CN108728249A - 一种利用潲水制备生物柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用潲水制备生物柴油的方法，将潲水过滤，除去机械杂质，过滤液沉降分层，下层为废水，上层为潲水油；将潲水油加热，并和酸性电解质充分混合，沉降分层，取上清液连续真空干燥，得干燥的脱胶油；在有机酸催化剂作用下，脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应，经过中和、沉降分层，取上清液连续真空脱醇，得低酸值脱胶油；在碱性催化剂作用下，低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应，沉降分层，取上层清液连续真空脱醇，得脂肪酸甲酯；经减压蒸馏脱轻脱臭和脂肪酸甲酯蒸馏，得到生物柴油。本发明在生产过程中使得腐蚀性减弱、废水排放减少、能耗降低、反应温度降低、产品质量提高、得率提高。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源技术领域，尤其涉及一种利用潲水制备生物柴油的方法。
背景技术
生物柴油是由动植物油脂或废弃油脂和醇（例如甲醇或乙醇）反应制得的脂肪酸单烷基酯，最典型性的为脂肪酸甲酯。生物柴油是清洁可再生液体燃料，具有十六烷值高、无毒、低硫、可降解、无芳烃等特点，可直接替代或与化石柴油调合使用，有效改善低硫柴油润滑性，有利于降低柴油发动机尾气颗粒物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化物等污染物排放。发展生物柴油产业对于改善大气质量和生态环境，提高绿色清洁燃料应用比重、探索石油替代途径，促进能源农林业发展具有重要意义。
目前，潲水制备生物柴油的主要方法步骤为：潲水过滤除杂，沉降分离得潲水油，潲水油硫酸酸化脱胶，硫酸做催化剂的酯化反应，氢氧化钠做催化剂的酯交换反应，减压蒸馏制得生物柴油。上述生物柴油的制备方法，存在腐蚀性严重、废水排放较大、能耗较高、反应速度慢、反应温度高、得率较低等缺陷。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种利用潲水制备生物柴油的方法，在生产过程中使得腐蚀性减弱、废水排放减少、能耗降低、反应温度降低、产品质量提高、得率提高。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种利用潲水制备生物柴油的方法，其方法步骤如下：
S1、收集潲水，将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油；
S2、将步骤S1收集的潲水油加热，并和酸性电解质充分混合后加热，加热温度为60～90℃，所述酸性电解质与潲水油的质量比为0.1～0.5:100；加热后静置沉降分层，取分层后的上层清液进行连续真空干燥处理，得到干燥的脱胶油；
S3、将步骤S2的脱胶油在有机酸催化剂作用下与甲醇反应，所述有机酸催化剂与脱胶油的质量比为0.3～0.6:100，让脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应，酯化反应中的脱胶油与甲醇的质量比为100:20～30，经过中和 、沉降分层后取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理，得到低酸值脱胶油；
S4、将步骤S3的低酸值脱胶油在碱性催化剂作用下与甲醇反应，所述碱性催化剂与低酸值脱胶油的质量比为0.2～0.5:100，让低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应，酯交换反应中的低酸值脱胶油与甲醇的质量比为100:20～25，经过沉降分层后，取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理，得到脂肪酸甲酯；
S5、取步骤S4中得到的脂肪酸甲酯经减压蒸馏后分别得到植物沥青和生物柴油两种物质。
作为优选，所述步骤S2中的酸性电解质为磷酸、柠檬酸的一种或两种。
作为优选，所述步骤S3中的有机酸催化剂为甲基磺酸、对甲基苯磺酸的一种或两种。
作为优选，所述步骤S4中的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种。
作为优选，所述步骤S3中脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.5～2.5h。
作为优选，所述步骤S4中低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.0～2.0h。
作为优选，所述步骤S2中的真空干燥处理所控制的真空度为≤5KPa。
作为优选，所述步骤S3中的真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa。
作为优选，所述步骤S4中的真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa。
作为优选，所述步骤S5中的减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明在生产过程中使得腐蚀性减弱、废水排放减少、能耗降低、反应温度降低、产品质量提高、得率提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明。
实施例
一种利用潲水制备生物柴油的方法，其方法步骤如下：
S1、收集潲水，将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油；
S2、将步骤S1收集的潲水油加热，并和酸性电解质充分混合后加热，其中酸性电解质为磷酸、柠檬酸的一种或两种，加热温度为60～90℃，所述酸性电解质与潲水油的质量比为0.1～0.5:100；加热后静置沉降分层，取分层后的上层清液进行连续真空干燥处理（真空干燥处理所控制的真空度为≤5Kpa），得到干燥的脱胶油；
S3、将步骤S2的脱胶油在有机酸催化剂作用下与甲醇反应，其中有机酸催化剂为甲基磺酸、对甲基苯磺酸的一种或两种。所述有机酸催化剂与脱胶油的质量比为0.3～0.6:100，让脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应，酯化反应中的脱胶油与甲醇的质量比为100:20～30，经过中和 、沉降分层后取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到低酸值脱胶油；步骤S3中脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.5～2.5h。
