[发明专利]一种生物柴油的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的制备方法。

背景技术

生物柴油的分子量和性能都与矿物柴油非常接近，它可代替矿物柴油作为柴油发动机的燃料。生物柴油几乎不含芳烃、十六烷值高、润滑性能好、闪点高、无毒、储运方便安全且降解性能好，因此它是一种优质的清洁燃料，而且，生物柴油还可以作为高附加值的精细化工原料。

通常，生物柴油可以通过油脂与一元醇进行酯交换反应而制得，具体的，生物柴油的制备方法可以分为酸催化法、碱催化法、酶催化法和超临界法。

CN 1473907A公开了一种生物柴油的生产方法，该方法包括使原料真空脱水，再在催化剂的存在下发生酯化反应，其中，采用植物油精炼的下脚料及食用回收油为原料，采用无机酸(如硫酸、盐酸、磷酸)和有机酸(如对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸)的复配作为催化剂，脱水后的原料与甲醇的重量比1∶0.15-0.35，催化剂加入量为1-3重量％，反应温度为60-80℃。该专利申请的制备生物柴油的方法是酸催化法，该方法的缺点是反应速度慢，会产生大量的废酸产物，从而导致污染环境。

DE 3444893中公开了一种由含有游离脂肪酸的天然脂肪和天然油制备脂肪酸烷基酯的方法，该方法包括：(a)在酸性酯化催化剂的存在下，用过量的具有1-4个碳原子的第一烷醇与所述天然脂肪和天然油中的游离脂肪酸发生酯化反应；(b)将反应混合物分离成油相和含有酸性酯化催化剂的醇相；(c)用以重量比为1∶0.25至1∶1.25的甘油和甲醇的混合物对所述油相进行萃取；(d)在碱性催化剂的存在下，使经过萃取的所述油相与具有1-4个碳原子的第二烷醇在大气压力下进行酯交换反应。在该专利申请的方法中，需要采用对含有游离脂肪酸的油脂进行预酯化处理，使得加工流程变长，设备投资和能耗都大幅提升；而且，残留在经过预酯化处理的油脂中的酸性催化剂会与碱性催化剂发生中和，从而增大了碱性催化剂的用量；另外，在从最终的产物中去除碱性催化剂的过程中，会产生大量的废水。

CN 1472280A公开了一种利用油脂原料合成生物柴油的方法，其中，以短链脂肪酸酯作为酰基受体，利用生物酶催化生物油脂进行转酯反应，短链脂肪酸酯∶油脂的摩尔比为3∶1-20∶1，经4-20小时反应后，生产出生物柴油；副产物三乙酸甘油酯进一步与甲醇反应又可得到上述短链脂肪酸酯，生成的短链脂肪酸酯可循环用于生物柴油的合成。该专利申请的合成生物柴油的方法是酶催化法，该方法的缺点是反应时间长、效率低、酶的价格昂贵且在高纯度甲醇中酶容易失活。

CN 1287572A中公开了一种由脂肪类制备脂肪酸烷基酯的方法，该方法包括在超临界状态的气氛气中并且不用碱金属催化剂或酸催化剂，使油脂类与醇反应，在酯交换反应中加入含在油脂类中的甘油三酸酯。在该专利申请的方法中，脂肪酸烷基酯的生成率较低。

发明内容

本发明为了克服现有的生物柴油的制备方法中的上述缺陷，提供了一种新的生物柴油的制备方法，该方法具有工艺流程简单且生物柴油收率高的优点。

本发明提供了一种生物柴油的制备方法，其中，该方法包括使油脂、一元醇和过渡金属硫酸盐混合接触。

由于使用过渡金属硫酸盐作为催化剂，本发明提供的方法在较低的温度和压力下，对高酸值且高杂质含量的油脂进行处理，仍可以高的收率制备生物柴油，同时，在本发明提供的方法中，不需要对所述油脂进行预酯化处理，从而简化了制备生物柴油的过程，因此，大大提高了生产效率。

具体实施方式

根据本发明的所述生物柴油的制备方法包括使油脂、一元醇和过渡金属硫酸盐混合接触。

在本发明中，所述油脂可以为各种常规的油脂，例如可以为植物油脂、动物油脂和微生物油脂中的至少一种。所述植物油脂例如可以包括大豆油、菜籽油、花生油、向日葵籽油、棕榈油、椰子油以及来自于其它各种农作物和野生植物的果、茎、叶、枝干和根部的含有脂肪基的物质(包括造纸过程中产生的木浆浮油)。所述动物油脂例如可以包括猪油、牛油、羊油、鱼油等。

根据本发明提供的方法，所述油脂的酸值没有特别的限定，例如可以为0.1-200mg KOH/g。在本发明中，由于使用过渡金属硫酸盐作为催化剂，不但可以催化酯交换反应，还可以催化酯化反应，从而特别适合用于由高酸值的油脂(如酸化油、地沟油等)制备生物柴油，因此，在较优选的实施方式中，所述油脂的酸值为60-200mg KOH/g。