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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