CN104611071A

CN104611071A - 一种生物柴油的生产方法

Info

Publication number: CN104611071A
Application number: CN201410603596.4A
Authority: CN
Inventors: 亓伟; 唐浩
Original assignee: JIANGSU DATANG MACHINERY CO Ltd
Current assignee: JIANGSU DATANG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2014-11-01
Filing date: 2014-11-01
Publication date: 2015-05-13

Abstract

本发明一种生物柴油的生产方法，包括如下步骤：(1)将无水甲醇、脱钾剂、液体碱性催化剂混合后再与酸值<2mgKOH/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合；(2)将混合器中的无水甲醇、脱钾剂、液体碱性催化剂、原料油的混合物输入到管式活塞流反应器，该管式活塞流反应器被包纳在超声波发生装置范围内；(3)无水甲醇与原料油在液体碱性催化剂的作用下在管式活塞流反应器内发生转醋化反应生成粗生物柴油和甘油，经过甘油分离器后将甘油分离出；(4)加入适量的脱甲剂；(5)粗生物柴油经水洗、分离、精制后得到生物柴油。

Description

一种生物柴油的生产方法

技术领域

本发明涉及到一种生物柴油的生产方法。

背景技术

生物柴油指以动植物油脂为原料经醋化或醇解反应生成的脂肪酸烷基脂。该类燃料具有如下优点：一是原料来源广泛，可利用各种废弃动植物油脂和大规模种植的油料植物果实；二是与普通石化柴油具有几乎相同的燃烧性能，可方便应用于现有柴油引擎；三是在贮存、运输和使用方面都更很安全(不腐蚀溶器，非易燃易爆)；四是环保性能好，与石化柴油相比有毒尾气排放量可降低90％，对环境友好。

近年来，生物柴油在国际上发展较快，2006年全球生产使用量约500万吨。欧洲是世界上生物柴油发展最快的地区，用菜籽油作主要原料，自2000年以来每年增长约28.2％，目前有21个国家生产使用生物柴油。其中，德国在生物柴油生产量上居于首位，2005年生产量约167万吨，占欧盟总产量的一半。近年来，巴西、马来西亚、印度等国利用自身气候条件优势，加快发展以棕搁树、麻风树油为原料的生物柴油。随着能源价格的不断上涨，以及石油、煤炭等资源的日益枯竭，生物质燃料开始逐渐受到人们的重视。生物质燃料大都取材于农业生产中所产生的废弃物，例如秸秆、谷壳等等。但是再利用生物质燃料作为锅炉能源进行燃烧室往往会出现一个问题，即生物质燃料当中往往具有较高的钾元素含量和氯元素含量，在燃烧的过程中，两者形成KCL，沉积在过热器的表面，局部传热表面被其覆盖，导致燃烧效率降低，过滤的使用寿命也大大缩短。

发明内容

本发明的目的在于克服生产生物柴油的装置不利于生物柴油连续化生产的问题，提供一种通过超声波和活塞流反应器的协同作用，改进生物柴油现有间歇生产的工艺，实现生物柴油的连续、清洁、高效生产并加入了脱钾剂的生物柴油的生产方法。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种生物柴油的生产方法，包括如下步骤：

(1)将无水甲醇、脱钾剂、液体碱性催化剂混合后再与酸值<2mgKOH/g原料油的原料油混合泵入混合器中充分混合；

(2)将混合器中的无水甲醇、脱钾剂、液体碱性催化剂、原料油的混合物输入到管式活塞流反应器，该管式活塞流反应器被包纳在超声波发生装置范围内；

(3)无水甲醇与原料油在液体碱性催化剂的作用下在管式活塞流反应器内发生转醋化反应生成粗生物柴油和甘油，经过甘油分离器后将甘油分离出；

(4)加入适量的脱甲剂，通过对生物质原材料当中钾离子的脱除，可以有效地降低燃烧过程中KCL的产生，从而降低所产生的钾盐对锅炉过热器的玷污覆盖，提高了锅炉的燃烧效率，同时又能够延长锅炉的使用寿命。

(5)粗生物柴油经水洗、分离、精制后得到生物柴油；

上述步骤的反应条件：在活塞流反应器中的反应温度为50℃～80℃，无水甲醇与原料油摩尔比值为4:1～15:1之间，液体碱性催化剂对原料油的重量比为0.1～0.5％，脱钾剂与原料油的重量比为0.5～1.5％。

