CN1962825A - 一种降低生物柴油凝固点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降低生物柴油凝固点的方法。该方法具有以下步骤：①以生物柴油为原料，先将所述生物柴油进行冷却，使所述生物柴油中凝固点较高的组分结晶；②然后进行固液分离，分离出晶体组分，而得到低凝固点的生物柴油。在对所述生物柴油冷却结晶前，还可以具有预热的步骤。在进行固液分离前，还可以具有养晶处理，使晶体长大的步骤。将固液分离后得到的液态组分加热升温后，可以重复进行上述步骤①、②一次或多次，而得到更低凝固点的生物柴油。本发明的方法有效降低了生物柴油的凝固点，解决了生物柴油的冬季使用问题，扩大了生物柴油的使用地区和使用时间，并且生产成本低，效率高，是一种非常环保的生产方法。

Description

一种降低生物柴油凝固点的方法
技术领域
本发明涉及一种获取高质量生物质燃料的方法，尤其涉及一种降低生物柴油凝固点的方法。
背景技术
生物质燃料是由光合作用产生的有机可燃物的总称，是一种可再生能源。生物质燃料的开发利用不仅能缓解能源危机，减少对矿物燃料的依赖，而且可以减轻环境污染。目前，生物质燃料的开发利用已成为世界各国的共识。生物柴油是利用双低菜籽油、大豆油、棕榈油、木本植物油以及其它种类的动植物油脂、餐饮废油、酸化油、地沟油等废弃油脂为原料，而制成的以脂肪酸甲酯混合物为主要成份的、可供内燃机使用的一种“安全、清洁、高效”的可再生液体生物质燃料，是典型的“绿色能源”。生物柴油在环境特性方面优于矿物柴油，具有良好的排放性能；并且由于其含氧量高，在燃烧过程中所需的氧气量较矿物柴油少，点火性能优于普通柴油。另外，现有的柴油发动机不必做任何改动而都可以使用生物柴油，非常便于生物柴油的推广使用。
在生物柴油的质量指标中，凝固点是一个非常重要的指标，如果环境温度低于生物柴油的凝固点，生物柴油将因凝固而不能流动，也就无法正常使用。生物柴油凝固点的高低是由生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量的高低决定的，饱和脂肪酸甲酯含量越低，生物柴油的凝固点就越低。目前，市场上出售的生物柴油的凝固点通常是在3℃至15℃，普遍较高，高凝固点生物柴油的使用受环境温度的影响很大，理想的生物柴油凝固点应该等于或低于0℃。并且，这些生物柴油由于是产自各种不同的动植物油脂，其饱和脂肪酸甲酯含量存在着很大的差别，导致其凝固点相差很大，非常不适于生物柴油的推广使用。
为降低生物柴油的凝固点，现在的研究都是将现有的应用于石化柴油的降凝剂添加到生物柴油中，以降低生物柴油的凝固点。但是，由于石化柴油与生物柴油是两种化学结构完全不同的物质，适用于石化柴油的降凝剂并不适用于生物柴油。到目前为止，还没有找到一种降凝剂在生物柴油中起到理想的降凝效果。新开发或发现适用于生物柴油的降凝剂还需要做大量的工作和花费大量的时间(需要发现或研制出新的降凝剂，并需要大量实验检验)，不是一朝一夕所能完成的事情。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低生物柴油凝固点的方法。
实现本发明目的的技术方案是；一种降低生物柴油凝固点的方法，具有以下步骤：①以生物柴油为原料，先将所述生物柴油进行冷却，使所述生物柴油中凝固点较高的组分结晶；②然后进行固液分离，分离出晶体组分，而得到液态的低凝固点的生物柴油。
在对所述生物柴油冷却结晶前，为避免所述生物柴油中凝固点较高的组分以生物柴油中已经存在的微小晶粒为晶核进行结晶，还可以进行预热的步骤，以使所述生物柴油中已经存在的微小晶粒熔化，从而在冷却结晶时，所述生物柴油中凝固点较高的组分会以理想的规律结晶。
在进行固液分离前，还具有养晶处理，使晶体充分长大的步骤。
将固液分离后得到的液态组分加热升温后，再重复进行上述步骤①、②一次或多次，可以得到凝固点更低的生物柴油。
上述步骤②中所述的固液分离方式为采用过滤的方式。
所述预热为在板式换热器中以蒸汽为介质进行加热；所述冷却结晶是在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的结晶罐中进行；所述养晶处理为在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的养晶罐中进行。
所述预热的预热温度为45℃至60℃；所述冷却结晶时的冷却速率为1℃/min至2℃/min，搅拌速度为10转/分钟至15转/分钟，最终冷却结晶温度为零下5℃至零上7℃；所述养晶处理的养晶温度为零下5℃至7℃，搅拌速度为10转/分钟至15转/分钟，养晶时间为8小时至24小时。
所述过滤是采用隔膜式压滤机或带式真空过滤机过滤。
当使用隔膜式压滤机时：过滤压力为0.2Mpa至1.5Mpa，过滤时间为13分钟至15分钟，当使用带式真空过滤机时；真空度为350Pa至450Pa，过滤时间为15分钟至40分钟。
本发明的积极效果是：(1)通过本方法对生物柴油进行再加工，可以降低生物柴油的凝固点，解决了生物柴油的冬季使用问题，扩大了生物柴油的使用地区和使用时间。(2)本发明的降低生物柴油凝固点的方法是将各种动植物油脂和各种废弃油脂制取的生物柴油，根据饱和脂肪酸甲酯组份和非饱和脂肪酸甲酯组份在凝固点上的差别，采用低温分提的方法来降低生物柴油的凝固点，因此，使用各种动植物油脂和各种废弃油脂作为原料生产的生物柴油，都能够用来制备低凝固点的生物柴油，无须对作为本发明方法生产原料使用的生物柴油的品质进行选择，从而生产成本低，效率高。(3)通过本方法对生物柴油进行再加工，可以提升和统一现有生物柴油生产厂家生产的各类生物柴油品质，有利于生物柴油的推广。(4)本方法是一物理生产过程，不使用任何化学药品，本方法在获取低凝固点生物柴油的同时，可以得到一种副产品：高凝固点生物柴油，可在南方地区或者在北方地区的夏季使用，因而，本发明的方法所产生的所有组份都是有价值的产品，不产生任何废弃物，对环境没有任何污染，是一种非常环保的生产方法。
