[发明专利]一种后处理方便的生物柴油的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的生产方法技术领域。

背景技术

以植物油、动物油、废食用油等为原料与醇(甲醇、乙醇、正丁醇等)进行酯交换反应，产品即为生物柴油(脂肪酸酯)，副产品为甘油。传统的酯交换反应采用均相催化剂，如NaOH、KOH、甲醇钠等，用量约为1％(油重)左右，反应温度一般是甲醇的沸点，反应速度快，转化率高(95％以上)，但同时也存在着明显的缺点，产品需中和洗涤而带来大量的工业废水，造成环境污染，后处理复杂。用超临界非催化法进行酯交换反应，反应时间短，转化率可达95％以上，产品不需要洗涤，后处理简单，但醇油摩尔比高，反应温度与压力超过甲醇的临界温度与临界压力，生产工艺对设备要求高；脂肪酶用于酯交换反应产品分离及后处理方便，无废水产生，反应温度为室温，但反应时间长达数天，脂肪酶的固定化、活性及价格是关键。现有文献中，邬国英等.植物油制备生物柴油.江苏石油化工学院学报.2002，14(13)：8～11，其使用液体碱而不是固体碱，如KOH、NaOH、甲醇钠等制备生物柴油，存在着明显的缺点，生物柴油产品需中和洗涤而带来大量的工业废水，造成环境污染，后处理复杂。

发明内容

本发明目的是克服上述制备方法的不足，提供一种后处理十分方便的生产生物柴油的方法。固体碱催化剂用于酯交换反应，产品生物柴油及副产品呈中性，因此不需中和洗涤，后处理过程方便，无废水产生，催化剂可多次重复或一次性使用。

本发明所采取的技术方案是：

一种后处理方便的生物柴油的生产方法，该方法是：采用经活化处理的固体碱催化剂，在甲醇或乙醇、正丁醇等醇与植物油的摩尔比4∶1～25∶1的条件下进行酯交换反应，催化剂加入量为0.01％～3％，反应后蒸馏出多余甲醇，反应液相趁热过滤，分离出催化剂，然后将滤液静置过夜分层，上层产品即为生物柴油。

所述固体碱催化剂为碱或碱土金属氧化物、负载型碱金属及氢氧化物，其包括：碱金属氧化物Rb20、碱土金属氧化物及其氢氧化物MgO、CaO、SrO、BaO、MgO-NaOH、MgO-Na、Mg-Al复合氧化物等、负载型碱金属及氢氧化物y-Al2O3-NaOH-Na、Y-Al2O3-KOH-K等。

碱或碱土金属氧化物只需简单地活化处理即可以成为本酯交换反应的催化剂；负载型碱金属及氢氧化物是在Y-Al2O3上浸渍NaOH、KOH等再焙烧负载Na、K等制得。

碱金属氧化物Rb20、碱土金属氧化物及其氢氧化物MgO、CaO、Sr()、BaO、MgO-NaOH、MgO-Na、Mg-Al复合氧化物等、负载型碱金属及氢氧化物作为植物油与醇的酯交换反应催化剂，产品生物柴油及副产品甘油呈中性，因此不需要中和洗涤等过程，从而不会产生大量的工业废水造成环境污染，产品后处理方便。

本发明的有益效果是：

采用固体碱催化剂植物油与甲醇的酯交换反应转化率与均相催化剂NaOH、KOH、甲醇钠等相似，产品生物柴油与均相催化剂制备的生物柴油一样符合0孝柴油的主要性能指标。最大优点为：固体碱作为植物油与醇的酯交换反应催化剂，产品生物柴油及副产品甘油呈中性，不需要中和洗涤等过程，从而不会产生大量的工业废水造成环境污染，产品后处理方便。

具体实施方式

以下通过实施例和试验例用来进一步详细说明本发明。

实施例1

在500mL四口烧瓶中，根据醇油摩尔比为6∶1加入经干燥处理过的大豆油275.1克、乙醇83克，搅拌加热达到乙醇回流约800c后，加入准备好的重量为油重2％BaO 5.5克，在80~C下反应3.5小时后反应结束，蒸馏出多余乙醇，反应液相趁热过滤，分离出催化剂，然后将滤液倒入分液漏斗中静置过夜分层。上层产品为生物柴油，下层为副产品甘油层，副产品甘油层的pH值为7。

上层生物柴油产品pH值为7，产品无需后处理，这避免了均相催化法需进行的酸洗、水洗等过程，有效地防止了工业污水的产生。色谱检测生物柴油的脂肪酸乙酯含量为95.1％，生物柴油得率高达99.5％。生物柴油产品符合0#柴油主要指标。

实施例2