[发明专利]一种降低生物柴油酸值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低生物柴油酸值的方法。

背景技术

生物柴油可通过天然油脂与一元醇(一般是甲醇或乙醇)进行酯交 换反应制得，其主要成分是脂肪酸单烷基酯(一般是甲酯或乙酯)，此 外，还可能含有允许量的甘油单酯、甘油二酯等物质。油脂的酸值差别 很大，有的可达到150mgKOH/g，导致所制备的生物柴油的酸值难以达 到标准要求(国标不大于0.8mgKOH/g)。为了使生物柴油的酸值符合 标准要求，现有技术一般先对原料油脂进行降酸值处理，即预酯化的方 法或酯化的方法制备生物柴油。

DE3444893公开的方法：(1)对甲苯磺酸、甲磺酸或硫酸为催化 剂，常压，50～120℃，将游离脂肪酸与醇进行酯化，对油料进行预酯 化处理，(2)反应混合物静置，分成含催化剂和水的醇相和油相。(3) 把油相中水用萃取方法除去。(4)在碱性催化剂存在下，将萃取后的油 相与醇进行酯交换反应。这个工艺步骤多，流程长，物料损失大。

US2494366采用过量碱中和游离脂肪酸来降低高酸值油脂中的酸 值，并进行甲酯化反应，碱与游离脂肪酸形成的皂在甲酯化后用硫酸反 中和得到游离脂肪酸，这部分游离脂肪酸在酸催化作用下，再进行酯 化，得到物料经中和、过滤和精馏得到甲酯，这个工艺步骤多、流程 长、物料损失大、无机废料多。

CN1412278A公开了一种酸催化法，采用硫酸为催化剂，包括1)脱 水、2)酯化、酯交换、3)分相、4)脱色，其中脱水是在60～100℃ 的真空下进行的，酯化、酯交换中硫酸用量为油料重量的2～6％；脱 色在90～125℃下进行，需加入活性白土，用量为3～10％。酸催化 与碱催化相比，反应速度较慢。

由现有技术看出：对于酸值较高的油料，如酸值大于2.0mgKOH/g， 一般需要对油料预先进行酯化处理，把其中的游离脂肪酸变为脂肪酸甲 酯，这个过程如采用硫酸等作为催化剂，腐蚀严重，会产生大量废酸、 废水；如采用固体酸为催化剂，存在催化剂较贵、使用周期较短的问 题。预酯化后，遗留在物料中的液体酸催化剂需用碱中和，碱催化剂的 用量会增加，整个过程流程较长，设备投资和能耗大幅上升。另外，反 应完成后需把碱性催化剂从产物中除去，会产生大量废水，物料损失严 重，回收甘油困难，如用碱直接中和游离脂肪酸也有同样问题存在。

发明内容

本发明提供了一种降低生物柴油酸值的方法。

本发明提供的降低生物柴油酸值的方法包括：在含游离脂肪酸的油 脂的酯交换反应产物中加入氨和碳数为2-10的多元醇，搅拌，静置分 层，收集上层含有脂肪酸单烷基酯的混合酯相，得到低酸值的生物柴 油。

具体方法是：在油脂的酯交换反应产物中加入氨和多元醇，搅拌1- 60分钟，静置分相1-30分钟，优选1-15分钟，体系分为二层，上层为 酸值降低了的生物柴油，下层含脂肪酸盐和醇。脂肪酸、氨和醇回收后 可重复使用。

所说的脂肪酸单烷基酯是生物柴油的主要成分，其中的烷基可以是 碳数为1-5的烷基，优选甲基和乙基。

所述的油脂具有本领域公知的一般含义，是油和脂的总称，其中含 有脂肪酸甘油三酯。一般常温为液体的称为油，常温为固体或半固体的 称为脂肪(简称脂)。所述油脂包括植物油以及动物油，另外，还包括 来自微生物、藻类等物质中的油料，甚至还可以是废油脂，例如餐饮废 油、地沟油、泔水油、油脂厂的酸化油等使用过的油脂或变质的油脂。

所说的油脂的酯交换反应产物是指油脂与碳数为1-5的一元脂肪醇 (一般是甲醇或乙醇)进行酯交换反应的产物。未经分离的油脂的酯交 换反应产物中除了含有目的产物脂肪酸单烷基酯以及副产物甘油外，还 含有少量或微量的甘油单酯(俗称单甘酯)、甘油二酯(俗称二甘酯) 以及未反应的甘油三酯(俗称三甘酯)和一元脂肪醇等物质。

为了得到符合标准要求的生物柴油，需要对油脂的酯交换反应产物 进行分离。一般来说，对酯交换反应产物进行蒸馏和静置分层可以去除 绝大部分甲醇和甘油，得到粗酯混合物。对粗酯混合物进一步蒸馏可以 去除部分单甘酯、绝大部分二甘酯和几乎全部的甘油三酯，得到粗生物 柴油。对粗生物柴油进行脱酸处理后，可得到脂肪酸单烷基酯，即生物 柴油。