CN1803987A - 一种用棕榈油生产生物柴油及其生产方法 - Google Patents

一种用棕榈油生产生物柴油及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用棕榈油生产生物柴油及其生产方法，具体地说是利用棕榈油为主要原料，属于发动机的燃烧燃料技术领域。其主要取棕榈油经过滤置于反应釜中，加热真空脱水；加入甲醇、浓硫酸进行酯化反应，反应结束后加入苛性钾进行酯交换、搅拌、甲醇回收、静置分离后甘油排出；再加入水、稀硫酸进行化学反应、静置分离、洗涤处理后，废水排出；最后进行真空脱水、过滤得到成品。本发明生物柴油闪点高、十六烷值高，性能稳定优良，几乎不含甲醇及甘油；不含对环境会造成污染的芳香族烷烃；具有较好的低温发动机启动性能，具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长，运输、储存、使用安全。

Description

一种用棕榈油生产生物柴油及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种用棕榈油生产生物柴油及其生产方法，具体地说是利用棕榈油为主要原料，用于生产生物柴油作为发动机的燃烧燃料，属于燃烧燃料技术领域。
背景技术
生物柴油是由动植物油酯转化生产的一种可再生绿色能源，其再生周期短，资源丰富，为解决石油危机提供了很好的途径。我国产油植物有400余种，主要有花生、油菜、芝麻、向日葵、芥籽、棉、大豆、蓖麻等草本产油植物以及油茶、油桐、乌桕、油棕、小桐子、光皮树等木本产油植物。在己有技术中，既可以直接利用这些油酯生产生物柴油，也可以利用压榨过程中产生的废油来生产生物柴油，但生产生物柴油成本都比较高。因此，在中国开展生物柴油替代燃料的生产，具有资源方面的独特优势。
目前市场上的生物柴油含有微量的甲醇与甘油，会使接触的橡胶零件，如橡胶膜、密封圈、燃油管等逐渐降解，且在生产过程当中甘油分离较困难，“三废”排放也较严重。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种生物柴油几乎不含甲醇及甘油；在生产过程中排放的液体呈中性；其燃烧时二氧化硫和硫化物的排放很低，且不含对环境会造成污染的芳香族烷烃；具有较好的低温发动机启动性能，润滑性能好；使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长的用棕榈油生产生物柴油及其生产方法。
本发明的主要解决方案是这样实现的：
本发明用棕榈油生产生物柴油，其组份配比按重量百分数计。
本发明取棕榈油为：84.1～86.7％、甲醇为：10.1～13.2％、浓硫酸为：0.7～1.0％、苛性钾为：1.6～1.9％、水为：0.13～0.15％；稀硫酸为：0.1～0.2；
本发明首先将棕榈油经预处理置于反应釜中，加热真空脱水；加入甲醇、浓硫酸进行酯化反应，反应结束后加入苛性钾进行酯交换、搅拌，甲醇回收；静置分离后甘油排出；加入水、稀硫酸进行化学反应、静置分离、洗涤处理后，废水排出；再进行真空脱水、过滤得到成品。
本发明用棕榈油生产生物柴油的生产方法其工艺步骤如下：其组份配比按重量百分数计。
1、取棕榈油为：84.1～86.7％经过滤进入反应釜中恒温加热，进行真空脱水，并通过冷凝器将水排出，恒温温度为：60～65℃，加热时间为：30～60分钟，真空度为：00.1～0.02MPa；
2、真空脱水后在反应釜中加入甲醇为：10.1～13.2％及浓硫酸为：0.7～1.0％，在转速为：80～85转/分下搅拌，进行第一步预酯化反应，反应温度为：60～65℃，反应时间为：2～2.5小时；
3、第一步预酯化反应结束后，在混合液中加入苛性钾为：1.6～1.9％进行酯交换反应，搅拌反应转速为：80～85转/分，反应温度为：60～65℃，反应时间：30～60分钟；反应之后继续搅拌，回收多余的甲醇，直至无甲醇蒸出停止搅拌；
4、将上述混合液静置分离，排除甘油，静置分离时间为：1.5-2.5小时；
5、在上述混合液中加入水为：0.13～0.15％、稀硫酸为：0.1～0.2％，在转速为：80～85转/分下搅拌，进行化学处理反应，反应温度为：60～65℃，反应时间为：30～60分钟；
6经上述反应的生物柴油半成品经静置分离，排去洗涤水，静置时间为：30～40分钟；
7、最后将上述生物柴油半成品进行搅拌、真空脱水处理、脱去水分，并经过滤为成品。温度为：85～90℃，加热时间为：30～60分钟；真空度为：00.1～0.02Mpa，搅拌转速为：80～85转/分。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明由于采用棕榈油为主要原料，生产出生物柴油闪点高、十六烷值高，性能稳定优良，几乎不含甲醇及甘油；其具有优良的环保特性。在生产过程中排放的液体呈中性，“三废”排放降低到最低标准；由于硫含量极低，因此，生物柴油燃烧时二氧化硫和硫化物的排放很低，且不含对环境会造成污染的芳香族烷烃；其具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃；其具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长；其具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品，因此，运输、储存、使用安全。
