專利名稱：一種生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物柴油的生產(chǎn)方法，更具體地說涉及一種生物柴油的自催化酯 化、酯交換的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
生物柴油是利用動(dòng)、植物油脂與低相對分子質(zhì)量醇類(例如甲醇、乙醇等)進(jìn)行 酯交換反應(yīng)而得到的脂肪酸酯混合物，如脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸丙酯等。它是一 種環(huán)境友好燃料，與柴油相比有如下優(yōu)點(diǎn)(1)原料來自可再生的動(dòng)、植物油脂或廢棄的油 月旨，可以減少對石油的依賴；⑵具有優(yōu)良的環(huán)保特性。尾氣中毒物、顆粒物和CO2和CO的 排放量，大約分別是普通柴油的10%、20%和10%，SO2和硫化物的排放量低，也不會(huì)釋放 聚合芳烴或其他致癌物質(zhì)；(3)可生物降解。排放到環(huán)境中不會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染；(4) 具有較好的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能。(5)具有較好的潤滑性能。生物柴油的粘度比一般柴油 的粘度高，略高的粘度在不影響燃油霧化的情況下更容易在汽缸內(nèi)壁形成一層油膜，從而 可提高運(yùn)動(dòng)機(jī)件的潤滑性；(6)具有較好的安全性能和燃燒性能。生物柴油閃點(diǎn)高，易于運(yùn) 輸、儲(chǔ)存和使用。生物柴油十六烷值高，其燃燒性優(yōu)于普通柴油，并且燃燒殘留物呈微酸性， 使催化劑和發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用壽命加長。(7)生物柴油可作為柴油的添加劑。生物柴油的主要生產(chǎn)方法是酯交換法，也是世界各國研究者重點(diǎn)研究的方法。酯 交換法主要包括酸、堿催化法，生物酶催化法，超臨界法，金屬催化法等方法。酸催化法主 要是以硫酸、磺酸等無機(jī)酸作為催化劑，該方法能得到較高的轉(zhuǎn)化率，但是耗時(shí)，對生產(chǎn)過 程中產(chǎn)生水的含量有一定的要求，防止酸對發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬零件的腐蝕。堿催化法主要是以 NaOH.KOH等強(qiáng)堿作催化劑，利用酯交換反應(yīng)制備生物柴油。生物酶催化法是以微生物脂肪 酶作為催化劑進(jìn)行酯交換反應(yīng)，該方法克服了化學(xué)反應(yīng)選擇性差、副產(chǎn)物和雜質(zhì)多、難處理 等缺點(diǎn)。超臨界法是利用動(dòng)、植物油脂與超臨界醇類發(fā)生酯交換反應(yīng)，該方法無需催化劑， 反應(yīng)時(shí)間短，后處理簡單，但是該方法操作條件比較苛刻，要求較高的反應(yīng)溫度和壓力，對 設(shè)備的要求也很高，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。金屬催化劑法是以金屬絡(luò)合物作為催化劑，克服了 酸催化法腐蝕金屬器件和堿催化法發(fā)生乳化作用的缺點(diǎn)。因此需要開發(fā)一種簡單的新型生 產(chǎn)方法以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和問題，提供了一種生物柴油的自催化 酯化、酯交換的生產(chǎn)方法。該方法利用植物油浙青、酸化油、單酸、中性油、地溝油等廢棄的 酸性油脂為原料勾兌成一定酸性的油，在一定條件下與低碳醇反應(yīng)，利用油脂的酸性為催 化劑，產(chǎn)生自催化反應(yīng)，工藝簡單，產(chǎn)品純度高，成本低。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟將酸值為50 200mgK0H/g的原料油和醇按比例投入高壓釜中，在3 IOMPa壓力和為200 280°C溫度條件下反應(yīng)9 28小時(shí)，即制得生物柴油產(chǎn)品，在這個(gè)酸值范圍其 反應(yīng)時(shí)可產(chǎn)生自催化作用，不用外加催化劑。本發(fā)明的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是 所述的原料油為植物油浙青、酸化油、單酸、中性油、地溝油中的一種或其組合，其酸值為 70 192mgK0H/g。
