[发明专利]一种生物柴油的制备方法

说明书

本申请是200610165101.x的分案申请。

技术领域

本发明涉及由油脂和一元醇反应制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油的主要成分是脂肪酸酯，可通过油脂与一元醇进行酯交换反应制得，酯交换反应的产物中除脂肪酸酯外，还可能含有单甘酯、二甘酯、甘油副产物，以及未反应的醇和油脂原料。现有技术中，生物柴油的制备方法可分为酸催化法、碱催化法、酶催化法和超临界法。

CN1473907A采用植物油精炼的下脚料及食用回收油为原料，催化剂由硫酸、盐酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸等无机和有机酸复配而成，经酸化除杂、连续脱水、酯化、分层、减压蒸馏等工序进行生产，连续真空脱水的压力为0.08～0.09MPa，温度60～95℃，脱水至水含量0.2%以下，酯化步骤催化剂的加入量1～3%，酯化温度60～80℃，反应时间6小时。反应后产物先中和除去催化剂，然后分层除去水，产物经减压蒸馏得到生物柴油。用所述酸催化存在的问题是反应速度慢，会有大量废酸产生，污染环境。

DE3444893公开了一种方法，用无机酸作为催化剂，常压条件下，在50～120℃将游离脂肪酸与醇进行酯化，对油料进行预酯化处理，然后在碱金属催化剂下进行酯交换反应，但遗留的无机酸催化剂要被碱中和，碱金属催化剂的量会增加。采用预酯化，使加工流程变长，设备投资增加，能耗大幅上升，物料损失严重。另外，还需把碱性催化剂从产物中除去，会有大量废水产生。

CN1472280A公开了一种方法，以脂肪酸酯作为酰基受体，在生物酶的存在下，催化生物进行转酯反应生产生物柴油。采用酶催化剂存在的不足是：反应时间长、效率较低，酶价格较贵，且在高纯度甲醇中易失活。

CN1141993C公开了在油脂和醇二者之一是超临界状态的条件下并且在无催化剂存在下用油脂和醇制备脂肪酸酯的方法，该方法采用间歇釜式反应，不利于大规模工业生产。

CN1111591C公开了一种油脂和一元醇反应制备脂肪酸酯的方法，该方法是在270～280℃，11～12MPa条件下采用管式反应器连续反应，脂肪酸甲酯收率为55～60%。

由上述现有技术可以发现，中、高压法制备生物柴油存在生物柴油收率较低、或采用间歇釜式反应，不利于大规模工业生产的问题。

发明内容

本发明提供了一种生物柴油的制备方法，该方法可提高生物柴油收率。

本发明提供的生物柴油的制备方法，包括：使原料油脂在额外游离脂肪酸源的存在下与C₁～C₆一元醇在反应器中进行反应，和从反应后的物料中分离脂肪酸酯以获得生物柴油，所述游离脂肪酸源中游离脂肪酸的含量为2～100wt％，并且高于原料油脂中游离脂肪酸的含量。

所述的油脂，如用语“原料油脂”和“高酸值油脂”中出现的，具有本领域公知的一般含义，是油和脂的总称，主要成分是脂肪酸甘油三酯。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）。所述的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，甚至还包括毛油、废弃油脂和变质油脂等。其中毛油是指未经精制或精制后未达到产品标准的油脂。精制工序包括但不限于脱胶质、碱炼、脱磷质、脱色、脱臭等工序。油脂中还可以含有较高含量的不皂化物。植物油的例子包括但不限于大豆油、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）。动物油脂的例子包括但不限于猪油、牛油、羊油、鱼油等。可以使用两种或更多种油脂的混合物。

所述的原料油脂中游离脂肪酸的含量<50wt％，优选<30wt％，特别优选<20wt％。在一个实施方案中，原料油脂包含棕榈油。在另一个实施方案中，原料油脂是废弃油脂。

所述的C₁～C₆一元醇是指碳原子数在1～6之间的一元脂肪醇，可以是饱和醇或不饱和醇。一元醇的例子包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、烯丙醇、丁醇诸如正丁醇、异丁醇，戊醇诸如正戊醇等。可使用单一的醇，或者使用两种或多种醇的混合物。所述一元醇优选甲醇、乙醇和丁醇，更优选甲醇和乙醇，特别为甲醇。C₁～C₆一元醇与原料油脂的摩尔比可以为3～60：1，优选4～12：1。