专利名称：一种高酸值油脂生产生物柴油的方法
技术领域：
本发明涉及生物柴油的制作方法，尤其是一种高酸值油脂生产生物柴油的 方法，属于可再生能源技术领域。
背景技术：
液体燃油是维持现代社会正常运转的基石之一，是最重要的动力燃料。随 着世界经济的发展，全球性化石资源日益枯竭，液体燃油的供应形势日趋严峻，
能源短缺已经成为制约世界各国经济发展的重要因素之一。我国2004年进口原 油达到1.2亿吨，占原油加工总量的44%,过高的进口依存^度已经威胁到国家 能源战略安全。在能源消费结构上，我国是柴油消费大国，2 00 3年消费柴油8 3 07 万吨，汽油4016万吨；2004年柴油产量突破1亿吨，进口量仍达274万吨。因应 我国特殊的燃油消费结构，近年来炼化企业不断提高柴汽比，2004年生产柴汽 比达到1.94。但是，我国消费柴汽比在2. O以上，云南、广西、贵州等省区的 消费柴汽比甚至在2. 5以上。作为农业大国，我国近年来农用柴油年消费量在 1500万吨以上。随着农业机械化进程和世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未 来柴油的供需矛盾将更加突出。因此，在石油资源日趋枯竭、柴油需求量日益 扩大和油品结构性矛盾长期存在的多重压力下，寻找和开发柴油替代能源对保 障国家能源安全、促进经济社会可持续发展具有重要战略意义。
生物柴油由各种动、植物油脂经酯化或酯交换反应而得，其主要成分是长 链脂肪酸甲酯。生物柴油具有能量密度高、润滑性能好、储运安全、抗爆性好、 燃烧充分等优良使用性能和可再生性、环境友好性及良好的替代性能，是最具 发展潜力的大宗生物基液体燃料。采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满 足目前的欧洲II号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲
in号排放标准。
油脂酯交换制备生物柴油是一种目前比较成熟的工业化技术，但以油脂为原料进行酯交换制备生物柴油时，要求油脂的酸价〈0. 5,否则将出现皂化现 象。当所使用的油脂的酸价〉0. 5时，工业上通常用先进行油脂酸催化酯化反 应、再进行碱催化酯交换反应的"二步法"生产工艺(即先进行油脂S吏催化 酯化，通过酯化反应除去酸值，再进行水洗中间步骤使酸值降至0. 5以下，然 后用甲醇钠为催化剂进行酯交换反应)来避免出现油脂皂化现象，这种方法工 序复杂、设备投资多、污水排放量大、环保治理费用高。
发明内容
本发明目的在于克服现有生物柴油生产过程中存在的缺点，提供一种工艺 简单、投资少的用油脂生产生物柴油方法。
本发明所采用的技术方案为一种用油脂生产生物柴油方法，其要点在于其 生产配方(质量百分比)为油脂IOO、短链醇15-120、脂肪酸曱酯1-10、催 化剂0.5-4、弱碱性緩冲物质O. 1-5,其具体步骤为 (1)将油脂加入到具有高速搅拌设备(300转以上/分钟)的反应釜中，再加 入短链醇和脂肪酸曱酯，室温下高速搅拌1-4h形成均匀的乳状液； (2 )在上述(1 )乳状液中加入弱碱性物质，高速搅拌1-4h;
(3) 将KOH或NaOH溶于曱醇中，配成质量百分比浓度为8-10%的KOH或NaOH 甲醇溶液，作为催化剂，加入到上述(2)的乳状液中，在50-120。C下回流反 应0. 5-4h;
(4) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC，进行静置分离，分去下层的甘油 等副产物，得生物柴油粗品；
(5) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇；
(6) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。 本发明所针对的生产原料主要是酸价>0. 5的各种油脂，特别是废动植物
油和野生纟直物油。
短链醇主要是曱醇、乙醇或丙醇。 脂肪酸曱酯用作油脂与曱醇的相容剂。
弱碱性物质主要是指四硼酸钠(钾)、碳酸钠(钾)、碳酸氩钠(钾)、磷酸氢钠(钾)、磷酸二氬钠(钾)。
本发明的优点在于在酯交换反应前加入脂肪酸曱酯充当反应体系的相容 剂，增加了反应物接触几率，使反应速度加快，有利于缩短反应时间；同时在 反应过程中使用高速搅拌设备，有助于物料的乳化和接触，可促使反应迅速完 全，因此，该工艺的反应时间短；在酯交换反应前道工序使用了弱碱性緩冲剂 除去反应体系的酸值，可避免下一步加入强碱性催化剂造成的油脂皂化现象， 这样就省去原"二步法"生产工艺中的酯化反应工序，直接进入酯交换反应， 从而克服了原"二步法，，生产工艺存在的缺点；生物柴油生产过程中使用NaOH 或KOH作催化剂，避免了碱性催化剂曱醇钾(钠)价格高的缺点，使整个反应 的制造成本低廉；使用K0H或NaOH的甲醇溶液为催化剂，可以克服K0H或NaOH 直接加入油脂和曱醇的混合体系中导致部分KOH或NaOH无法完全溶解。整个 生物柴油制备过程简单、条件温和、后处理简单、易实现产业化。
具体实施例方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，对下述的实施例进 行修改，添加和替换都是可能的，都没有超出本发明的保护范围。 实施例1
(1 )将40g的NaOH溶解于甲醇中配成质量百分比浓度为10%的NaOH甲醇溶液。
(2 )将lOOOg酸价为4的废植物油，加入到具有高速搅拌设备(500转以 上/分钟)的反应釜中，并加入脂肪酸曱酯30g,曱醇300g,高速剧烈搅拌2h， 物料形成流动均匀的乳状液。
