CN103881827B - 一种用生物油脂制备生物柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用生物油脂制备生物柴油的方法，涉及可再生新能源领域。本方法包括以下三个步骤：(1)？原料生物油脂预处理；(2)？酯交换反应：标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1∶3～9，固体碱催化剂的用量为标准原料油脂质量的0.01～0.2%，反应温度为250～300℃，反应压力为2～5MPa，反应时间为8～30min；(3)？粗生物柴油脱色。本发明方法不仅解决了以短链醇为酯交换试剂生产生物柴油所存在的甘油过剩问题，而且实现了以较低的酯油比条件下反应收率即可达90%以上的生产可能性；所得副产物无需后续再分离，即可直接使用；制备的生物柴油的颜色可达颜色在标准比色液Y5～Y6号之间，是一种绿色环保的用生物油脂制备生物柴油的新方法。
Description
技术领域
本发明涉及可再生新能源领域，更具体地，涉及一种用生物油脂制备生物柴油的方法。
背景技术
石油资源的枯竭，空气质量的恶化，生物柴油越来越倍受关注。生物柴油主要成分为脂肪酸短碳酯，是由植物油(如棕榈油)、动物油(如牛脂肪)以及餐饮废油(如地沟油)等油脂通过酯交换反应而生成的一种可再生液体燃料，具有可生物降解、无毒性、对环境无害等优点，是石化柴油的最佳代替品。生物柴油中的氧含量较高，在燃烧过程中的热值与石化柴油非常接近，燃烧时更加安全，另外生物柴油作为一种液体燃料几乎不会对发动机产生腐烛作用。生物柴油与石化柴油具有很好的互溶性，两者可以任意比例混合，生物柴油可单独使用或与石化柴油调和油使用，有助于降低尾气中CO、SO2等有害物质的含量，还可将使用成本大大降低。
目前，生物柴油的制备工艺，一般是在生物油脂通过以醇类为酯交换试剂，在酸、碱催化条件下进行酯交换反应生产粗生物柴油，粗生物柴油再经中和、水洗后得到精制生物柴油，工艺比较简单，所制得的生物柴油纯度高，性质稳定。但是，一方面醇与油脂互溶性差，酯交换试剂与油脂为两相存在，这将严重影响醇与脂之间的传质，从而极大地限制了酯交换反应的反应速率；另一方面对于酸、碱催化条件下制备生物柴油的反应，酸碱催化剂的重复使用需要催化剂的再生，在催化剂再生过程中难免会有酸碱废液的产生，环境污染严重，使用受到了一定的限制；其次，反应过程中不但会产生大量廉价的反应副产物甘油，还需要通过水洗等后续的处理过程对催化剂进行失活处理，不仅工艺路线长，并且由于副产物粗甘油价格低廉，精制处理工艺复杂，投资大，其被大部分企业直接丢弃或者简单燃烧。因此，随着生物柴油工业的快速发展，不仅会有大量酸、碱废液以及固体催化剂的废弃物产生，还会有大量副产物粗甘油污染环境，成为制约生物柴油发展的关键所在。
为了解决酸碱废液的问题，很多研究者开始着手研究无催化的超临界条件下制备生物柴油的方法。超临界条件下的醇类与油脂具有相近的溶解度参数，互溶性良好，有利于醇脂之间的传质，加快酯交换反应的反应速率，该法可以保证酯交换反应在无催化体系中完成，反应时间短，反应完全，脂肪酸甲酯收率高，是一种环境友好型的绿色环保新工艺。但与酯交换法相比，苛刻的反应条件限制了超临界法制备生物柴油的广泛应用。
为了改善超临界法制备生物柴油的工艺条件，现有技术（高艺霞等.微碱强化超临界法制备生物柴油组分分析及工艺过程[J].化工学报,2013.64(2):683-688）公开了在超临界条件下添加微量氢氧化钾来改善工艺条件，催化碳酸二甲酯（DMC）与棕榈油（工业制品）制备无甘油副产的生物柴油反应的研究。结果表明，当反应温度280℃，反应时间20min，KOH添加量为0.1%，反应压力为3.5MPa，酯油摩尔比（即碳酸二甲酯与棕榈油的摩尔比）为20:1时，脂肪酸甲酯的收率最高可达83.11%，并且酯油摩尔比与脂肪酸甲酯的收率有密切关系，酯油摩尔比小于20:1时，收率下降。理论上，DMC即是反应物又是整个反应体系的溶剂，一方面，酯交换反应是一个可逆反应，增加酯油摩尔比对反应是有利的；另一方面，当反应达到平衡时继续增加酯油摩尔比就失去了意义，且增大了后续回收碳酸二甲酯的生产成本。但现有技术所公开的酯油摩尔比（即碳酸二甲酯与棕榈油的摩尔比）为20:1，远大于理论上酯交换反应所需的比例，但其收率却仅达83.11%，可见该方法耗费大量原料，增加了未反应的原料的回收的负担。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用生物油脂制备生物柴油的方法。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现。
一种用生物油脂制备生物柴油的方法包括以下步骤：
S1.原料生物油脂经脱杂质和脱水处理后，得到标准原料油脂；
S2.酯交换反应：
S21.将标准原料油脂和碳酸二甲酯按比例在反应器中进行混合，再加入固体碱催化剂混合后形成混合物料；所述标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1∶3～9，固体碱催化剂的添加量为标准原料油脂质量的0.01～0.2%；
S22.控制混合物料的反应温度为250～300℃，反应压力为2～5MPa，并充分搅拌混合反应，反应时间为8～30min，反应后得到混合物；
S23.将S22.中的混合物经离心机分离为固体碱催化剂和生物柴油与碳酸二甲酯混合物；
S24.将S23.中分离得到的生物柴油与碳酸二甲酯混合物进一步蒸馏回收碳酸二甲酯，得到粗生物柴油；
S3.粗生物柴油经脱色处理后，得到生物柴油；
所述固体碱催化剂为碱金属的氢氧化物或硅酸盐化合物。
发明人意外地发现，在本发明的工艺条件下可以实现在较小的酯油摩尔比时，获得的生物柴油收率达90%以上的意想不到的技术效果（现有技术在酯油摩尔比达20:1，收率却仅为83.11%），极大的减轻了生产企业进行原料回收的负担。
优选地，所述固体碱催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述原料生物油脂为植物油、动物油或餐饮废油中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述植物油为棕榈油、椰子油、玉米胚芽油、大豆油、菜籽油、光皮树油或麻疯树油中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述动物油为鱼油、牛油、猪油或羊油的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述餐饮废油为潲水或地沟油。
优选地，S1.中所述脱杂质和脱水处理包含以下步骤：
S11.将原料生物油脂加入到预处理器中，加入质量为原料生物油脂质量10～30%的温度范围为90～95℃之间的热水，不断搅拌后，静置沉淀，形成分液层；
