CN1382762A - 利用废动植物油生产生物柴油的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用废动植物油生产生物柴油的工艺。它是在酸性催化剂存在的条件下,将各种不同酸值的废动植物油脂进行醇解和酯化反应;然后再分离出非产品部分的多余成分,得粗制产品;在粗制产品中加入含纯碱10%的饱和食盐水进行中和反应,得到水洗粗酯,最后,在水洗粗酯中加入工业纯碱后进行加热蒸馏,收集气相温度为22－320℃的馏分,得成品生物柴油。本发明具有原料来源广、生产工艺简单、成本低、无污染、使用安全可靠的特点,其生产过程中无污水的排放,符合目前国内环保要求。采用本发明工艺生产的生物柴油已通过中试验证,其使用性能良好,完全可以替代矿物柴油。以动植物油代替矿物柴油,将实现柴油生产的可再生性,并可促进农业产业化进程。

Description

利用废动植物油生产生物柴油的工艺

(一)技术领域：

本发明涉及一种利用废动植物油生产生物柴油的工艺。

(二)背景技术：

专家预测，在二十一世纪内石油资源将枯竭，世界各国都在更经济而有效地使用石油资源，同时也在积极拓展新能源或研制代用燃料。近年来，欧洲许多国家已研制出利用植物油经甲醇进行甲酯化处理，制成类似柴油的燃料油，这种油国外称之为“生物柴油”。由于该油可完全代替柴油，更由于其燃烧后废气中不含二氧化硫，且产生的氮氧化物较少，从而大大减少了燃烧燃料油对环境的污染，这种生物柴油属于新型绿色环保燃料。以美国为例，1999年生物柴油销售量仅为50万加仑；2000年就猛增到500万加仑，2001年总需求量超过2000万加仑，其销售需求增长率惊人。

自从1993年以来，我国从原来的石油出口国转变为石油进口国，且石油的进口数量逐年上升，1999年为4000万吨，2000年为7600万吨，2001年年产油1.5亿吨，进口1亿吨，年消耗量达2.5亿吨。预计今后石油的进口数量还将逐年递增，国家对石油进口的依赖性越大，战略风险也就越大，且消耗的外汇也多。由于能源的缺乏直接危及到我国战略安全，因此，寻找和开发新能源已成为我国的重要战略问题。而我国至今尚无成本低、经济效益好的生物柴油。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、使用安全可靠、成本低的利用废动植物油生产生物柴油的工艺。它解决了现有技术难以生产成本低、经济效益好的生物柴油的技术难题。

本发明的工艺如下：在酸性催化剂存在的条件下，将各种不同酸值的废动植物油脂进行醇解反应和酯化反应；分离多余的醇，得到粗酯；然后再分离出非产品部分的多余成分，如：酸、甘油、水等，得到粗制的产品；在粗制的产品中加入含纯碱10％的饱和食盐水进行中和反应，得到水洗粗酯，最后，在水洗粗酯中加入工业纯碱后进行加热蒸馏，收集气相温度为220～320℃的馏分，得成品生物柴油。本发明的配方为：

废动植物油       100％

醇类(甲醇或乙醇等) 10-20％

酸性催化剂(硫酸或苯磺酸等) 0.7-1.1％

碱盐水 4-6％

纯  碱 0.4-0.8％

本发明的优点是：

1.原料来源广：国内有2500多家提炼食用“色拉油”厂，每年生产食用油900多万吨，提炼过程产生的“水化油脚”、“酸化油”等下脚有多达80——90万吨，其主要成分是油脂和油酸，也正是本发明的原料。

2.生产工艺简单、成本低、无污染：国内研究报告有：利用食用油生产厂的下脚油“水化油脚”和“酸化油”为原料，生产生物代柴油的，其生产工艺为：水化油脚或酸化油——→皂化或补充皂化——→酸化——→酯化——→水洗——→减压蒸馏——→成品。该工艺复杂、流程长、成本高。而本发明工艺不需要经皂化、酸化工艺，而是采用油脂醇解与油酸酯化同时进行的工艺，从而缩短了工序，消除生产中的污水排放，符合目前国内环保要求。

3.使用安全可靠：采用本发明工艺生产的生物柴油已通过中试验证，其使用性能良好，完全可以替代矿物柴油。以动植物油代替矿物柴油，将实现柴油生产的可再生性，并可促进农业产业化进程。

