CN102553643B - 一种生产生物柴油的复合催化剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产生物柴油的复合催化剂及其生产方法，是由重量百分比为10-20%的乙酸、10-20%的甲磺酸、15-30%的苯磺酸、15-30的乙二酸、0-50%的硫酸组成，本发明具有减少三废排放、产品指标高、原料适应性广、产品转化率高、生产成本低的特点。

Description

一种生产生物柴油的复合催化剂及其生产方法

技术领域

本发明属于生物柴油生产技术领域，尤其是涉及一种生产生物柴油的复合催化剂。

背景技术

我国是石油资源贫乏国家，能源问题是经济发展的首要问题，是长期制约中国经济发展和社会发展的瓶颈；我国早已明确提出了发展各种石油替代产品，并将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向，加快生物柴油的研发和应用，具有十分重要的战略意义，利用餐饮废弃动植物油脂，进行提炼加工生物柴油，为国家保护了环境，节约了能源，变废为宝，将毫无利用价值，危害匪浅的垃圾油，变成一种绿色可再生的清洁能源，减少了中国对石油产品的依赖，维护了国家的能源安全；目前传统化学法生物柴油生产工艺中多采用硫酸做催化剂，其生产过程有三废排放，不适合目前的需要。

发明内容

本发明的目的在与改进已有技术的不足而提供减少三废排放、产品指标高、原料适应性广、产品转化率高、生产成本低的生产生物柴油的复合催化剂。

本发明的目的是这样实现的，一种生产生物柴油的复合催化剂，其特点是由重量百分比为10-20%的乙酸、10-20%的甲磺酸、15-30%的苯磺酸、15-30%的乙二酸、0-50%的硫酸组成。

上述生产生物柴油的复合催化剂的料液生产方法，其特点是该方法包括以下步骤： 

a、在1﹟反应釜中加入重量为A的甲醇，打开搅拌，搅拌速度为60-70r/m；

b、向反应釜中加入甲醇重量A的6%的苯磺酸和甲醇重量A的6%的乙二酸，维持釜内温度在20℃-30℃，温度不足打开加热系统加热；

c、取甲醇重量A的4%的甲磺酸和甲醇重量A的4%的乙酸，保温25℃左右，甲磺酸与乙酸在此温度下呈液态状态，将其加入到反应釜中搅拌均匀，得到1号催化剂料液；

d、在2﹟反应釜中加入重量为B的甲醇，打开搅拌，搅拌速度为70-80r/m，缓慢加入甲醇重量B的20%的纯硫酸搅拌均匀，得到辅配催化剂料液F； 

e、将1号催化剂料液与辅配催化剂料液F按1:0，2:1，1:1的比例分别调配混匀即得1号、2号和3号催化剂料液。

将1号、2号、3号催化剂料液分别用甲醇稀释2-5倍，与油脂原料按1：3的比例配料生产生物柴油，以上三种催化剂料液可分别用于不同的生产原料，其中低酸值、低水杂的油脂原料用1号催化剂料液；中酸值、中水杂的油脂原料采用2号催化剂料液；高酸值、高水杂的油脂原料采用3号催化剂料液；高、中、低酸值的划分范围为：低酸值油脂原料＜30  mgKOH/g，中酸值油脂原料30-80  mgKOH/g，高酸值油脂原料＞80 mgKOH/g。

本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明采用10-20%的乙酸、10-20%的甲磺酸、15-30%的苯磺酸、15-30%的乙二酸、0-50%的硫酸作为生物柴油酯化反应过程中的复合催化剂，将乙酸、甲磺酸、苯磺酸、乙二酸4种中、强有机酸溶入甲醇，然后与0-50%的硫酸以不同的比例调配，可调成适用于不同的生产原料催化剂料液，用本发明的复合酸作为反应过程中的催化剂，生产使用方便，且所用的部分有机酸最后以酯的形式进入产品，生产反应后不必进行分离和后处理，降低了生产成本，减少了三废排放，避免了环境污染，且产品收率、色泽和硫含量等相关指标明显提高，所得产品质量可满足国家BD100标准，在生产过程中根据生产原料的酸碱度、水杂、分子大小、结构、性质等的不同选择使用不同的催化剂，根据原料差异调整使用不同的催化剂配方，解决了生物柴油生产工艺中的原料适应性问题，拓宽了原料渠道，增加了产品转化率，解决了生物柴油生产操作弹性小的技术难题，所得产品色浅质优，减少了生产成本，能确保生产出质量、技术指标达中华人民共和国国家标准GB/T20828-2007（BD100）的生物柴油。