附图说明
图1、图2为本发明工艺流程图。
图3为本发明的质量指标(感观指标)表。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
实施例一：
本发明实施例中用棕榈油生产生物柴油及其生产方法，其组份配比按重量百分数计：
本发明用于制备生物柴油的原料必须满足一定的品质要求，棕榈油可以从市场购得的成品油，也可为原料毛油。成品油只需进行预处理就可以进入反应程序。如采用原料毛油，首先要对原料毛油需进行精炼处理。毛油还存在非甘油三酸酯的成分，这些成分统称为杂质。根据杂质在油中的分散状态，大体可分为四大类：悬浮杂质、胶溶性杂质、油溶性杂质、水分杂质。
本发明对原料毛油进行精炼即预处理，主要包括以下工艺程序：1、去处悬浮杂质：用机械方法(沉淀、过滤、离心分离)除之。2、脱胶：用水化方法通过加水或稀电解质水化磷酯分离胶质使之除去。3、脱酸：用水蒸气蒸馏的方法在高真空直接蒸汽脱除游离脂肪酸、臭味物质。3、脱水分：用水蒸气蒸馏的方法在真空条件下升温脱水。经上述处理后为棕榈油成品油。
本发明取棕榈油为：84.9％经粗过滤进入反应釜中恒温加热，进行真空脱水。真空脱水通过冷凝器将水蒸汽变成水排除。温度为：60℃，加热时间为：30分钟，真空度为：00.1～0.02MPa；真空脱水后在反应釜中加入甲醇为：12.5％、浓硫酸为：0.7％，在转速为：80转/分搅拌下进行第一步预酯化反应，反应温度为：60℃，反应时间为：2小时；第一步反应结束后，在混合液中边搅拌边加入催化剂苛性钾取：1.6495％进行酯交换反应，搅拌转速为：80转/分，反应温度为：60℃，反应时间为：30分钟；反应之后继续搅拌，回收多余甲醇，甲醇通过蒸馏塔进入冷凝器，回收直至无甲醇蒸出停止搅拌；将上述混合液静置分离，排除甘油，静置分离时间为：1.5小时；在上述混合液中加入水为：0.15％、稀硫酸为：0.1％(稀硫酸中水为：30％、硫酸为：70％，溶液浓度为：70％)，在转速为：80转/分搅拌下进行化学处理反应，反应温度为：60℃，反应时间：30分钟；经上述反应的生物柴油半成品经静置分离，使残留的皂从甲酯中分离出，排去洗涤水(废水)，静置时间为：30分钟；最后将上述生物柴油半成品进行真空脱水处理，脱水温度为：85℃，加热时间为：30分钟；真空度为：00.1～0.02Mpa，转速为：80转/分。真空脱去水分后，本产品可根据天气情况在混合液中添加油重0.00050～.0015％的甲基丙烯酸酯累降凝剂进行调和处理，经过滤得到无色无味透明的生物柴油成品。
实施例二：
本发明实施例中用棕榈油生产生物柴油及其生产方法，其组份配比按重量百分数计：
本发明取成品棕榈油为：85.5％经粗过滤进入反应釜中恒温加热，进行真空脱水。真空脱水通过冷凝器将水蒸汽变成水排除。温度为：62.5℃，加热时间为：45分钟，真空度为：00.1～0.02MPa；真空脱水后在反应釜中加入甲醇为：11.4％、浓硫酸为：0.85％，在转速为：82.5转/分搅拌下进行第一步预酯化反应，反应温度为：62.5℃，反应时间为：2.5小时；第一步反应结束后，在混合液中边搅拌边加入催化剂苛性钾取：1.9％进行酯交换反应，搅拌转速为：85转/分，反应温度为：62.5℃，反应时间为：45分钟；反应之后继续搅拌，回收多余甲醇，甲醇通过蒸馏塔进入冷凝器，回收直至无甲醇蒸出停止搅拌；将上述混合液静置分离，排除甘油，静置分离时间为：2.25小时；在上述混合液中加入水为：0.15％、稀硫酸为：0.2％(稀硫酸中水为：30％、硫酸为：70％，溶液浓度为：70％)，在转速为：82.5转/分搅拌下进行化学处理反应，反应温度为：62.5℃，反应时间：45分钟；经上述反应的生物柴油半成品经静置分离，使残留的皂从甲酯中分离出，排去洗涤水(废水)，静置时间为：45分钟；最后将上述生物柴油半成品进行真空脱水处理，脱水温度为：87.5℃，加热时间为：45分钟；真空度为：00.1～0.02Mpa，转速为：82.5转/分。真空脱去水分后，经过滤得到无色无味透明的生物柴油成品。
实施例三：
本发明实施例中用棕榈油生产生物柴油及其生产方法，其组份配比按重量百分数计：
本发明取成品棕榈油为：86.1％经粗过滤进入反应釜中恒温加热，进行真空脱水。真空脱水通过冷凝器将水蒸汽变成水排除。温度为：65℃，加热时间为：60分钟，真空度为：00.1～0.02MPa；真空脱水后在反应釜中加入甲醇为：10.65％、浓硫酸为：1.0％，在转速为：85转/分搅拌下进行第一步预酯化反应，反应温度为：65℃，反应时间为：2.5小时；第一步反应结束后，在混合液中边搅拌边加入催化剂苛性钾取：1.9％进行酯交换反应，搅拌转速为：85转/分，反应温度为：65℃，反应时间为：60分钟；反应之后继续搅拌，回收多余甲醇，甲醇通过蒸馏塔进入冷凝器，回收直至无甲醇蒸出停止搅拌；将上述混合液静置分离，排除甘油，静置分离时间为：2.5小时；在上述混合液中加入水为：0.15％、稀硫酸为：0.2％(稀硫酸中水为：30％、硫酸为：70％，溶液浓度为：70％)，在转速为：85转/分搅拌下进行化学处理反应，反应温度为：65℃，反应时间：60分钟；经上述反应的生物柴油半成品经静置分离，使残留的皂从甲酯中分离出，排去洗涤水(废水)，静置时间为：60分钟；最后将上述生物柴油半成品进行真空脱水处理，脱水温度为：90℃，加热时间为：60分钟；真空度为：00.1～0.02Mpa，转速为：85转/分。真空脱去水分后，经过滤得到无色无味透明的生物柴油成品。