S4、将步骤S3的低酸值脱胶油在碱性催化剂作用下与甲醇反应，其中碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种。所述碱性催化剂与低酸值脱胶油的质量比为0.2～0.5:100，让低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应，酯交换反应中的低酸值脱胶油与甲醇的质量比为100:20～25，经过沉降分层后，取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到脂肪酸甲酯；步骤S4中低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.0～2.0h。
S5、取步骤S4中得到的脂肪酸甲酯经减压蒸馏（减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa）后分别得到植物沥青和生物柴油两种物质。
实施例一
一种利用潲水制备生物柴油的方法，其方法步骤如下：
S1、收集潲水，将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油；
S2、将步骤S1收集的潲水油1000kg加热，并和1kg酸性电解质充分混合后加热，其中酸性电解质为磷酸、柠檬酸的一种或两种，加热温度为90℃，加热后静置沉降分层，取分层后的上层清液进行连续真空干燥处理（真空干燥处理所控制的真空度为≤5Kpa），得到干燥的脱胶油；
S3、取步骤S2的脱胶油1000kg在3kg有机酸催化剂作用下与200kg甲醇反应，其中有机酸催化剂为甲基磺酸、对甲基苯磺酸的一种或两种。经过中和、沉降分层后取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到低酸值脱胶油；步骤S3中脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.5～2.5h。
S4、取步骤S3的低酸值脱胶油1000kg在2kg碱性催化剂作用下与200kg甲醇反应，其中碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种。让低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应，经过沉降分层后，取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到脂肪酸甲酯；步骤S4中低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.0～2.0h。
S5、取步骤S4中得到的脂肪酸甲酯经减压蒸馏（减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa）后分别得到植物沥青和生物柴油两种物质；减压蒸馏时，轻组分提取出来的物质就是生物柴油，剩余的重组分提取出来的物质就是植物沥青，这样就能分别得到植物沥青和生物柴油两种物质，生物柴油作为柴油机的主要燃料，植物沥青可用于道路施工建设行业，也可以用来调和热喷燃料油和船舶燃料油。
实施例二
一种利用潲水制备生物柴油的方法，其方法步骤如下：
S1、收集潲水，将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油；
S2、将步骤S1收集的潲水油1000kg加热，并和3kg酸性电解质充分混合后加热，其中酸性电解质为磷酸、柠檬酸的一种或两种，加热温度为70℃，加热后静置沉降分层，取分层后的上层清液进行连续真空干燥处理（真空干燥处理所控制的真空度为≤5Kpa），得到干燥的脱胶油；
S3、取步骤S2的脱胶油1000kg在4.5kg有机酸催化剂作用下与250kg甲醇反应，其中有机酸催化剂为甲基磺酸、对甲基苯磺酸的一种或两种。经过中和、沉降分层后取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到低酸值脱胶油；步骤S3中脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.5～2.5h。
S4、取步骤S3的低酸值脱胶油1000kg在3.5kg碱性催化剂作用下与220kg甲醇反应，其中碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种。让低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应，经过沉降分层后，取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到脂肪酸甲酯；步骤S4中低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.0～2.0h。
S5、取步骤S4中得到的脂肪酸甲酯经减压蒸馏（减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa）后分别得到植物沥青和生物柴油两种物质；减压蒸馏时，轻组分提取出来的物质就是生物柴油，剩余的重组分提取出来的物质就是植物沥青，这样就能分别得到植物沥青和生物柴油两种物质，生物柴油作为柴油机的主要燃料，植物沥青可用于道路施工建设行业，也可以用来调和热喷燃料油和船舶燃料油。
实施例三
一种利用潲水制备生物柴油的方法，其方法步骤如下：
S1、收集潲水，将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油；
S2、将步骤S1收集的潲水油1000kg加热，并和5kg酸性电解质充分混合后加热，其中酸性电解质为磷酸、柠檬酸的一种或两种，加热温度为60℃，加热后静置沉降分层，取分层后的上层清液进行连续真空干燥处理（真空干燥处理所控制的真空度为≤5Kpa），得到干燥的脱胶油；
S3、取步骤S2的脱胶油1000kg在6kg有机酸催化剂作用下与300kg甲醇反应，其中有机酸催化剂为甲基磺酸、对甲基苯磺酸的一种或两种。经过中和、沉降分层后取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到低酸值脱胶油；步骤S3中脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.5～2.5h。
S4、取步骤S3的低酸值脱胶油1000kg在5kg碱性催化剂作用下与250kg甲醇反应，其中碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种。让低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应，经过沉降分层后，取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得到脂肪酸甲酯；步骤S4中低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.0～2.0h。
S5、取步骤S4中得到的脂肪酸甲酯经减压蒸馏（减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa）后分别得到植物沥青和生物柴油两种物质；减压蒸馏时，轻组分提取出来的物质就是生物柴油，剩余的重组分提取出来的物质就是植物沥青，这样就能分别得到植物沥青和生物柴油两种物质，生物柴油作为柴油机的主要燃料，植物沥青可用于道路施工建设行业，也可以用来调和热喷燃料油和船舶燃料油。
