[发明专利]一种用混合脂肪酸生产生物柴油的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种生物柴油的生产方法，具体的说是用混合脂肪酸生产生物柴油的方法。

二、背景技术

随着矿物油贮存量逐年减少，由于生物柴油在燃烧性能、特性等方面与矿物柴油最为接近，还具有可再生、燃烧完全、尾气污染小、易生物降解、对人体无害等特点，各国均在开发生产以植物油为原料，用碱做催化剂、酯交换法生产生物柴油。目前用植物油生产生物柴油，原材料价格是矿物柴油的两倍多，因此无法生产。国内现有各生产企业用动植物油下脚料、皂脚、酸化油及食用回收油为原料，酸做催化剂、酯化法生产生物柴油，也碰到同样问题。目前动物、植物油下脚料酸化油及食用回收油价格多在5000元/吨左右，(矿物柴油市场售价6200元/吨左右)，采用现有工艺技术进行生产酯化反应，需用6小时以上，生产速度慢，游离甘油含量、和总甘油含量、酸值都超出BD100标准。用两步法的生产工艺如专利申请号CN 1031070C采用酸为催化剂进行预酯化，反应完成后，在加入醇和过量碱中和酸性催化剂和残留游离脂肪酸，剩余碱作为酯交换反应。采用上述两步法反应酸值能达到标准，游离甘油和甘油总含量还是达不到国家标准，另外用碱中和，会使原料中的一部分油脂皂化，产率低，催化剂用量会增加，加工时间增加一倍，设备投资大，能耗大幅上升，另外，需把碱性催化剂从产物中除去，有大量含碱废水产生，污染环境，回收甘油困难，生产成本高。如中国专利申请CN 1473907A公开的生物柴油的生产方法，酯化反应6小时，酯化率93％，酸值4.5mgKOH/g，10％蒸余物残炭0.5，总甘油含量也不达标，这种工艺由于生产成本高而且酸值不达标无法投入生产。

三、发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用混合脂肪酸生产生物柴油的新的方法，以解决现有技术存在的问题，降低生产成本、节省水资源、减少环境污染，使生物柴油的各项指标符合国家BD100标准。

解决本发明技术问题所采取的技术方案是：首先将动植物油废料、皂脚、酸化油、食用回收油或其混合物原料除去机械杂质，调整PH值到3～4，用蒸气直接加温搅拌，在含水量40～50％下，送入水解塔在温度220℃压力20MPa下水解6小时以上，取样化验酸值在180mgKOH/g以上时降温放入沉降罐，放出下层甘油和水，将上层料进行脱水，脱水后分馏出精油酸和混合脂肪酸；将混合脂肪酸加入酯化剂，经三组振动管式连续酯化器，在100～170℃、压力4～10MPa每组液时空速0.5小时下，酯化1.5小时，回收粗甲醇，然后泵入甲醇洗涤塔用97％甲醇洗涤，把酯相物进入甲醇回收塔蒸出残馏甲醇，再进闪蒸分馏塔分馏得生物柴油成品。振动管式连续酯化器，由混合器、高压油泵、振动器、管式酯化器、甲醇回收脱水器组成，三组振动管式连续酯化器串连安装。振动管式连续酯化器为本发明人另外申请的专利，在此不祥述。

因现有技术的酯化剂易使原料碳化，使得率降低，本发明的酯化剂是由1.8％的硫酸、0.2％的磺酸、98％的甲醇组成的。

酯化反应的具体过程是，将混合脂肪酸和酯化剂输入到第一组混合器中，二者的体积比100∶15，混合后进入第一组管式酯化器，酯化温度100～170℃，压力4～10MPa，液时空速0.5小时，反应完进入甲醇回收脱水器，回收粗甲醇脱出酯化产生的水；再进入第二组混合器加入酯化剂，二者的体积比为100∶10，混合后进入第二组管式酯化器，酯化温度100～170℃，压力4～10MPa，液时空速0.5小时，反应完进入甲醇回收脱水器，回收粗甲醇脱出酯化产生的水；再进入第三组混合器加入酯化剂，二者的体积比为100∶10，混合后进入第三组管式酯化器，酯化温度100～170℃，压力4～10MPa，液时空速0.5小时，反应完进入甲醇回收脱水器，回收粗甲醇，然后泵入甲醇洗涤塔用97％甲醇洗涤，含酸甲醇相再调成酯化剂，把酯相物进入甲醇回收塔蒸出残馏甲醇，再进闪蒸分馏塔分馏得生物柴油成品。

本发明的积极效果是：采用先预处理水解分馏出40-60％的精油酸，除去甘油，精油酸市场价10000元/吨左右，具有较高的市场价值，可提高生物柴油企业的经济效益，降低生物柴油生产的综合成本；振动管式连续酯化工艺酯化时间短，仅需1.5小时，可节省大量能源；脂肪酸甲酯得率高，可达98％以上，把水洗改成甲醇洗涤节省大量水资源，减去了因排放水洗水对环境的污染，产品质量可以达到国家BD100标准要求。

四、具体实施方式

实施例1：