本發(fā)明的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可 以是所述的原料油與醇的質(zhì)量配比為1 1 5 2，上述方法中所述的醇優(yōu)選為低碳醇； 再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的所述的低碳醇優(yōu)選為甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇。本發(fā)明的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可 以是所述的反應(yīng)時(shí)間為10 24小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的方法可以利用植物油浙青、酸化油、單酸、中性油、地溝油等廢棄的酸性 油脂為原料，將其勾兌成一定酸性的油，然后與低碳醇進(jìn)行反應(yīng)，直接利用油脂的酸性為催 化劑，產(chǎn)生自催化反應(yīng)，工藝簡單條件溫和，制備的產(chǎn)品純度高，成本低。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅限定于這些實(shí)施例。實(shí)施例1將酸值為130. 5mgK0H/g的酸化油和甲醇以質(zhì)量比3 2投入高壓釜中，在壓力 4MPa，溫度220°C下反應(yīng)18h，制得生物柴油，其轉(zhuǎn)化率為96. 1%。實(shí)施例2將酸值為70. 2.mgK0H/g的地溝油和乙醇以質(zhì)量比3 2投入高壓釜中，在壓力 5MPa，溫度235°C下反應(yīng)10h，轉(zhuǎn)化率為93.8%。實(shí)施例3將酸值為180. 0mgK0H/g的中性油及單酸的混合物和甲醇以質(zhì)量比5 2投入高 壓釜中，在壓力6MPa，溫度245°C下反應(yīng)22h，轉(zhuǎn)化率為96. 5%。實(shí)施例4將酸值為100.8mgK0H/g的植物油浙青和甲醇以質(zhì)量比3 2. 5投入高壓釜中，在 壓力4MPa，溫度260°C下反應(yīng)12h，轉(zhuǎn)化率為95. 9%。實(shí)施例5將酸值為150. 6mgK0H/g的單酸和甲醇以質(zhì)量比3 3的反應(yīng)物投入高壓釜中，在 壓力4MPa，溫度250°C下反應(yīng)18h，轉(zhuǎn)化率為96. 2%。實(shí)施例6將酸值為192. 0mgK0H/g的黑脂酸和甲醇以質(zhì)量比3 3的反應(yīng)物投入高壓釜中， 在壓力7MPa，溫度260°C下反應(yīng)24h，轉(zhuǎn)化率為97. 6%。
權(quán)利要求
一種生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟將酸值為50～200mgKOH/g的原料油和醇按比例投入高壓釜中，在3～10MPa壓力和為200～280℃溫度條件下反應(yīng)9～28小時(shí)，即制得生物柴油產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述的原料油為植物油浙青、酸化油、單酸、中性油、地溝油中的一種或其組合，其酸值為 70 192mgKOH/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其特征在于所 述的原料油與醇的質(zhì)量配比為1 1 5 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述的醇為低碳醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其特征在于所 述的低碳醇為甲醇、乙醇、丙醇或異丙醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法，其特征在于所 述的反應(yīng)時(shí)間為10 24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法。該方法利用植物油瀝青、酸化油、單酸、中性油、地溝油等廢棄的酸性油脂為原料勾兌成一定酸性的油，在一定條件下與低碳醇反應(yīng)，利用油脂的酸性為催化劑，產(chǎn)生自催化反應(yīng)，工藝簡單，產(chǎn)品純度高，成本低。本發(fā)明的生物柴油的自催化酯化、酯交換的生產(chǎn)方法包括以下步驟將酸值為50～200mgKOH/g的原料油和醇按比例投入高壓釜中，在3～10MPa壓力和為200～280℃溫度條件下反應(yīng)9～28小時(shí)，即制得生物柴油產(chǎn)品。
文檔編號C10L1/02GK101812375SQ20101014529
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者姚成, 尹明明, 徐永林, 殷小平, 賈鳳 申請人:南京工業(yè)大學(xué)