CN103031218B - 一种碱催化合成生物柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种合成生物柴油方法，是采用膨润土协助碱催化合成生物柴油，具体实现为把游离脂肪酸含量低于1.5mgKOH/g的油脂与用量为油脂质量的0.5～4％、水含量低于5％、颗粒度为100～400目及蒙脱石含量大于70％的膨润土混合，搅拌10～60分钟后，然后加入油脂摩尔数5～16倍的甲醇和油脂质量0.2～2％碱催化剂，在50～70℃下，反应30～120分钟，静止，分离出下层的醇土混合物，即可得粗生物柴油。与已有的技术相比，生物柴油的收率可提高2-5％，对原料油及碱催化剂的要求较低，催化剂的用量可以降低20％-50％，反应过程产生的肥皂少，可大大减轻了后续精制的难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成生物柴油的方法，特别是采用膨润土协助碱催化合成生物柴油的方法。
背景技术
碱催化合成生物柴油的方法具有反应条件温和、反应速度快及油品质量好等优点，是生物柴油的常用合成方法之一。但合成过程存在副反应，其中皂化反应和脂肪酸酯的水解反应是最主要的两个副反应。皂化反应是游离脂肪酸与碱催化剂之间的酸碱中和反应，其反应产物为肥皂和水；脂肪酸酯的水解反应为脂肪酸酯和水在碱催化下转化分为游离脂肪酸和醇的反应。副反应的发生不但消耗了碱催化剂，而且直接导致了油脂的水解损失，使合成过程选择性下降、收率减少以及反应后产物的分离难度增加。为了减轻副反应的影响，人们一方面对原料进行精制，以降低原料中的游离脂肪酸和水的含量，另一方面采用活性更强、选择性更高的碱催化剂，如氢氧化钾、甲醇钠及固体超强碱等，以加快合成主反应的速度或提高催化的选择性，减轻副反应的影响。
膨润土是一种比较廉价的硅酸盐矿物材料，其主要功能是吸水性、分散性及阳离子交换性等，在冶金、材料成型、制备活性白土等领域用途广泛。中国专利(专利号ZL200480029198.0)公布了粗生物柴油的吸附法精制方法，其中提到可用膨润土粘土吸附粗生物柴油中的甘油、单脂肪酸甘油酯、双脂肪酸甘油酯及肥皂等，但在合成生物柴油的反应中应用还没有见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物柴油转化率高、对原料要求不很严的碱催化合成生物柴油的方法，其特征是在碱催化合成柴油的过程中，加入膨润土吸附剂，以提高碱催化的效率。
本发明的具体实现如下：
把游离脂肪酸含量低于1.5mgKOH/g的油脂与用量为油脂质量0.5～4％、水含量低于5％、颗粒度为100～400目及蒙脱石含量大于70％的膨润土混合，搅拌10～60分钟后，然后加入油脂摩尔数5～16倍的甲醇和油脂质量0.2～2％碱催化剂，在50～70℃下，反应30～120分钟，静止，分离出下层的醇土混合物，即可得粗生物柴油，最后对粗生物柴油进行精制得到生物柴油。
上述所说的油脂，是指脂肪酸三甘油酯，可以是豆油、棕榈油、麻风树油、菜油、猪油、牛油、鱼油等其中一种或它们的混合物；碱催化剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠其中一种。
本发明的原理为利用膨润土的吸附性，吸附反应体系中的水分、游离脂肪酸、甘油、甲醇等。其中水分和游离脂肪酸的吸附可以减轻副反应的发生，因此膨润土先与原料油混合吸附一段时间后，再加入甲醇及催化剂进行酯交换反应。
本发明与已有的技术相比，其突出的实质性特点和显著的进步是：
1、生物柴油的收率可提高2-5％。
2、对原料油及碱催化剂的要求较低，催化剂的用量可以降低20％-50％。
3、反应过程产生的肥皂少，并且绝大部分被膨润土吸附，粗生物柴油含肥皂少，可大大减轻了后续精制的难度。
具体实施方式
在实施例中，合成过程产品的收率为100克原料油所得到的生物柴油克数，而产品的总甘油含量采用高碘酸钠氧化法测定。比较例为与实施例相同合成条件但不加膨润土。
实施例1
把游离脂肪酸含量为0.2mgKOH/g的豆油与用量为油脂质量的2％、水含量为3％、颗粒度为200目及蒙脱石含量为85％的膨润土混合，搅拌30分钟后，加入油脂摩尔数6倍的甲醇和油脂质量0.5％氢氧化钠催化剂，在60℃下，反应90分钟，静止，分离出下层的醇土混合物进行精制，即可得生物柴油，其收率及总甘油含量在表1中示出。