附图说明
图1为本发明的降低生物柴油凝固点的方法的工艺流程方框图；
图2为本发明的降低生物柴油凝固点的方法的另一工艺流程方框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但不局限于此。
(实施例1)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法具有以下步骤：
①以凝固点为8℃的生物柴油为原料，将该生物柴油在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的结晶罐中进行冷却结晶，而使所述生物柴油中的包括各种饱和脂肪酸甲酯在内的高凝固点物质结晶；冷却结晶时的冷却速率为1℃/min，搅拌速度为10转/分钟，最终冷却结晶温度为零下5℃；
②冷却结晶后的物料采用隔膜式压滤机进行过滤处理，过滤压力为0.2Mpa，过滤时间为13分钟，通过过滤处理，得到液态的凝固点为零下1℃的生物柴油。
(实施例2)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法具有以下步骤：
①以凝固点为10℃的生物柴油为原料，将该生物柴油在板式换热器中以蒸汽为介质进行预热，预热温度为50℃，然后在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的结晶罐中进行冷却结晶，而使所述生物柴油中的包括各种饱和脂肪酸甲酯在内的高凝固点物质结晶；冷却结晶时的冷却速率为1.5℃/min，搅拌速度为14转/分钟，最终冷却结晶温度为零下8℃；
②冷却结晶后的物料采用隔膜式压滤机进行过滤处理，过滤压力为1.2Mpa，过滤时间为13分钟，通过过滤处理，得到液态的凝固点为零下5℃的生物柴油。
(实施例3)
如图1所示，本实施例的降低生物柴油凝固点的方法具有以下步骤：
①以凝固点为3℃的生物柴油为原料，将该生物柴油在板式换热器中以蒸汽为介质进行预热，预热温度为45℃；
②将步骤①预热后的生物柴油在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的结晶罐中进行冷却结晶，而使所述生物柴油中的包括各种饱和脂肪酸甲酯在内的高凝固点物质结晶；冷却结晶时的冷却速率为1℃/min，搅拌速度为15转/分钟，最终冷冻结晶温度为零下5℃；
③将步骤②冷却结晶后的物料置于带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的养晶罐中养晶处理，使晶体长大；养晶温度为零下5℃，搅拌速度为10转/分钟，养晶时间为8小时；
④将养晶处理后的物料采用隔膜式压滤机进行过滤处理，过滤压力为0.2Mpa，过滤时间为13分钟，通过过滤处理，得到液态的凝固点为零下6℃的生物柴油。
(实施例4)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法与实施例3中的基本相同，差别在于；步骤①中所述的生物柴油的凝固点为8℃，预热温度为60℃；步骤②中冷却结晶时的冷却速率为2℃/min，搅拌速度为15转/分钟，最终冷冻结晶温度为7℃；步骤③养晶温度为7℃，搅拌速度为15转/分钟，养晶时间为24小时；步骤④中过滤压力为1.5Mpa，过滤时间为15分钟。
本实施例的方法得到的生物柴油的凝固点为0℃。
(实施例5)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法与实施例3中的基本相同，差别在于：步骤①中所述的生物柴油的凝固点为5℃，预热温度为50℃；步骤②中冷却结晶时的冷却速率为1.5℃/min，搅拌速度为12转/分钟，最终冷冻结晶温度为0℃；步骤③养晶温度为0℃，搅拌速度为13转/分钟，养晶时间为15小时；步骤④中过滤压力为1.0Mpa，过滤时间为14分钟。
本实施例的方法得到的生物柴油的凝固点为零下2℃。
(实施例6)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法与实施例3中的基本相同，差别在于：步骤①中所述的生物柴油的凝固点为10℃，预热温度为55℃；步骤②中冷却结晶时的冷却速率为1.2℃/min，搅拌速度为13转/分钟，最终冷冻结晶温度为2℃；步骤③养晶温度为2℃，搅拌速度为10转/分钟，养晶时间为12小时；步骤④为将养晶处理后的物料采用带式真空过滤机进行过滤处理，带式真空过滤机的真空度为400Pa，过滤时间为15分钟。
本实施例的方法得到的生物柴油的凝固点为零下5℃。
(实施例7)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法与实施例6中的基本相同，差别在于：步骤④中带式真空过滤机的真空度为350Pa，过滤时间为30分钟。
本实施例的方法得到的生物柴油的凝固点为零下5℃。
(实施例8)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法与实施例6中的基本相同，差别在于：步骤④中带式真空过滤机的真空度为450Pa，过滤时间为40分钟。
