CN102229864B - 一种采用高酸值地沟油生产生物柴油的方法 - Google Patents

一种采用高酸值地沟油生产生物柴油的方法 Download PDF

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Abstract

一种采用高酸值地沟油生产生物柴油的方法，本发明涉及利用地沟油生产生物柴油的方法，具体是指将地沟油采用三步法生产生物柴油的工艺或方法。包括除杂预处理、预反应、酸催化反应及分层水洗。本发明方法简单，易于实施。反应过程采用三步法，第一步预反应降低酸值并将原料油部分转化为生物柴油，第二步酸催化反应降低黏度及水分含量，第三步碱催化反应使原料油彻底转化为生物柴油。与现有的酸碱两步法相比，本方法适用于各种不同酸值的原料油，产出的油品得率高，质量好，符合生物柴油国家标准，并且采用静电分层技术，极大提高了生产效率，是一种理想的利用地沟油生产生物柴油的方法。

Description

一种采用高酸值地沟油生产生物柴油的方法
技术领域
本发明涉及利用地沟油生产生物柴油的方法，具体是指将地沟油采用三步法生产生物柴油的工艺或方法。 
背景技术
利用地沟油生产柴油是近年来为了环保节能开发出的一项新技术，主要是利用餐饮业和食用油加工业产生的大量的潲水和废弃油脂为原料，加工成工业燃料油。既减少了排放，避免对环境和水资源的污染，又能够变废为宝，缓解对石化燃油的依赖。生物柴油的生产制造是将动物油或植物油的主要成分脂肪酸甘油酯通过酯交换反应制备脂肪酸甲酯，即生物柴油。生产出的生物柴油与石化柴油对比具有润滑性能好，燃料性能优异及可再生性的特点。因而受到政府和工业部门的极大关注。目前所采用的生产方法多为酸碱两步法。但从该技术生产生物柴油的结果上看，存在着产品收率低和产品质量差等问题。 
发明内容
针对现有生产技术及产品结果情况，本发明的目的是提供一种生产成本低，产品收率高的利用地沟油生产生物柴油的方法，以解决现有生产方法存在的问题。 
本发明为解决上述问题所采取的技术方案是： 
一、除杂预处理 
将地沟油原料放入带有酸、碱催化剂罐、静电发生器、搅拌器及加热器的反应釜中，原料料酸值为10～180mgKOH/g，含水率为5～15％。经过滤后对原料加热使其融化，然后静置，在静电场的作用下使其中的油水分离，静电发生器的输出电压在10000～30000V。排掉底层水。 
二、预反应 
在反应釜中在充分搅拌的同时，加入甲醇及酸性催化剂进行降酸值反应。反应温度为45～80℃之间，反应时间为3～8h。甲醇的用量为粗物料的10～25％，酸性催化剂的用量为粗物料的0.1～4v％。采用的酸性催化剂为浓硫酸或对甲基苯磺酸或磷酸。再将预反应后的粗物料静置，静放置时间为0.5～6h，在静置的同时施加静电处理，静电发生器的输出电压为10000～30000V，使物料分层。然后排放掉水分、甘油等反应副产物和杂质。然后对物料进行加热处理，加热时间为2～10h加热温度为50～90℃，以除去残留的水分。预反应后的物料酸值为2～30mgKOH/g，含水率为3～4％。 
三、酸催化反应 
粗酯在剧烈搅拌下依次加入甲醇及酸性催化剂进行反应，反应时间5～8h，反应温度45～80℃之间。所用的酸性催化剂为浓硫酸，浓硫酸的用量为原料油的0.01～1v％，甲醇用量为原料油的2～8v％。 
四、碱催化反应 
酸催化反应结束后立刻加入甲醇及碱性催化剂进行碱催化反应，反应时间0.5～2.5h，反应温度45～80℃之间。所用的碱性催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾。甲醇用量为原料油的8～20v％，碱性催化剂的用量为原料油的0.1～2w/v％。 
五、分层水洗 
反应结束后的油品在静电场作用下静置分层0.5～6h，在静置的同时施加静电处理，静电发生器的输出电压在10000～30000V，放出下层副产物，将上层物料进行水洗处理，用水量为油品的10～25v％，在静电场作用下加速油水分层过程，分层结束后排除下层水分，水洗处理进行2～5次。所得到的产品即为生物柴油。本发明方法简单，易于实施。反应过程采用三步法，第一步预反应降低酸值并将原料油部分转化为生物柴油，第二步酸催化反应降低黏度及水分含量，第三步碱催化反应使原料油彻底转化为生物柴油。与现有的酸碱两步法相比，本方法适用于各种不同酸值的原料油，产出的油品得率高，质量好，符合生物柴油国家标准，并且采用静电分层技术，极大提高了生产效率，是一种理想的利用地沟油生产生物柴油的方法。 
本发明无附图 
具体实施方式
实施例1 
将400升地沟油(酸值150mgKOH/g，含水率5～15％)加入反应釜，甲醇及催化剂加入相应罐中。按下控制按钮，设备在剧烈搅拌下向釜中加入80升甲醇，4升浓硫酸，反应温度65℃，反应6h后停止加热及搅拌，启动静电发生器开始分层，分层时间约为1h，由视窗观察分层界面排出下层甘油等副产物。预反应后的物料酸值为10mgKOH/g，含水率为4％。上层粗酯在80℃下加热5h后开始主反应，控制系统向釜中加入32升甲醇，400毫升浓硫酸，反应温度65℃，反应至6h时，加入甲醇与氢氧化钠混合液，其中甲醇48升，氢氧化钠3.2千克，继续反应2h结束。启动静电发生器分层1h，排出下层甘油。将70升水在0.5h内喷淋至油中，搅拌10s，启动静电发生器0.5h，水泵自动排出下层水分，水洗3次，得到生物柴油380升，产率95％。 
实施例2 
将400升地沟油(酸值800mgKOH/g，含水率5～15％)加入反应釜，甲醇及催化剂加入相应罐中。按下控制按钮，设备在剧烈搅拌下向釜中加入80升甲醇，14升克对甲苯磺酸，反应温度65℃，反应6h后结束，启动静电发生器分层1h，排出下层甘油等副产物。预反应后的物料酸值为10mgKOH/g，含水率为4％控制系统向釜中加入12升甲醇，380毫升浓硫酸，反应温度65℃，反应至6h时，加入3.0升克氢氧化钠与44升甲醇混合液，继续反应2h结束。启动静电发生器分层1h，排出下层甘油。将70升水在0.5h内喷淋至油中，搅拌10s，启动静电发生器0.5h，水泵自动排出下层水分，水洗3次，得到生物柴油375升，产率93.7％。 
实施例3 
将400升地沟油(酸值15mgKOH/g，含水率5～15％)加入反应釜，甲醇及催化剂加入相应罐中。按下控制按钮，在剧烈搅拌下向釜中加入32升甲醇，390毫升浓硫酸，反应温度65℃，反应6h时。预反应后的物料酸值为10mgKOH/g，含水率为4％。加入3.2千克氢氧化钠与48升甲醇混合液，继续反应2h结束。启动静电发生器分层1h，排出下层甘油。将70升水在0.5h内喷淋至油中，搅拌10s，启动静电发生器0.5h，水泵自动排出下层水分，水洗3次，得到生物柴油380升，产率95％。 