具体实施方式

实施例1，一种生产生物柴油的复合催化剂，是由重量百分比为10-20%的乙酸、10-20%的甲磺酸、15-30%的苯磺酸、15-30%的乙二酸、0-50%的硫酸组成，本实施例采用80千克乙酸、80千克的甲磺酸、120千克的苯磺酸、120克乙二酸组成，上述生产生物柴油的复合催化剂采用以下方法生产：

a、在1﹟反应釜中加入2吨甲醇，打开搅拌，搅拌速度为60-70r/m；

b、向反应釜中加入120千克苯磺酸和120千克乙二酸，维持釜内温度在20℃-30℃，温度不足打开加热系统加热；

c、取80千克甲磺酸和80千克乙酸，保温25℃左右，甲磺酸与   乙酸在此温度下呈液态状态，将其加入到反应釜中搅拌均匀， 得到1号催化剂料液；

d、将1号催化剂料液用4吨甲醇稀释，适用于低酸值、低水杂的油脂原料，可按甲醇与油脂原料1：3的比例配料生产生物柴油。

实施例2，一种生产生物柴油的复合催化剂，是由40千克乙酸、80千克的甲磺酸、80千克的苯磺酸、80千克乙二酸和120千克的硫酸组成，上述生产生物柴油的复合催化剂采用以下方法生产： 

a、在1﹟反应釜中加入2吨甲醇，打开搅拌，搅拌速度为60-70r/m；

b、向反应釜中加入80千克苯磺酸和80千克乙二酸，维持釜内温度在20℃-30℃，温度不足打开加热系统加热；

c、取80千克甲磺酸和40千克乙酸，保温25℃左右，甲磺酸与乙酸在此温度下呈液态状态，将其加入到反应釜中搅拌均匀，得到1号催化剂料液；

d、在2﹟反应釜中加入1吨甲醇，打开搅拌，搅拌速度为70-80r/m，缓慢加入120千克硫酸搅拌均匀，将该料液与1号催化剂料液按1：2的比例混匀即为2号催化剂料液；

e、将2号催化剂料液用6吨甲醇稀释，适用于中酸值、中水杂的油脂原料，可按甲醇与油脂原料1：3的比例配料生产生物柴油。

实施例3，一种生产生物柴油的复合催化剂，是由40千克乙酸、40千克的甲磺酸、60千克的苯磺酸、60千克乙二酸和200千克的硫酸组成，上述生产生物柴油的复合催化剂采用以下方法生产： 

a、在1﹟反应釜中加入1吨甲醇，打开搅拌，搅拌速度为60-70r/m；

b、向反应釜中加入60千克苯磺酸和60千克乙二酸，维持釜内温度 在 20℃-30℃，温度不足打开加热系统加热；

c、取40千克甲磺酸和40千克乙酸，保温25℃左右，甲磺酸与乙酸在此温度下呈液态状态，将其加入到反应釜中搅拌均匀，得到1号催化剂料液；

d、在2﹟反应釜中加入1吨甲醇，打开搅拌，搅拌速度为70-80r/m，缓慢加入200千克硫酸搅拌均匀；将该料液与1号催化剂料液按照1：1的比例混匀即为3号催化剂料液；

e、将3号催化剂料液用4吨甲醇稀释，适用于高酸值、高水杂的油脂原料，可按甲醇与油脂原料1：3的比例配料生产生物柴油。

实施例4，一种生产生物柴油的复合催化剂，是由60千克乙酸、60千克的甲磺酸、88千克的苯磺酸、92千克乙二酸和100千克的硫酸组成，上述生产生物柴油的复合催化剂采用以下方法生产： 

a、在1﹟反应釜中加入2吨甲醇，打开搅拌，搅拌速度为60-70r/m；

b、向反应釜中88千克苯磺酸和92千克乙二酸，维持釜内温度在20℃-30℃，温度不足打开加热系统加热；

c、取60千克甲磺酸和60千克乙酸，保温25℃左右，甲磺酸与乙酸在此温度下呈液态状态，将其加入到反应釜中搅拌均匀，得到1号催化剂料液；

d、在2﹟反应釜中加入1吨甲醇，打开搅拌，搅拌速度为70-80r/m，缓慢加入100千克硫酸搅拌均匀；将该料液与1号催化剂料液按1：2混匀即为2号催化剂料液；

e、将该2号催化剂料液用6吨甲醇稀释，适用于中酸值、中水杂的油脂原料，可按甲醇与油脂原料1：3的比例配料生产生物柴油。

Claims (2)

1.一种生产生物柴油的复合催化剂，其特征是由重量百分比为10-20%的乙酸、10-20%的甲磺酸、15-30%的苯磺酸、15-30%的乙二酸、0-50%的硫酸组成。

2.一种权利要求1所述的生产生物柴油的复合催化剂的料液生产方法，其特征是该方法包括以下步骤： 

a、在1﹟反应釜中加入重量为A的甲醇，打开搅拌，搅拌速度为60-70r/m；

b、向反应釜中加入甲醇重量A的6%的苯磺酸和甲醇重量A的6%的乙二酸，维持釜内温度在20℃-30℃，温度不足打开加热系统加热；

c、取甲醇重量A的4%的甲磺酸和甲醇重量A的4%的乙酸，保温25℃左右，甲磺酸与乙酸在此温度下呈液态状态，将其加入到反应釜中搅拌均匀，得到1号催化剂料液；

d、在2﹟反应釜中加入重量为B的甲醇，打开搅拌，搅拌速度为70-80r/m，缓慢加入甲醇重量B的20%的纯硫酸搅拌均匀，得到辅配催化剂料液F； 

e、将1号催化剂料液与辅配催化剂料液F按1:0，2:1，1:1的比例分别调配混匀即得1号、2号和3号催化剂料液。