[发明专利]生物柴油的分离纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物化工领域中生物柴油的分离纯化方法。

背景技术

生物柴油，是利用可再生资源(例如菜油、豆油、回收的烹饪油等)提炼而成的洁净燃油。生物柴油作为一种新型可再生能源，具有环境友好、可替代柴油使用的特点，在世界范围内得到了广泛研究和应用。目前，生物柴油主要用化学法生产，采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂和230-250℃下进行酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现今，研究人员还在研究生物酶法合成生物柴油的技术，研究结果表明，脂肪酶是一种很好的催化醇与脂肪酸甘油酯的酯交换反应的催化剂。酶作为一种生物催化剂，具有高的催化效率和经济性，日益受到关注。

关于生物柴油生产中分离阶段的研究结果主要有：

B.K.Barnwal等在文献《Transesterification of vegetable oil biodieselusing heterogeneous base catalyst》中对化学法生产生物柴油的脂肪酸甲酯的精制工艺提出，反应结束后，通过蒸馏回收甲醇，静置分离甘油。甲酯层位于上层，通过水洗除尽催化剂和甘油残留，最后用硅胶进行干燥处理，得到生物柴油。

A.Froehlich在《Evaluation lf Camelina sativa oil as a feedstock forbiodiesel production》中提到通过酯化反应进行生物柴油的生产，反应结束后静置分出甘油，利用体积比1∶1的水对脂肪酸甲酯进行两次洗涤，干燥后达到生物柴油标准。

N.Usta在《Use of tobacco seed oil methyl ester in a turbocharged indirectin jection diesel engine》中对于烟子油生产生物柴油指出，对于分层后的脂肪酸甲酯层通过三次水洗，并且在第一次水洗中加入少量磷酸(2.5mL磷酸/l脂肪酸甲酯)中和剩余催化剂，最后利用90℃下真空干燥脱去残留水分，得到生物柴油产品。

Filiz Karaosomanoglu等在《Investigation of the refining step of biodieselproduction》中研究了生物柴油的纯化过程，利用蒸馏水对产品进行精制，研究了不同酸和不同温度的水对洗涤效果的影响，结果使用H₂SO₄(1∶1)适合对生物柴油的中和，50℃温水的洗涤效果最好，最终产品中纯度可以达到99％以上。

R.Alcantara等在《Catalytic production of biodiesel from soy-bean oil，usedfrying oil and tallow》中研究了碱法生产生物柴油的方法，主要原料使用了大豆油、煎炸废油以及牛油。在分离阶段使用了盐酸溶液(35％w/w)，伴随搅拌，根据化学计量关系进行中和，停止搅拌，分层后，即可得到澄清透明的生物柴油，结果生物柴油中脂肪酸甲酯的含量可以达到90％以上。

Ayhan Demirbas等在《Biodiesel fuels from vegetable oils via catalytic andnon-catalytic supercritical alcohol transesterifications and other methods》中研究了生物柴油的分离方法，提出对于碱法催化生产生物柴油过程中，为保证脂肪酸甲酯和甘油完全分离，需要静置20小时以上，随后添加脂肪酸甲酯体积5.5％的水，搅拌五分钟后，继续进行甘油的沉降。沉降后脂肪酸甲酯需要进一步的水洗，过程中需要不断通入空气，并搅拌，直至脂肪酸甲酯层澄清结束。得到的生物柴油品质很高，可以达到国际生物柴油标准。

Hisamori等在《Biodiesel fuel produced from used cooking oil》中利用废烹饪油作为原料生产生物柴油，分离方法主要是水洗将甘油从体系中分离。

Prawoto等在《Bio formula to substitute diesel fuel》中采用酸催化制备生物柴油，反应后的产品先在65℃，20～60mmHg压力下蒸发60～90min，然后在同样条件下蒸馏60min，塔顶产品为甲醇，塔底为目标产物甲酯纯度在99％。