实施例2
把游离脂肪酸含量为0.8mgKOH/g的豆油与用量为油脂质量的2％、水含量为3％、颗粒度为200目及蒙脱石含量为85％的膨润土混合，搅拌30分钟后，加入油脂摩尔数6倍甲醇和油脂质量0.7％氢氧化钠催化剂，在60℃下，反应90分钟，静止，分离出下层的醇土混合物进行精制，即可得生物柴油，其收率及总甘油含量在表1中示出。
实施例3
把游离脂肪酸含量为1.5mgKOH/g的麻风树油与用量为油脂质量的3％、水含量为2％、颗粒度为200目及蒙脱石含量为85％的膨润土混合，搅拌50分钟后，加入油脂摩尔数9倍甲醇和油脂质量1.0％氢氧化钠催化剂，在60℃下，反应90分钟，静止，分离出下层的醇土混合物进行精制，即可得生物柴油，其收率及总甘油含量在表1中示出。
实施例4
把游离脂肪酸含量为0.8mgKOH/g的棕榈油与用量为油脂质量的2％、水含量为3％、颗粒度为200目及蒙脱石含量为80％的膨润土混合，搅拌30分钟后，加入油脂摩尔数6倍甲醇和油脂质量1.0％氢氧化钾催化剂，在60℃下，反应100分钟，静止，分离出下层的醇土混合物进行精制，即可得生物柴油，其收率及总甘油含量在表1中示出。
实施例5
把游离脂肪酸含量为0.8mgKOH/g的菜油与用量为油脂质量的2％、水含量为2％、颗粒度为100目及蒙脱石含量为80％的膨润土混合，搅拌40分钟后，加入油脂摩尔数6倍甲醇和油脂质量0.6％氢氧化钠催化剂，在61℃下，反应90分钟，静止，分离出下层的醇土混合物进行精制，即可得生物柴油，其收率及总甘油含量在在表1中示出。
实施例6
把游离脂肪酸含量为0.5mgKOH/g的猪油与用量为油脂质量的2％、水含量为2％、颗粒度为200目及蒙脱石含量为85％的膨润土混合，搅拌60分钟后，加入油脂摩尔数8倍甲醇和油脂质量0.8％氢氧化钾催化剂，在63℃下，反应100分钟，静止，分离出下层的醇土混合物进行精制，即可得生物柴油，其收率及总甘油含量在表1中示出。
实施例7
把游离脂肪酸含量为1.0mgKOH/g的豆油与用量为油脂质量的2％、水含量为2％、颗粒度为200目及蒙脱石含量为85％的膨润土混合，搅拌30分钟后，加入油脂摩尔数6倍甲醇和油脂质量0.8％甲醇钠催化剂，在60℃下，反应60分钟，静止，分离出下层的醇土混合物进行精制，即可得生物柴油，其收率及总甘油含量在表1中示出。
表1
Claims (3)
1.一种合成生物柴油的方法，其特征是在碱催化合成生物柴油的过程中，加入膨润土吸附剂，其具体工艺为：
(1)把游离脂肪酸含量低于1.5mgKOH／g的油脂与用量为油脂质量0.5～4％、水含量低于5％、颗粒度为100～400目及蒙脱石含量大于70％的膨润土混合，搅拌10～60分钟；
(2)加入油脂摩尔数5～16倍的甲醇和油脂质量0.2～2％碱催化剂，在50～70℃下，反应30～120分钟；
(3)反应完成后静止，分离出下层的醇土混合物，即可得粗生物柴油，对粗生物柴油进行精制得到生物柴油。
2.根据权利要求1所述的合成生物柴油的方法，其特征是油脂是豆油、棕榈油、麻风树油、菜油、猪油、牛油、鱼油其中一种或它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的合成生物柴油的方法，其特征是碱催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠其中一种。
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Citations (3)
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN102304420A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-01-04 | 湖南省林业科学院 | 一种生物柴油用原料废弃油的干法脱胶方法 |
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| 陈锋亮等.废油脂预处理及制备生物柴油研究进展.《化工进展》.2006,第25卷(第08期), |
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