(3)在上述(2)的乳状液中加入20g的硼砂，继续高速搅拌1.5h后， 慢慢加入上述(1 )的NaOH曱醇溶液，在7(TC下反应1. 5h。
(5) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC,进行静置分离，分去下层的 甘油等副产物，得生物柴油粗品。
(6) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇
(7) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。实施例2
(1) 将30g的KOH溶解于曱醇中配成质量百分比浓度为8%的KOH曱醇溶液。
(2 )将lOOOg酸价为5的地沟油，加入到具有高速搅拌设备(400转以上 /分钟)的反应釜中,并加入脂肪酸曱酯10g,乙醇400g，高速剧烈搅拌lh, 物料形成流动均匀的乳状液。
(3)在上述(2)的乳状液中加入30g的碳酸钠，继续高速搅拌lh后， 慢慢加入上述(1 )的KOH曱醇溶液，在7(TC下反应0. 5h。
(5) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC,进行静置分离，分去下层的 甘油等副产物，得生物柴油粗品。
(6) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇
(7) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。 实施例3
(1 )将12g的K0H溶解于曱醇中配成质量百分比浓度为10%的K0H曱醇溶液。
(2) 将1000g酸价为3的麻疯树果油，加入到具有高速搅拌设备(400 转以上/分钟)的反应釜中，并加入脂肪酸曱酯10g,曱醇200g，高速剧烈搅 拌lh,物料形成流动均匀的乳状液。
(3) 在上述(2)的乳状液中加入10g的磷酸二氢钾，继续高速搅拌lh 后，慢慢加入上述(1 )的K0H曱醇溶液，在70。C下反应0. 5h。
(5) 反应完成后，将反应物料降温至4(TC，进行静置分离，分去下层的 甘油等副产物，得生物柴油粗品。
(6) 将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇
(7) 再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
权利要求
1、一种高酸值油脂生产生物柴油的方法，其特征在于生产配方为油脂100、短链醇20-120、脂肪酸甲酯1-10、催化剂0.5-4、弱碱性缓冲物质0.1-5，其具体步骤为(1)将油脂加入到具有高速搅拌设备的反应釜中，再加入短链醇和脂肪酸甲酯，室温下高速搅拌1-4h形成均匀的乳状液；(2)在上述(1)乳状液中加入弱碱性物质，高速搅拌1-4h；(3)将KOH或NaOH溶于甲醇中，配成质量百分比浓度为8-10％的KOH或NaOH甲醇溶液，作为催化剂，加入到上述(2)的乳状液中，在50-120℃下回流反应0.5-4h；(4)反应完成后，将反应物料降温至40℃，进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗品；(5)将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇；(6)再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。
2、 根据权利要求1所述的一种高酸值油脂生产生物柴油的方法，其特征在于 所述的油脂是酸价> 0. 5的各种油脂，特别是废动植物油和野生植物油。
3、 根据权利要求1所述的一种高酸值油脂生产生物柴油的方法，其特征在于 所述的短链醇主要是曱醇、乙醇或丙醇。
4、 根据权利要求1所述的一种高酸值油力旨生产生物柴油的方法，其特征在于 所述的脂肪酸曱酯用作油脂与曱醇的相容剂。
5、 根据权利要求1所述的一种高酸值油脂生产生物柴油的方法，其特征在于 所述的弱碱性物质主要是指四硼酸钠(钾)、碳酸钠(钾)、碳酸氬钠(钾)、 磷酸氬钠(钾)、磷酸二氬钠(钾)。
6、 根据权利要求1所述的一种高酸值油脂生产生物柴油的方法，其特征在于 所述的高速搅拌设备是指转速在300转以上/分钟的搅拌设备。
全文摘要
本发明涉及生物柴油的制作方法，尤其是一种高酸值油脂生产生物柴油的方法，属于可再生能源技术领域。本发明的生产配方为油脂100、短链醇20-120、脂肪酸甲酯1-10、催化剂0.5-4、弱碱性缓冲物质0.1-5。其具体步骤为将油脂加入到高速搅拌设备的反应釜中，再加入短链醇和脂肪酸甲酯，室温下高速搅拌1-4h形成均匀的乳状液，再加入弱碱性物质，高速搅拌1-4h后，将KOH或NaOH溶于甲醇中，配成8-10％的KOH或NaOH甲醇溶液，作为催化剂加入，在50-120℃下回流反应0.5-4h；反应完成后，将反应物料降温至40℃，进行静置分离，分去下层的甘油等副产物，得生物柴油粗品；将生物柴油粗品进行常压蒸馏，回收多余的短链醇；再经过分子蒸馏，制得达标的生物柴油。本发明制备过程简单、条件温和、后处理简单，生产成本低，工艺的经济性好，具有大规模推广应用的前景，易实现产业化。
文档编号C11C3/00GK101307247SQ20081007138
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者玮 吕, 肖可青, 陈登龙, 陈顺玉, 黄三福 申请人:陈登龙;黄三福;肖可青;吕 玮;陈顺玉