CN105038995A - 一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法 - Google Patents
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Abstract
一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法，按醇油摩尔比为1:2.4~1:3.2，将待降酸的高酸价油脂和甘油依次加入到带有冷凝装置的酯化反应器中，开启机械搅拌，并连续通入氮气，同时加热升温，保温190~230℃，反应2-8h，分段时间取样测试酸值，待酸值达到指标，停止加热，降温，待温度降到80℃，停止通氮气。本发明实现无催化条件下甘油对高酸价油脂良好的降酸效果，可使油脂酸值降至1.0mgKOH/g以下，满足酯交换要求，降酸后的油脂可直接进行酯交换反应制备生物柴油，简化工艺步骤，节约能耗，提高产能。
Description
技术领域
本发明属于油脂精炼技术领域，具体涉及一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法。
背景技术
生物柴油是一种优质清洁可再生能源，其作为一种新型的液体燃料是优质的石化柴油替代品，具有极大的应用前景。成本高是制约生物柴油发展的主要因素，据有关资料显示，中国每年产生各类酸化油和餐饮业地沟油等高酸价的废弃油脂达几千万吨，其主要成分为甘油三脂和脂肪酸类有机物为主，如果处理处置不当，将污染环境、危害人类健康，利用得当则是优良的再生资源，可有效缓解生物柴油制备原料不足问题。
以高酸价废弃油脂为原料制备生物柴油是发展生物柴油产业的一大趋势，不仅能带来巨大的经济效益和环境效益，而且符合绿色环保的产业发展要求。但是这些油脂原料具有较高的酸价，高酸价的油脂首先需要经酯化降酸，将酸值降至2.0mgKOH/g以下，才能满足酯交换制备生物柴油要求。传统酯化反应主要采用酸性催化剂的催化酯化技术，浓硫酸等酸性催化剂的使用，容易腐蚀设备，所以对设备材质要求较高，传统降酸技术主要存在工艺复杂，时间长，成本高，高真空度条件苛刻等缺陷，产量低，不能工业化规模应用，如CN104232304A公开了一种稻米油酯化脱酸的工艺方法，其酯化反应在微波合成仪器中进行，设备要求高；CN1177794C公开了通过添加THF(四氢呋喃)共溶剂等制造单相体系，提高醇/甘油酯摩尔比，在无水的条件下进行硫酸催化的酯化及酯交换反应，然后再在碱的无水醇溶液催化作用下进行中和及酯交换反应，达到使有机酸充分酯化、酯交换、并脱除残余酸使产物酸值合格的目的，工艺繁琐，反应条件比较苛刻，浓硫酸用量大，易腐蚀设备，且四氢呋喃作为共溶剂违背绿色生产环保理念。
发明内容
解决的技术问题：为了解决传统油脂酸性催化酯化降酸存在工艺繁琐、耗时长、非环保共溶剂的使用、酸性催化剂对设备的腐蚀等技术问题，本发明提供一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法。
技术方案：一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法，按醇油摩尔比为1:2.4~1:3.2，将待降酸的高酸价油脂和甘油依次加入到带有冷凝装置的酯化反应器中，开启机械搅拌，并连续通入氮气，同时加热升温，保温190~230℃，反应2-8h，分段时间取样测试酸值，待酸值达到指标，停止加热，降温，待温度降到80℃，停止通氮气。
所述高酸价油脂为脂肪酸下脚料、酸化油、地沟油中的至少一种，酸值为20~195mgKOH/g。
所述向酯化反应器中通氮气时管道为插到反应液面以下，酯化过程中氮气连续通入即起到保护作用，防止物料被氧化，又起到带水作用，及时将反应生产的水分带出反应器外，促进反应正向进行。
所述酯化反应过程，每隔一小时取样测试酸值，酸值≤1.0mgKOH/g时，满足酯交换要求，反应结束。
有益效果：本发明提供一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法，具有以下显著优点：（1）本发明实现了无催化条件下甘油对高酸价油脂良好的酯化降酸效果，可使油脂酸值降至1.0mgKOH/g以下，满足酯交换要求，降酸后的油脂可直接进行酯交换反应制备生物柴油，简化工艺步骤，节约能耗，提高产能。（2）本发明实现了酯化全程无催化剂的使用，即有效避免了传统酯化反应中大量酸性催化剂的添加容易造成产品色泽加深、腐蚀设备等潜在缺陷，又显著降低生产原料成本。（3）本发明实现了高酸价油脂无催化酯化降酸工艺安全稳定，无酸性催化剂、非环保溶剂的使用，节能环保，操作简单，宜于工业化规模生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅为本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
按醇油摩尔比为1:2.6，将酸化油（121.0mgKOH/g）和甘油依次加入到带有冷凝装置的酯化反应器中，开启机械搅拌，并连续通入氮气，向酯化反应器中通氮气时管道为插到反应液面以下，同时加热升温，保温190~230℃，每隔一小时取样测试酸值，反应6h，酸值降至1.6mgKOH/g，停止加热，降温，待温度降到80℃，停止通氮气。
实施例2
按醇油摩尔比为1:3.1，将椰子油脂肪酸下脚料（191.6mgKOH/g）和甘油依次加入到带有冷凝装置的酯化反应器中，开启机械搅拌，并连续通入氮气，向酯化反应器中通氮气时管道为插到反应液面以下，同时加热升温，保温190~230℃，每隔一小时取样测试酸值，反应8h，酸值降至2.9mgKOH/g，停止加热，降温，待温度降到80℃，停止通氮气。
实施例3
按醇油摩尔比为1:2.9，将预处理后的地沟油（51.3mgKOH/g）和甘油加入到带有冷凝装置的酯化反应器中，开启机械搅拌，并连续通入氮气，向酯化反应器中通氮气时管道为插到反应液面以下，同时加热升温，保温190~230℃，每隔一小时取样测试酸值，反应5h，酸值降至0.8mgKOH/g，停止加热，降温，待温度降到80℃，停止通氮气。
Claims (4)
1.一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法，其特征在于按醇油摩尔比为1:2.4~1:3.2，将待降酸的高酸价油脂和甘油依次加入到带有冷凝装置的酯化反应器中，开启机械搅拌，并连续通入氮气，同时加热升温，保温190~230℃，反应2-8h，分段时间取样测试酸值，待酸值达到指标，停止加热，降温，待温度降到80℃，停止通氮气。
2.根据权利要求1所述一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法，其特征在于所述高酸价油脂为脂肪酸下脚料、酸化油、地沟油中的至少一种，酸值为20~195mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法，其特征在于所述向酯化反应器中通氮气时管道为插到反应液面以下。
4.根据权利要求1所述一种高酸价油脂无催化酯化降酸的方法，其特征在于所述酯化反应过程，每隔一小时取样测试酸值，酸值≤1.0mgKOH/g时，满足酯交换要求，反应结束。
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