Claims (2)

1、一种用棕榈油生产生物柴油，特征是其组份配比按重量百分数计：
取棕榈油为：84.1～86.7％、甲醇为：10.1～13.2％、浓硫酸为：0.7～1.0％、苛性钾为：1.6～1.9％、水为：0.13～0.15％；稀硫酸为：0.1～0.2；首先将棕榈油经过滤置于反应釜中，加热真空脱水；加入甲醇、浓硫酸进行酯化反应，反应结束后加入苛性钾进行酯交换、搅拌、甲醇回收、静置分离后甘油排出；再加入水、稀硫酸进行化学反应、静置分离、洗涤处理后，废水排出；最后进行真空脱水、过滤得到成品。
2、按权利要求1所述的用棕榈油生产生物柴油的生产方法，其特征在于生产生物柴油工艺步骤如下：其组份配比按重量百分数计：
(1)、取棕榈油为：84.1～86.7％经过滤进入反应釜中恒温加热，进行真空脱水，温度为：60～65℃，加热时间为：30～60分钟，真空度为：00.1～0.02MPa；
(2)、真空脱水后在反应釜中加入甲醇为：10.1～13.2％、浓硫酸为：0.7～1.0％，在转速为：80～85转/分下搅拌，进行第一步预酯化反应，反应温度为：60～65℃，反应时间为：2～2.5小时；
(3)、第一步预酯化反应结束后，在混合液中加入苛性钾为：1.6～1.9％进行酯交换反应，搅拌反应转速为：80～85转/分，反应温度为：60～65℃，反应时间：30～60分钟；反应之后继续搅拌，回收多余的甲醇；
(4)、将上述混合液静置分离，排除甘油，静置分离时间：1.5-2.5小时；
(5)、在上述混合液中加入水为：0.13～0.15％、稀硫酸为：0.1～0.2％，在80～85转/分下搅拌，进行化学处理反应，反应温度为：60～65℃，反应时间为：30～60分钟；
(6)经上述反应的生物柴油半成品再经静置分离，排去洗涤水，静置时间为：30～40分钟；
(7)、最后将上述生物柴油半成品进行搅拌、真空脱水处理，脱去水分，并经过滤为成品，温度为：85～90℃，加热时间为：30～60分钟；真空度为：00.1～0.02Mpa，搅拌转速为：80～85转/分。
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