[发明专利]一种制备生物柴油新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备生物柴油的方法，具体涉及一种反应速度快、转化率高的生物柴油制备新方法。

背景技术

目前，能源紧缺和能源安全已经成为全人类所关注的焦点。生物柴油即脂肪酸甲酯，是一种洁净的、可生物降解的、可再生的石化柴油替代品。生物柴油具备有无毒、无硫和芳烃、储存和运输安全、十六烷值高、燃烧残碳低、净二氧化碳排放为零等一系列优点。我国人口众多，油脂短缺，国内现有企业生物柴油合成时间较长、油脂转化率较低，从而导致生物柴油的加工成本较高，油脂的市场收购价格缺乏竞争力，生物柴油难以在我国商业化推广应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种反应速度快，转化率高的低成本生物柴油制备新方法，其设备投资小，能耗低，产物纯度高。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种制备生物柴油新方法，其特征在于：油脂（动物或者植物油脂）通过预处理后，经油嘴雾化进入雾化反应器。溶有酸性催化剂（例如硫酸、盐酸、对甲苯磺酸等）或者碱性催化剂（例如氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾等）的短链醇（甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的任意一种或者其混合物）通过雾化器雾化后进入雾化反应器与油脂发生酯化和酯交换反应，生成粗品生物柴油。其中，各种原料的质量份额为：油脂100份，短链醇15-50份，催化剂0.5-5份。粗品生物柴油经过旋风分离，回收短链醇，循环利用。粗品生物柴油进一步经过纯化后得到成品生物柴油。

整个生物柴油的制备过程包括以下四个步骤：1、油脂预处理；2、雾化反应；3、短链醇回收循环利用；4、生物柴油纯化，其中：

1、油脂预处理：将油脂加热到60-110 ^oC，过滤除去杂质；

2、雾化反应：油脂（100份）和含催化剂（0.5-5份）的短链醇（15-50份）分别经过雾化器雾化后进行酯化和酯交换反应，反应温度为65-100 ^oC，反应时间为5-30分钟。在雾化反应器中，只需要较短的反应时间，反应的转化率就可以接近100%；

3、短链醇回收循环利用：经过雾化反应后，粗品生物柴油中含有生物柴油、短链醇、甘油、水和催化剂。在短链醇沸点以上的温度通过旋风分离，90%以上的短链醇得以回收和循环利用；

4、生物柴油纯化：不含短链醇的生物柴油通过静置分层或者高速离心分离的方法分离出甘油相，生物柴油相通过杂质净化床后得到成品生物柴油。杂质净化床含有吸收催化剂及甘油的陶瓷填料，陶瓷填料的化学式为：（CaO）_x（MgO）_y（Al2O3）_z（SiO2）_1-x-y-z，其中0<x<1，0<y<1，0<z<1以及x+y+z<1。

 本发明生物柴油生产设备投资少，操作简单，能耗低，转化率高，社会和经济效益巨大。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明做进一步的详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似变化，均应列入本发明的保护范围。

废弃油脂经过加热罐1加热至80 ^oC后，经过过滤器2除去杂质。不含杂质的废弃油脂雾化后进入酯化/酯交换反应器4。来自储罐3的硫酸-甲醇混合物（硫酸与甲醇质量百分比为5：95）雾化后进入酯化/酯交换反应器4与废弃油脂在雾化状态下发生酯化和酯交换反应25分钟后得到初品生物柴油。控制酯化/酯交换反应器4的温度为70 ^oC及废弃油脂与硫酸-甲醇混合物的质量流量比为100：40。初品生物柴油通过旋风分离器5分离出气态甲醇相和液态生物柴油相。气态甲醇相经冷却器6冷却后变成液态后进入储罐3循环利用，液态生物柴油相经过离心分离器7分离出生物柴油和甘油。甘油进入甘油储罐8储存，生物柴油经过杂质净化床9除去微量甘油和催化剂后得到成品生物柴油，进入成品生物柴油储罐10储存。杂质净化床9中的填料为（CaO）_0.1（MgO）_0.1（Al2O3）_0.4（SiO2）_0.4陶瓷颗粒。