S12.将S11.中分液层的下层混合物放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌的条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
通过热水对原料生物油脂进行预处理，可以将原料生物油脂的杂质分离出来，杂质分布在所述分液层的下层混合物中，杂质包括固体颗粒、磷脂、蛋白质等物质。
优选地，S3.中所述脱色处理步骤为：往S24.中得到的粗生物柴油中，加入质量为粗生物碳柴油质量2～5%的白土，在75～85℃下搅拌脱色30～60min，抽滤后，得到生物柴油。
一般地，所述反应器包括加热器、冷凝器和搅拌器。
S22.中，反应时间与添加的固体碱催化剂有关，固体碱催化剂用量越大，可以在更短的时间内高收率的获得生物柴油。
优选地，酯交换反应在得到的混合物用气相色谱法检测脂肪酸甲酯含量达90%以上时可结束反应。
经过本发明所述方法制备得到的生物柴油的颜色可达颜色在标准比色液Y5～Y6号之间。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明以碳酸二甲酯为酯交换试剂，少量固体碱性物为催化剂，在超/近临界条件进行油脂酯交换反应生成无甘油副产物的生物柴油。
本发明方法不仅解决了以短链醇为酯交换试剂生产生物柴油所存在的甘油过剩问题，而且实现了以较低的酯油比条件下反应收率即可达90%以上的生产可能性。
本发明方法所得副产物无需后续再分离，即可直接使用，极大地提高了原料的利用率；制备的生物柴油的颜色可达颜色在标准比色液Y5～Y6号之间，是一种绿色环保的用生物油脂制备生物柴油的新方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明，但本发明的实施方式不限于此。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。
实施例1
(1)原料生物油脂的预处理：将棕榈油加入到预处理罐中，加入棕榈油质量18%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌20min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:9（890kg标准原料油脂和810kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入0.89kg氢氧化钾混合形成混合物料，控制混合物料反应温度280℃，反应压力为3.5MPa下，充分搅拌混合的条件下反应时间为20min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达93.5%。结束反应后，经离心机分离为氢氧化钾和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃下减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量3%的白土，在80℃下搅拌脱色45min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例2
(1)原料生物油脂的预处理：将地沟油加入到预处理罐中，加入地沟油质量30%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌30min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:8（910kg标准原料油脂和760kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入1.5kg氢氧化钾混合形成混合物料，控制混合物料反应温度300℃，反应压力为4MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为10min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达92.6%。结束反应后，经离心机分离为氢氧化钾和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量5%的白土，在85℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例3
(1)原料生物油脂的预处理：将玉米胚芽油加入到预处理罐中，加入玉米胚芽油质量30%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌30min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:6（840kg标准原料油脂和540kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入0.84kg氢氧化钠混合形成混合物料，控制混合物料反应温度260℃，反应压力为5MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为15min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达90.21%。结束反应后，经离心机分离为氢氧化钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量2%的白土，在85℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例4
(1)原料生物油脂的预处理：将牛油加入到预处理罐中，加入牛油质量10%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌30min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:7（980kg标准原料油脂和630kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入1.0kg硅酸钠混合形成混合物料，控制混合物料反应温度250℃，反应压力为5MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为30min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达96.7%。结束反应后，经离心机分离为硅酸钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量3%的白土，在75℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例5
