[发明专利]生物柴油的固体催化生产方法

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

生物柴油即脂肪酸甲酯，目前大多是通过均相催化酯交换法制备，采用液体酸或液体碱催化剂，一般为NaOH，KOH或浓硫酸。若采用液体碱作催化剂，原料油和甲醇必须严格脱水，否则易形成乳状物，而且，原料油中的游离酸对碱性催化剂的活性有很大损害。也有人在液体酸催化剂存在的条件下制备生物柴油，CN1382762A采用硫酸或苯磺酸作催化剂，CN 1412278A采用硫酸作催化剂，液体酸催化剂虽然对原料油的水分和游离酸含量没有特殊要求，但液体酸具有腐蚀性，使其对设备要求很高，而且反应结束后甲醇和副产物甘油很难分离，后处理过程复杂，使成本上升。另外，采用液体酸或碱作为催化剂，在后处理过程中会排出大量污水，造成环境污染。因此，如何找到一种合适的催化剂，既降低成本，简化工艺流程，又可达到环保的目的，成为人们关注的焦点。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种生物柴油的固体催化生产方法，解决了传统的采用液体酸或液体碱作为催化剂带来的后处理复杂化，污染环境等问题。

本发明采取的技术方案如下：

一种生物柴油的固体催化生产方法，该方法是：在固体酸或固体碱催化剂存在的条件下，将低碳醇与植物油混合，搅拌，加热，使其发生酯交换反应，反应完全后，用离心机将催化剂分离出去；然后将反应混合物静置，分为上下两层，上层为粗制产品，下层为甘油与剩余甲醇的混合液；最后将上层粗酯水浴蒸馏后得生物柴油。

上述生产方法的蒸馏步骤后得到的下层水浴蒸馏后得纯净的甘油。蒸出的甲醇还可以投入反应循环中重复使用。

上述方法中催化剂用量占原料油重量的2％-8％，醇油摩尔配比为3∶1-15∶1，酯交换反应温度45-100℃。

本发明的有益效果：

1、采用本方法制备生物柴油的产率可达99％以上，且产品的各项性能指标基本达到国外同类产品的标准，并与我国0#柴油(GB 252-1994，优级品)的主要性能指标相接近。

2、原料来源广泛，可再生；工艺流程简单，条件温和；后处理过程大大简化；整个制取工艺无任何废水，废气，废液产生，无环境污染。

3、副产品甘油很容易分离提纯，反应剩余的甲醇可循环使用，避免了由于副产品与甲醇难以分离造成的巨大浪费。

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

将80ml大豆油(密度为0.92g/cIIl3)和20ml甲醇(密度为0.792g/cnl3)放入250ml三口圆底烧瓶中，搅拌，加入2.2克100目的硫酸锆，加热至65℃，反应6小时后，停止搅拌和加热。先将反应液移至离心筒中将硫酸锆分离出去，然后倒入分液漏斗中，静置，分为上下两层。

将上层水浴蒸馏除去甲醇后，即得生物柴油81.05克，产率可达99％，将下层中剩余甲醇蒸出后，得7.50克甘油，理论甘油产量为7.57克，由此算出的产率也为99％，与上面的结论一致。

将制得的生物柴油产品用高效液相色谱分析(色谱柱VD-ODS(150L×4.6)、25℃、0.8ml/min、甲醇为走样溶剂、注入体积为5微升)，鉴别发现，甘油三酯，二酯和单酯在产品中已经不存在了，被完全转化成了脂肪酸甲脂和甘油。得到的生物柴油其主要性能指标与我国0#柴油(GB252-1994，优级品)的主要性能指标相接近。

实施例2

将80ml大豆油(密度为0.92g/cm3)和20ml甲醇(密度为0.792g/cm3)放入250mi三口圆底烧瓶中，搅拌，加入2.2克80-100目的氧化锌，加热至65℃，反应6小时后，停止搅拌和加热。先将反应液移至离心筒中将氧化锌分离出去，然后倒入分液漏斗中，静置，分为上下两层。

将上层水浴蒸馏除去甲醇后，即得生物柴油80.23克，产率可达98％，将下层中剩余甲醇蒸出后，得7.42克甘油，理论甘油产量为7.57克，由此算出的产率也为98％，与上面的结论一致。

将制得的生物柴油产品用高效液相色谱分析(色谱柱VD-ODS(150L×4.6)、25℃、0.8ml/min、甲醇为走样溶剂、注入体积为5微升)，鉴别发现，产物为一系列脂肪酸甲脂。其各项性能指标与实施例1相同。