实施例四
取潲水1000g, 将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油，得潲水油179g，取潲水油100g,酸价为11.5mgKOH/g，水杂为2.8%，加热升温至60℃，加入磷酸0.3g，混合30分钟，沉降分层，取上清液连续真空干燥（真空干燥处理所控制的真空度为≤5Kpa），得干燥的脱胶油；取干燥的脱胶油100g,加入甲基磺酸0.3g、甲醇20g, 在60～64℃温度下反应1.5h,用氢氧化钠的甲醇溶液中和，使PH值为5.5～6.0，沉降分层，取上清液连续真空脱醇（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得低酸值脱胶油；加入氢氧化钠0.25g，甲醇20g，在60～64℃温度下反应1.5h,沉降分层，取上层清液连续真空脱醇，得脂肪酸甲酯；将脂肪酸甲酯减压蒸馏（减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa），得生物柴油85.3g,产率为85.3%。
实施例五
取潲水1000g, 将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油，得潲水油223g，取潲水油100g,酸价为11.5mgKOH/g，水杂为2.8%，加热升温至60℃，加入磷酸0.3g，混合30分钟，沉降分层，取上清液连续真空干燥（真空干燥处理所控制的真空度为≤5Kpa），得干燥的脱胶油；取干燥的脱胶油100g,加入对羟基苯甲酸0.4g、甲醇20g,在60～64℃温度下反应1.5h,用氢氧化钾的甲醇溶液中和，使PH值为5.5～6.0，沉降分层，取上清液连续真空脱醇（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得低酸值脱胶油；加入氢氧化钾0.25g，甲醇20g，在60～64℃温度下反应1.5h,沉降分层，取上层清液连续真空脱醇，得脂肪酸甲酯；将脂肪酸甲酯减压蒸馏（减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa），得生物柴油86.7g,产率为86.7%。
实施例六
取潲水1000g, 将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油，得潲水油201g，取潲水油100g,酸价为20.3mgKOH/g，水杂为1.8%，加热升温至60℃，加入柠檬酸0.2g，混合30分钟，沉降分层，取上清液连续真空干燥（真空干燥处理所控制的真空度为≤5Kpa），得干燥的脱胶油；；取干燥的脱胶油100g,加入对甲基苯磺酸0.4g、甲醇20g, 在60～64℃温度下反应2.5h,用氢氧化钾的甲醇溶液中和，使PH值为5.5～6.0，沉降分层，取上清液连续真空脱醇（真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa），得低酸值脱胶油；加入氢氧化钾0.3g，甲醇25g，在60～64℃温度下反应2.0h,沉降分层，取上层清液连续真空脱醇，得脂肪酸甲酯；将脂肪酸甲酯减压蒸馏（减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa），得生物柴油87.9g,产率为87.9%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：其方法步骤如下：
S1、收集潲水，将潲水过滤并除去机械杂质，将过滤后的过滤液进行静置沉降分层，下层为废水，上层为潲水油，收集上层的潲水油；
S2、将步骤S1收集的潲水油加热，并和酸性电解质充分混合后加热，加热温度为60～90℃，所述酸性电解质与潲水油的质量比为0.1～0.5:100；加热后静置沉降分层，取分层后的上层清液进行连续真空干燥处理，得到干燥的脱胶油；
S3、将步骤S2的脱胶油在有机酸催化剂作用下与甲醇反应，所述有机酸催化剂与脱胶油的质量比为0.3～0.6:100，让脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应，酯化反应中的脱胶油与甲醇的质量比为100:20～30，经过中和 、沉降分层后取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理，得到低酸值脱胶油；
S4、将步骤S3的低酸值脱胶油在碱性催化剂作用下与甲醇反应，所述碱性催化剂与低酸值脱胶油的质量比为0.2～0.5:100，让低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应，酯交换反应中的低酸值脱胶油与甲醇的质量比为100:20～25，经过沉降分层后，取分层后的上层清液进行连续真空脱醇处理，得到脂肪酸甲酯；
S5、取步骤S4中得到的脂肪酸甲酯经减压蒸馏后分别得到植物沥青和生物柴油两种物质。
2.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S2中的酸性电解质为磷酸、柠檬酸的一种或两种。
3.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S3中的有机酸催化剂为甲基磺酸、对甲基苯磺酸的一种或两种。
4.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S4中的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种。
5.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S3中脱胶油中的脂肪酸与甲醇发生酯化反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.5～2.5h。
6.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S4中低酸值脱胶油中的甘三酯与甲醇发生酯交换反应在60～64℃温度下进行，反应时间为1.0～2.0h。
7.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S2中的真空干燥处理所控制的真空度为≤5KPa。
8.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S3中的真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa。
9.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S4中的真空脱醇处理所控制的真空度为≤30KPa。
10.按照权利要求1所述的一种利用潲水制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤S5中的减压蒸馏处理所控制的真空度≤3KPa。
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