(1)原料生物油脂的预处理：将猪油加入到预处理罐中，加入猪油质量25%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌20min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:7（960kg标准原料油脂和630kg碳酸二甲酯）在反应器中混合在反应器中混合，再加入1.5kg氢氧化钠混合形成混合物料，控制混合物料反应温度300℃，反应压力为2MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为8min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达90.2%。结束反应后，经离心机分离为氢氧化钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量2%的白土，在75℃下搅拌脱色60min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例6
(1)原料生物油脂的预处理：将大豆油加入到预处理罐中，加入大豆油质量20%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌30min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:7（960kg标准原料油脂和630kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入0.3kg硅酸钠混合形成混合物料，控制混合物料反应温度300℃，反应压力为2MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为25min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达95.1%。结束反应后，经离心机分离为硅酸钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量2%的白土，在85℃下搅拌脱色60min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例7
(1)原料生物油脂的预处理：将潲水加入到预处理罐中，加入潲水质量15%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌20min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:7（910kg标准原料油脂和810kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入1.2kg硅酸钠混合形成混合物料，控制混合物料反应温度250℃，反应压力为4MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为30min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达89.9%。结束反应后，经离心机分离为硅酸钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量5%的白土，在75℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例8
(1)原料生物油脂的预处理：将棕榈油加入到预处理罐中，加入棕榈油质量15%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌20min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:3（960kg标准原料油脂和270kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入1.92kg硅酸钠混合形成混合物料，控制混合物料反应温度250℃，反应压力为4MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为30min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达89.9%。结束反应后，经离心机分离为硅酸钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量5%的白土，在75℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
实施例9
(1)原料生物油脂的预处理：将牛油加入到预处理罐中，加入牛油质量10%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌30min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:4（980kg标准原料油脂和360kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入0.1kg氢氧化钾混合形成混合物料，控制混合物料反应温度250℃，反应压力为5MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为30min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量达96.7%。结束反应后，经离心机分离为硅酸钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量3%的白土，在75℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质达到国家BD100标准。
对比例1
(1)原料生物油脂的预处理：将棕榈油加入到预处理罐中，加入棕榈油质量18%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌20min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:20（890kg标准原料油脂和1810kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入0.89kg氢氧化钾混合形成混合物料，控制混合物料反应温度280℃，反应压力为3.5MPa下，充分搅拌混合的条件下反应时间为20min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量为62.4%。结束反应后，经离心机分离为氢氧化钾和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃下减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量3%的白土，在80℃下搅拌脱色45min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质未达到国家BD100标准。