Claims (1)

1.一种采用高酸值地沟油生产生物柴油的方法，其特征在于它的工艺过程包括除杂预处理、预反应、酸催化反应、碱催化反应及分层水洗， 
(1)除杂预处理 
将地沟油原料放入带有酸、碱催化剂罐、静电发生器、搅拌器及加热器的反应釜中，原料料酸值为10～180mgKOH/g，含水率为5～15％，经过滤后对原料加热使其融化，然后静置，在静电场的作用下使其中的油水分离，静电发生器的输出电压在10000～30000V，排掉底层水,
(2)预反应 
在搅拌的同时加入甲醇及酸性催化剂进行降酸值反应，反应温度为45～80℃，反应时间为3～8h，甲醇的用量为粗物料的10～25％，酸性催化剂的用量为粗物料的0.1～4v％，采用的酸性催化剂为浓硫酸或对甲基苯磺酸或磷酸，静置时间为0.5～6h，静电发生器的输出电压为10000～30000V，物料的加热处理时间为2～10h，温度为50～90℃，反应后的物料酸值为2～30mgKOH/g，含水率为3～4％， 
(3)酸催化反应 
粗酯在搅拌下依次加入甲醇及酸性催化剂，反应时间5～8h，温度45～80℃之间，酸性催化剂为浓硫酸，浓硫酸的用量为原料油的0.01～1v％，甲醇用量为原料油的2～8v％， 
(4)碱催化反应 
反应时间0.5～2.5h，温度45～80℃，催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾，甲醇用量为原料油的8～20v％，碱性催化剂的用量为原料油的0.1～2w/v％， 
(5)分层水洗 
在静电场作用下静置分层0.5～6h，静电发生器的输出电压在10000～30000V，上层物料水洗处理的用水量为油品的10～25v％，水洗处理进行2～5次。 
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