反应的温度控制在72℃～76℃。
6.根据权利要求1所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，其特征在于：所述酯化反应的时间在120～180分钟。
7.根据权利要求1所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，其特征在于：所述的固体碱催化剂为CaO、MgO-Al2O3、ZnO、CaO-MgO或CaO-ZnO之一。
8.根据权利要求1所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，其特征在于：所述酯交换反应的反应温度控制在64℃～70℃。
9.根据权利要求1所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法，其特征在于：所述的酯交换反应的反应时间在60～90分钟。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的用废弃油脂工业化制备生物柴油的方法制备的生物柴油具国家0号柴油使用标准，应用于柴油机、船舶、燃料锅炉。
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