[发明专利]一种超临界条件下用油脂制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用油脂生产生物柴油的新方法，属于油脂生产生物柴油技术。具体的说就是甲醇处于超临界状态时，添加微量浓盐酸作为催化剂制备生物柴油。

背景技术

生物柴油是利用植物油脂或动物油脂等可再生资源制造出来的可以替代石化柴油的清洁安全的新型燃料。主要成分为软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等长链饱和不饱和脂肪酸同甲醇或乙醇所形成的酯类化合物。生物柴油具有可再生、易于生物降解、燃烧污染物排放低、温室气体排放低等特点。生物柴油与石化柴油具有相近的性能。并且有其无与伦比的优越性：(1)具有优良的环保特性。(2)具有较好的低温发动机启动性能。(3)具有较好的润滑性能。(4)具有较好的安全性能。(5)具有良好的燃烧性能。(6)具有可再生性能。(7)无需改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。(8)生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。生产生物柴油对解决环境危机和能源危机具有重要的意义。

我国是油脂资源比较缺乏的国家，2006年我国进口油脂1000多万吨，占我国油脂消费量的40％多，因此在我国利用精炼油脂生产生物柴油没有经济意义。植物油下脚料和地沟油等废弃油脂是当前我国生产生物柴油的主要原料。

生物柴油的生产方法主要有化学法和酶法，酶法由于催化剂价格高、催化时间长，催化剂容易失活等原因，离工业化还有一段距离；化学法包括碱催化和酸催化，碱催化效率高，对设备要求低，但是这种工艺对原料要求较高，对于游离脂肪酸含量较高的废弃油脂(植物油下脚料、地沟油等)则不能直接使用，酸催化对原料要求低，但是具有对设备腐蚀性高、反应时间长，生物柴油得率低且副产品甘油纯度差等缺点。

Ayhan和Saka等提出了超临界法制备生物柴油。该法利用超临界甲醇(239℃，8.09MPa)具有的独特性质，使植物油和超临界甲醇在无催化剂存在的条件下进行反应，该工艺的主要优点是反应速度快，生物柴油产率高、不需要催化剂，反应过程没有皂化产物产生，从而简化了产品的后续处理过程，降低了生产成本。但是由于超临界制备生物柴油的方法需要在高温高压(一般反应温度在350℃以上，反映压力在35MPa以上)条件下进行，导致较高的生产费用和能量消耗，使得工业化困难，我国的发明专利也有超临界法制备生物柴油的报道，发明专利(200410013430.3；200680042629.6；200710052898.7；200710062810.X)但都是在不使用催化剂的条件下，甲醇处于超临界状态时制备生物柴油，生产过程要在高温高压下进行，难以进行工业化生产。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，将处于临界状态的甲醇添加适量的催化剂，解决了甲醇处于超临界状态时制备生物柴油，生产过程要在高温高压下进行，难以进行工业化生产的问题，从而提供一种超临界条件利用油脂生产生物柴油的新方法，该方法具体如下：

第一步，将油脂、质量为油脂0.06％的浓盐酸和甲醇混合，其中甲醇与油脂的摩尔比为35-45:1；

第二步，在240℃-260℃，压力为9-12MPa搅拌强度为400r/min的条件下，反应4-8分钟；

第三步，结束反应，将溶液倒入分液漏斗中静置过夜分层；

第四步，取上层溶液经反复洗涤干燥后，得到生物柴油。

本发明所述浓盐酸为36％wt的浓盐酸。本发明所述生物柴油为黄色澄清透明产品。

本发明优选的反应条件是：反应温度为240℃，反应压力为10MPa，反应时间为6min，甲醇与油脂的摩尔比为40:1。

根据本发明方法制备生物柴油，原料适应广、反应条件相对温和、生物柴油产率达到99.37％，易于实现产业化生产。

附图说明

图1示反应温度与生物柴油产率的关系；

图2示超临界压力与生物柴油产率的关系

图3示反应时间与生物柴油产率的关系；

图4示催化剂用量与生物柴油产率的关系；

图5示醇油摩尔比与生物柴油产率的关系。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

实施例1、用油脂制备生物柴油

第一步，将油脂10千克、6克的浓盐酸(36％wt)和甲醇混合，其中甲醇与油脂的摩尔比为40:1；

第二步，在240℃，压力为10MPa，搅拌强度为400r/min的条件下，反应6分钟；