CN101812375A - 一种生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法。该方法利用植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油等废弃的酸性油脂为原料勾兑成一定酸性的油，在一定条件下与低碳醇反应，利用油脂的酸性为催化剂，产生自催化反应，工艺简单，产品纯度高，成本低。本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法包括以下步骤：将酸值为50～200mgKOH/g的原料油和醇按比例投入高压釜中，在3～10MPa压力和为200～280℃温度条件下反应9～28小时，即制得生物柴油产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物柴油的生产方法，更具体地说涉及一种生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法
背景技术
生物柴油是利用动、植物油脂与低相对分子质量醇类(例如甲醇、乙醇等)进行酯交换反应而得到的脂肪酸酯混合物，如脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸丙酯等。它是一种环境友好燃料，与柴油相比有如下优点：(1)原料来自可再生的动、植物油脂或废弃的油脂，可以减少对石油的依赖；(2)具有优良的环保特性。尾气中毒物、颗粒物和CO2和CO的排放量，大约分别是普通柴油的10％、20％和10％，SO2和硫化物的排放量低，也不会释放聚合芳烃或其他致癌物质；(3)可生物降解。排放到环境中不会对环境造成严重污染；(4)具有较好的低温发动机启动性能。(5)具有较好的润滑性能。生物柴油的粘度比一般柴油的粘度高，略高的粘度在不影响燃油雾化的情况下更容易在汽缸内壁形成一层油膜，从而可提高运动机件的润滑性；(6)具有较好的安全性能和燃烧性能。生物柴油闪点高，易于运输、储存和使用。生物柴油十六烷值高，其燃烧性优于普通柴油，并且燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机油的使用寿命加长。(7)生物柴油可作为柴油的添加剂。
生物柴油的主要生产方法是酯交换法，也是世界各国研究者重点研究的方法。酯交换法主要包括酸、碱催化法，生物酶催化法，超临界法，金属催化法等方法。酸催化法主要是以硫酸、磺酸等无机酸作为催化剂，该方法能得到较高的转化率，但是耗时，对生产过程中产生水的含量有一定的要求，防止酸对发动机的金属零件的腐蚀。碱催化法主要是以NaOH、KOH等强碱作催化剂，利用酯交换反应制备生物柴油。生物酶催化法是以微生物脂肪酶作为催化剂进行酯交换反应，该方法克服了化学反应选择性差、副产物和杂质多、难处理等缺点。超临界法是利用动、植物油脂与超临界醇类发生酯交换反应，该方法无需催化剂，反应时间短，后处理简单，但是该方法操作条件比较苛刻，要求较高的反应温度和压力，对设备的要求也很高，不适宜大规模生产。金属催化剂法是以金属络合物作为催化剂，克服了酸催化法腐蚀金属器件和碱催化法发生乳化作用的缺点。因此需要开发一种简单的新型生产方法以解决上述现有技术中存在的不足。
发明内容
本发明解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法。该方法利用植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油等废弃的酸性油脂为原料勾兑成一定酸性的油，在一定条件下与低碳醇反应，利用油脂的酸性为催化剂，产生自催化反应，工艺简单，产品纯度高，成本低。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其包括以下步骤：
将酸值为50～200mgKOH/g的原料油和醇按比例投入高压釜中，在3～10MPa压力和为200～280℃温度条件下反应9～28小时，即制得生物柴油产品，在这个酸值范围其反应时可产生自催化作用，不用外加催化剂。
本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其进一步的技术方案是所述的原料油为植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油中的一种或其组合，其酸值为70～192mgKOH/g。
本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其进一步的技术方案还可以是所述的原料油与醇的质量配比为1∶1～5∶2，上述方法中所述的醇优选为低碳醇；再进一步的技术方案是所述的所述的低碳醇优选为甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇。
本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其进一步的技术方案还可以是所述的反应时间为10～24小时。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明的方法可以利用植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油等废弃的酸性油脂为原料，将其勾兑成一定酸性的油，然后与低碳醇进行反应，直接利用油脂的酸性为催化剂，产生自催化反应，工艺简单条件温和，制备的产品纯度高，成本低。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1
将酸值为130.5mgKOH/g的酸化油和甲醇以质量比3∶2投入高压釜中，在压力4MPa，温度220℃下反应18h，制得生物柴油，其转化率为96.1％。
实施例2
将酸值为70.2.mgKOH/g的地沟油和乙醇以质量比3∶2投入高压釜中，在压力5MPa，温度235℃下反应10h，转化率为93.8％。
实施例3
将酸值为180.0mgKOH/g的中性油及单酸的混合物和甲醇以质量比5∶2投入高压釜中，在压力6MPa，温度245℃下反应22h，转化率为96.5％。
实施例4
将酸值为100.8mgKOH/g的植物油沥青和甲醇以质量比3∶2.5投入高压釜中，在压力4MPa，温度260℃下反应12h，转化率为95.9％。
实施例5
将酸值为150.6mgKOH/g的单酸和甲醇以质量比3∶3的反应物投入高压釜中，在压力4MPa，温度250℃下反应18h，转化率为96.2％。
实施例6
将酸值为192.0mgKOH/g的黑脂酸和甲醇以质量比3∶3的反应物投入高压釜中，在压力7MPa，温度260℃下反应24h，转化率为97.6％。
Claims (6)
1.一种生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其特征在于包括以下步骤：将酸值为50～200mgKOH/g的原料油和醇按比例投入高压釜中，在3～10MPa压力和为200～280℃温度条件下反应9～28小时，即制得生物柴油产品。
2.根据权利要求1所述的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其特征在于所述的原料油为植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油中的一种或其组合，其酸值为70～192mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其特征在于所述的原料油与醇的质量配比为1∶1～5∶2。
4.根据权利要求1或3所述的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其特征在于所述的醇为低碳醇。
5.根据权利要求4所述的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其特征在于所述的低碳醇为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇。
6.根据权利要求1所述的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其特征在于所述的反应时间为10～24小时。
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