对比例2
(1)原料生物油脂的预处理：将牛油加入到预处理罐中，加入牛油质量10%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌30min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:2（960kg标准原料油脂和181kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，0.9kg氢氧化钾混合形成混合物料，控制混合物料反应温度250℃，反应压力为5MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为30min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量为32.7%。结束反应后，经离心机分离为硅酸钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量3%的白土，在75℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质未达到国家BD100标准。
对比例3
(1)原料生物油脂的预处理：将地沟油加入到预处理罐中，加入餐饮废油质量15%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌20min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:2（910kg标准原料油脂和181kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，0.9kg氢氧化钾混合形成混合物料，控制混合物料反应温度250℃，反应压力为4MPa下，充分搅拌混合的条件反应时间为30min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量为50.6%。结束反应后，经离心机分离为硅酸钠和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量5%的白土，在75℃下搅拌脱色30min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质未达到国家BD100标准。
对比例4
(1)原料生物油脂的预处理：将棕榈油加入到预处理罐中，加入棕榈油质量18%的水温在90～95℃之间的热水，并不断搅拌20min，静置沉淀，使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层，下层混合物由罐底放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
(2)酯交换反应：将标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1:10（890kg标准原料油脂和905kg碳酸二甲酯）在反应器中混合，再加入0.89kg氢氧化钾混合形成混合物料，控制混合物料反应温度280℃，反应压力为3.5MPa下，充分搅拌混合的条件下反应时间为20min，用气相色谱法检测此时反应产物中脂肪酸甲酯含量为82.4%。结束反应后，经离心机分离为氢氧化钾和生物柴油与碳酸二甲酯混合物，在110℃下减压蒸馏回收碳酸二甲酯，得粗生物柴油。
(3)粗生物柴油脱色：加入粗生物碳柴油质量3%的白土，在80℃下搅拌脱色45min，抽滤，得到颜色在标准比色液Y5～Y6号之间的生物柴油，然后装入成品罐。
(4)成品检验：生物柴油的品质未达到国家BD100标准。
Claims (7)
1.一种用生物油脂制备生物柴油的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.原料生物油脂经脱杂质和脱水处理后，得到标准原料油脂；
S2.酯交换反应：
S21.将标准原料油脂和碳酸二甲酯按比例在反应器中进行混合，再加入固体碱催化剂混合后形成混合物料；所述标准原料油脂与碳酸二甲酯的摩尔比为1∶3～9，固体碱催化剂的添加量为标准原料油脂质量的0.01～0.2%；
S22.控制混合物料的反应温度为250～300℃，反应压力为2～5MPa，并充分搅拌混合反应，反应时间为8～30min，反应后得到混合物；
S23.将S22.中的混合物经离心机分离为固体碱催化剂和生物柴油与碳酸二甲酯混合物；
S24.将S23.中分离得到的生物柴油与碳酸二甲酯混合物进一步蒸馏回收碳酸二甲酯，得到粗生物柴油；
S3.粗生物柴油经脱色处理后，得到生物柴油；
所述固体碱催化剂为碱金属的氢氧化物或硅酸盐化合物；
S1.中所述脱杂质和脱水处理包含以下步骤：
S11.将原料生物油脂加入到预处理器中，加入质量为原料生物油脂质量10～30%的温度范围为90～95℃之间的热水，不断搅拌后，静置沉淀，形成分液层；
S12.将S11.中分液层的下层混合物放出，上层原料在加热100℃并伴有搅拌的条件下脱水30min，得到标准原料油脂。
2.根据权利要求1所述的用生物油脂制备生物柴油的方法，其特征在于，所述固体碱催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠中的任意一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的用生物油脂制备生物柴油的方法，其特征在于，所述原料生物油脂为植物油、动物油或餐饮废油中的任意一种或多种的混合物。
4.根据权利要求3所述的用生物油脂制备生物柴油的方法，其特征在于，所述植物油为棕榈油、椰子油、玉米胚芽油、大豆油、菜籽油、光皮树油或麻疯树油中的任意一种或多种的混合物。
5.根据权利要求3所述的用生物油脂制备生物柴油的方法，其特征在于，所述动物油为鱼油、牛油、猪油或羊油的任意一种或多种的混合物。
6.根据权利要求3所述的用生物油脂制备生物柴油的方法，其特征在于，所述餐饮废油为潲水或地沟油。
7.根据权利要求1所述的用生物油脂制备生物柴油的方法，其特征在于，S3.中所述脱色处理步骤为：往S24.中得到的粗生物柴油中，加入质量为粗生物柴油质量2～5%的白土，在75～85℃下搅拌脱色30～60min，抽滤后，得到生物柴油。
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