[发明专利]一种用超临界技术制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源领域，属于绿色化工过程，是一种用超临界技术制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油是指源于生物产品可作为柴油机燃料的物质，包括动植物油的裂化产物或动植物与短链醇酯交换得到的脂肪酸酯等。由于植物油的碳链比较长，含不饱和的双键多或者含支链多等原因，使其黏度过高；废弃食用油脂来源复杂，各种成分极不固定，而且酸败、霉变、大量杂质等因素；动物油脂中如工业规格猪油酸值较高，常混有较多水分、杂质如蛋白质、磷酯、胶质等。所有这些可再生资源都必须用化学方法进行改性，增加油品流动性和降低黏度，使其成为生物柴油。

目前生物柴油主要采用催化反应生产的，即用动、植物油脂和甲醇或乙醇在酸性或碱性催化剂和一定温度下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥，即得生物柴油，同时得到副产物甘油。尽管化学法生产生物柴油的技术日趋成熟，但仍存在缺点，如工艺流程长，生产过程会排放含碱废液，同时由于反应是在甲醇和油两相的相界面进行，而不是均相反应，所以反应速度慢，反应时间长等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述的技术缺点提供一种用超临界技术制备生物柴油的方法。这种方法：是在超临界流体参与下的化学反应，超临界流体对温度及压力的变化十分敏感，所以在反应中常常可以通过改变操作条件来调节超临界流体的物理性质，以进一步影响反应混合物在超临界流体中的传质、溶解度及反应动力学等性质，从而改善反应产物的产率、选择性及反应速度，由绿色化学反应生成绿色能源——生物柴油。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。

用动植物、废餐饮油脂、各种油料作物为原料，经处理后，与甲醇在超临界状态下进行反应，包括以下步骤：

(1)酸化除水；

(2)甲酯化；

(3)酯交换；

(4)过滤；

(5)回收甲醇；

(6)分相。

上述工艺中有关的工艺条件：

1、酸化除水：将油脂或者油脂与溶剂在水浴65-75℃下，缓慢滴加适量的98％硫酸，30-40分钟加完，保温反应30分钟，静置分层，收集上层液或者减压蒸馏回收溶剂的蒸余物；

2、甲酯化：将酸化后油脂升温至60-85℃，缓慢加入一定量的98％硫酸，反应2h，直至酸值不再降低为止；

3、酯交换在8-40Mpa条件下进行，反应时间为2-4min；

4、过滤温度在40-60℃下进行，需要40-80min；

5、回收甲醇在90℃下进行，需要时间40-80min；

6、分相应在30-60℃下进行，需要时间30-60min。

本发明具有以下优点：

1、相对化学催化剂而言，缩短了生物油脂转化为生物柴油的时间，达到设计状态后，不同的油脂，只需要2-4min就能将生物油脂转化成生物柴油。

2.本技术温和了超临界法制备生物柴油的反应条件。

3.生物柴油产率高，一般酯化率可以达到95％以上。

4.本技术不使用碱或酸催化剂，原料适应性广，工艺流程短，对环境无污染。

附图说明

附图是本发明工艺流程框图。

具体实施方式

实施1

将地沟油1Kg和800g苯混合，在65-75℃下充分溶解，缓慢滴加(按油脂重量比0.6％)98％硫酸，32分钟加完，保温反应30分钟，静置分层，收集上层液减压回收苯进行下次套用；将酸化除水后的油脂升温至60-85℃，缓慢加入(按油脂重量比0.6％)98％硫酸，反应2h，直至酸值不再降低为止；将甲酯后的油脂和其重量3倍量的甲醇混合，加入高温反应釜中进行酯交换反应，加热到350℃，表压显示为10MPa，在此温度保持4min；高压高温釜被冷却至60℃，将反应中甲醇在90℃下进行回收，甲醇可以精馏后循环使用；在50℃下进行分相，经45分钟，即得880g脂肪酸甲酯——生物柴油，收率达88％。本实例中的酯交换反应是处于超临界条件下进行。

实例2