本实施例的方法得到的生物柴油的凝固点为零下8℃。
(实施例9)
如图2所示，本实施例的降低生物柴油凝固点的方法具有以下步骤：
①以凝固点为15℃的生物柴油为原料，将该生物柴油在板式换热器中以蒸汽为介质进行预热，预热温度为55℃；
②将步骤①预热后的生物柴油在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的结晶罐中进行冷却结晶，而使所述生物柴油中的包括各种饱和脂肪酸甲酯在内的高凝固点物质结晶；冷却结晶时的冷却速率为1℃/min，搅拌速度为12转/分钟，最终冷却结晶温度为零下4℃；
③将步骤②冷却结晶后的物料置于带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的养晶罐中养晶处理，使晶体长大；养晶温度为零下4℃，搅拌速度为11转/分钟，养晶时间为12小时；
④将养晶处理后的物料采用隔膜式压滤机进行过滤处理，过滤压力为0.2Mpa，过滤时间为13分钟，通过过滤处理，得到液态的生物柴油粗品。
⑤将步骤④中得到的液态的生物柴油粗品重复上述步骤①至步骤④一次，而得到液态的凝固点为零下9℃的生物柴油。
(实施例10)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法与实施例9中的基本相同，差别在于：步骤⑤中将步骤④中得到的液态的生物柴油粗品重复上述步骤①至步骤④两次，得到的生物柴油的凝固点为零下12℃。
(实施例11)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法具有以下步骤；
①以凝固点为12℃的生物柴油为原料，将该生物柴油在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的结晶罐中进行冷却结晶，而使所述生物柴油中的包括各种饱和脂肪酸甲酯在内的高凝固点物质结晶；冷却结晶时的冷却速率为1℃/min，搅拌速度为10转/分钟，最终冷却结晶温度为零下5℃；
②冷却结晶后的物料采用隔膜式压滤机进行过滤处理，过滤压力为0.2Mpa，过滤时间为13分钟，通过过滤处理，得到液态的生物柴油粗品。
③将步骤②中得到的液态的生物柴油粗品重复上述步骤①、②一次，而得到液态的凝固点为零下9℃的生物柴油。
(实施例12)
本实施例的降低生物柴油凝固点的方法与实施例11中的基本相同，差别在于：步骤③将步骤②中得到的液态的生物柴油粗品重复上述步骤①、②三次，得到的生物柴油的凝固点为零下10℃。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1、一种降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：具有以下步骤：①以生物柴油为原料，先将所述生物柴油进行冷却，使所述生物柴油中凝固点较高的组分结晶；②然后进行固液分离，分离出晶体组分，而得到液态的低凝固点的生物柴油。
2、根据权利要求1所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于；在对所述生物柴油冷却结晶前，还具有预热的步骤。
3、根据权利要求1或2所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：在进行固液分离前，还具有养晶处理，使晶体长大的步骤。
4、根据权利要求1或2所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：将固液分离后得到的液态组分加热升温后，再重复进行上述步骤①、②一次或多次，而得到更低凝固点的生物柴油。
5、根据权利要求1或2所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：上述步骤②中所述的固液分离方式为采用过滤的方式。
6、根据权利要求5所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：所述预热为在板式换热器中以蒸汽为介质进行加热；所述冷却结晶是在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的结晶罐中进行；所述养晶处理为在带搅拌装置和冷却盘管及冷却夹套的养晶罐中进行。
7、根据权利要求6所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：所述预热的预热温度为45℃至60℃；所述冷却结晶时的冷却速率为1℃/min至2℃/min，搅拌速度为10转/分钟至15转/分钟，最终冷却结晶温度为零下5℃至零上7℃；所述养晶处理的养晶温度为零下5℃至7℃，搅拌速度为10转/分钟至15转/分钟，养晶时间为8小时至24小时。
8、根据权利要求5所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：所述过滤是采用隔膜式压滤机或带式真空过滤机过滤。
9、根据权利要求8所述的降低生物柴油凝固点的方法，其特征在于：当使用隔膜式压滤机时：过滤压力为0.2Mpa至1.5Mpa，过滤时间为13分钟至15分钟，当使用带式真空过滤机时：真空度为350Pa至450Pa，过滤时间为15分钟至40分钟。
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