为了使本发明工艺更加清楚完整，下面结合实施例作进一步说明。

(四)具体技术方案：

实施例1：

1.酯化：取棕黑色的、酸度AV＝152的玉米油3000Kg，加入浓度为98％的工业甲醇450Kg和浓度为98％的工业硫酸27Kg，将上述的废油、甲醇和硫酸泵入5000升的酯化缸内，打开回流冷却水及热油加热阀门，进行升温加热，约1个小时后，甲醇回流视盅内出现甲醇回流，气相温度为70℃；在气相温度为70-73℃的条件下，甲醇回流5小时；在气相温度为73-85℃的条件下，甲醇回流3小时15分钟；在气象温度为85-90℃的条件下，甲醇回流3小时，抽验物料的酸值AV≤15，回流时间累计11小时15分钟，回流时间＞10小时，回流时间以10-12小时为较佳，得到合格的粗酯。

关闭回流阀门，打开甲醇蒸馏阀门，将剩余甲醇蒸出，在气相温度为98℃的条件下收集完蒸出的甲醇。

将粗酯经粗酯冷凝器降温后，泵到储坛，经静止12小时后，放出下层稀硫酸及甘油水。

2.中和：

将粗酯泵入中和缸内，边搅拌边加入含苛性钠6％的饱和食盐水，将粗酯的PH值由2～3中和至7～8，静止3小时，分出下层饱和食盐水。该分离出的饱和食盐水经加碱片重新配成苛性钠饱和食盐水，供下一批中和使用。

3.常压蒸馏：

将中性粗酯泵入蒸馏锅，并加入24公斤工业固体纯碱后，升温加热，分别收集220℃温度以下的馏份；220～320℃的馏份以及330℃以上的馏份。其中：

220℃以下的馏份作为汽油与甲醇的互溶剂，呈淡黄色。

220～320℃的馏份作为生物柴油，呈淡黄色。

320℃以上的馏分为棕色，加入下一批蒸馏。

本实施例物料的投入产出状况如表1所示。

本发明的酸性催化剂为硫酸或苯璜酸或其他酸类，醇类为甲醇或己醇或其他醇类。表1：

投  入			产  出
							原料名称	数量(Kg)	百分比(％)	产品及副产品名称	数量(Kg)	百分比(％)
废植物油	3000	100	生  物  柴  油	2422	80.73
							工业甲醇	450	15	低 沸 点 甲 酯	144	4.8
工液硫酸	27	0.9	高 沸 点 甲 酯	285	9.5
							碱盐水	150	5	回  收  甲  醇	270	9
纯  碱	24	0.8	回  收  盐  水	141	4.7
										回收稀甘油及稀酸	285	4.8
累    计	3651		累            计	3547
							物料损失  104Kg，仅占投入料的2.84％

Claims (6)

1.一种利用废动植物油生产生物柴油的工艺，其特征在于：在酸性催化剂存在的条件下，在不同酸值的废动植物油脂中加入醇类催化剂进行醇解反应和酯化反应，得到粗酯；将合成粗酯静置后，分离出非产品部分的多余成分，得到粗制的产品；在粗制的产品中加入含纯碱10％的饱和食盐水进行中和反应，得到水洗粗酯，最后，对水洗粗酯进行加热蒸馏，收集气相温度为220～320℃的馏分，得成品生物柴油，其工艺配方为：(以原料：废动植物油的重量为单位1的重量百分比)

               废动植物油        100％

               醇性催化剂        10-20％

               酸类催化剂        0.7-1.1％

               碱盐水            4-6％

               纯  碱            0.4-0.8％

2.根据权利要求1所述的利用废动植物油生产生物柴油的工艺，其特征在于：其中的酸性催化剂为硫酸或苯磺酸、醇类为甲醇或乙醇。

3.根据权利要求1所述的利用废动植物油生产生物柴油的工艺，其特征在于：在水洗粗酯中加入工业纯碱后再进行加热蒸馏。

4.根据权利要求1所述的利用废动植物油生产生物柴油的工艺，其特征在于：再进行醇解和酯化反应的过程中，醇类加热回流时，控制气相温度70～90℃，历时＞10小时。

5.根据权利要求1所述的利用废动植物油生产生物柴油的工艺，其特征在于：合成的粗酯PH值为2-3，酸值AV≤15，并保温静止12小时后，分离出下层的酸、甘油、水等非产品成分。

6.根据权利要求1所述的利用废动植物油生产生物柴油的工艺，其特征在于：在对水洗粗酯进行加热蒸馏时，应加入0.4-0.8％的工业纯碱。