本发明采用的原料油的酸值<2mg KOH/g原料油的原料油，这样能保证原料油的纯度，使得后续反应能顺利进行。

原料油包括有花生油、大豆油、棕榈油或经过降酸预处理的各种废动植物油脂。

超声波对化学萃取、生物柴油生产、有机合成、治理微生物、降解有毒有机污染物、化学反应速度和产率、催化剂的催化效率、生物降解处理，超声波防垢除垢、生物细胞粉碎、分散和凝聚，造成了一个非常有利于反应过程的局部小环境，能大大提高反应速度，降低反应条件。

从化学驱动方面来，可以取过量的无水甲醇，但为保证无水甲醇的经济性回收，因此一般限定无水甲醇与原料油的摩尔比值为4:1～20:1之间，无水甲醇最低不能低于与原料油4:1的摩尔比。

通常未采用超声波发生装置的生产方法一般要求液体碱性催化剂加入量对原料油的重量比为1％左右，而过量的催化剂比较容易引起皂化。

之后加入脱钾剂，对原料油中的钾离子脱除，为保障反应的快速进行，以采取55℃～62℃为宜。

所述无水甲醇与原料油的摩尔比为4:1～6:1之间。这个比值范围，不仅满足本化学反应发生的条件，而且加入适宜的无水甲醇量有利于回收，节省了能源。

所述液体碱性催化剂对原料油的重量比为0.3～0.5％。

所述液体碱性催化剂为NaOH,KOH。

具体实施方式

下面对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例一:

本发明的原料油是以动植物油脂为原料制成的，其酸值<2mgKOH/g原料油。本实施例生物柴油的生产方法包括如下步骤：

将无水甲醇、KOH溶液混合后再与原料油混合泵入混合器中充分混合，其中无水甲醇与原料油摩尔比4:1,KOH对原料油的重量比为0.1％；将上述混合物输入到温度为50℃的管式活塞流反应器中(该活塞流反应器的长度和直径比大于50)，该管式活塞流反应器被包纳在超声波发生装置范围内；无水甲醇与原料油在液体碱性催化剂的作用下在管式活塞流反应器内发生转醋化反应生成粗生物柴油和甘油，经过甘油分离器后将甘油分离出；加入脱甲剂，其与原料油的重量比为1.1％；粗生物柴油经水洗、分离、精制后得到生物柴油。

实施例二:

本实施例中活塞流反应器中的反应温度为55℃，液体碱性催化剂采用NaOH溶液，其对原料油的重量比为0.3％，脱甲剂与原料油的重量比为0.8％，为无水甲醇与原料油摩尔比值为6:1。采用该反应条件，保障化学反应的快速进行，而甲醇的含量也适当，既能很好驱动反应进行，又有利于甲醇的回收。

本实施例其他特征与实施例一相同，在此不再详述。

实施例三:

本实施例中活塞流反应器中的反应温度为65℃，液体碱性催化剂采用NaOH溶液，其对原料油的重量比为0.4％，脱甲剂与原料油的重量比为1％，无水甲醇与原料油摩尔比值为10:1。

本实施例其他特征与实施例一相同，在此不再详述。

实施例四:

本实施例中活塞流反应器中的反应温度为70℃，液体碱性催化剂采用KOH溶液，其对原料油的重量比为0.5％，脱甲剂与原料油的重量比为0.6％，无水甲醇与原料油摩尔比值为13:1。

本实施例其他特征与实施例一相同，在此不再详述。

Claims

1.一种生物柴油的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

(4)加入适量的脱甲剂，通过对生物质原材料当中钾离子的脱除，可以有效地降低燃烧过程中KCL的产生，从而降低所产生的钾盐对锅炉过热器的玷污覆盖，提高了锅炉的燃烧效率，同时又能够延长锅炉的使用寿命；

(5)粗生物柴油经水洗、分离、精制后得到生物柴油。

2.如权利要求1所述的一种生物柴油的生产方法，其特征在于所述原料油包括花生油、大豆油、棕榈油或经过降酸预处理的各种废动植物油脂。

3.如权利要求2所述的一种生物柴油的生产方法，其特征在于反应温度为50℃～80℃。

4.如权利要求3所述的一种生物柴油的生产方法，其特征在于脱钾剂与原料油的重量比为0.5～1.5％。