[发明专利]一种由麻类植物油脂制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的制备方法，具体地说涉及一种利用麻类植物油脂为原料制备生物柴油的方法，属于生物与化学工程技术领域。

背景技术

生物柴油为动、植物油脂与甲醇经过酯交换反应制备的脂肪酸甲酯，常用的方法有酸催化、碱催化、固体酸碱催化、酶催化、超临界法等。通常以KOH为催化剂，甲醇和油脂摩尔比为6∶1，在65℃下反应1小时，待产品分层后，上层液经过蒸馏甲醇、酸洗、水洗、干燥、精馏等处理后得到脂肪酸甲酯。中国专利CN 101138737A公开了一种分子筛固体碱催化剂及在制取生物柴油中的应用，以MCM-41介孔分子筛为载体，负载碱金属氧化物，催化油脂制备生物柴油，可以克服均相催化剂分离困难的问题。中国专利CN 101225323A公开了一种超临界萃取-酯交换反应耦合法由原料直接制备生物柴油的方法，在10～30MPa，30～70℃的高压二氧化碳和一定量的低碳醇进行超临界萃取，萃取得到的混合液送到装有催化剂的固定床高压反应器中进行酯交换反应，产品经过分离后得到生物柴油。中国专利200610114033.4公开了一种油脂或脂肪酸催化裂解制低碳烯烃的方法和装置，采用流化床反应器，反应温度为400～700℃，反应过程需要加入水蒸气，催化剂用量为油质量的5～25倍，催化剂反应一次就失活，裂解产物包括C₁、C₂、C₃、C₄、CO、CO₂等，成分复杂，反应条件苛刻，生产成本高。高温热裂解法的主要产品是生物汽油，生物柴油只是其副产品，而且热裂解装备价格昂贵。中国专利200710065393.4公开了一种集成加氢制备生物柴油的方法，将大豆油等植物油与直馏柴油等石油基柴油混合，在温度250～450℃、氢气分压为3.0～20.0MPa及催化剂存在的条件下进行加氢精制或加氢裂化反应，植物油转化为生物柴油，副产丙烷及少量低碳烃。中国专利200810105647.5公开了一种用于生产生物柴油的加氢脱氧催化剂，动植物油或动植物油与化石燃料油的混合物经加氢脱氧转化生成生物柴油，反应温度250～450℃、氢气分压为1.0～10.0MPa，氢油体积比100～1000，柴油收率达80％以上，汽油收率仅2％，气体产物为丙烷、甲烷、乙烷和C6以上组分。

通常的生物柴油生产方法为间歇进行，如果原料酸价高，还需要对油脂进行预酯化，工艺复杂，污染物排放多；高温裂解和加氢工艺都存在反应条件苛刻，产品收率低的缺点。

发明内容

为克服现有技术中所述的缺陷，本发明提供一种由麻类植物油脂制备生物柴油的方法，包括以下步骤：

(1)使油脂、短链醇、共溶剂和固体催化剂均匀混合，并在一定的温度和压力下进行反应；

(2)对反应产物进行过滤以回收固体催化剂；

(3)过滤后的液体产品进入闪蒸罐回收短链醇和共溶剂；

(4)将步骤(3)的产品进行澄清分离，上层得到粗生物柴油，下层得到粗甘油；

(5)对粗生物柴油进行精馏精制后得到生物柴油。

优选地，所述短链醇为C1-6的醇，共溶剂为叔丁醇、正己烷、四氢呋喃、或乙酸乙酯，固体催化剂为固体酸催化剂或固体碱催化剂。

优选地，其中步骤(1)的反应条件为：压力1～30MPa、反应温度60～350℃、短链醇与油脂的摩尔比3～100、共溶剂与油脂的摩尔比1～30、固体催化剂用量为油脂质量的0.5～5％、反应时间为10～120分钟。

优选地，其中所述的固体酸催化剂为酸化后的ZrSO₄，或酸化后的TiSO₄；固体碱催化剂为碱土金属氧化物，碱土金属醇盐化合物，或活性组分为碱土金属的负载型催化剂。

优选地，所述碱土金属氧化物为MgO，CaO，SrO，和BaO。

优选地，所述油脂为：亚麻油、蓖麻油、苎麻油、黄麻油、红麻油、大麻油、或剑麻油。

优选地，步骤(1)的反应在管式反应器中进行，所述的管式反应器内部有静态混合器、管外有电加热和保温组件，出口带减压阀。

本发明的特征和效果：

1)反应可以连续进行，操作更简便，工艺更简单；

2)采用共溶剂促进了醇油相的互溶，简化了反应条件、得率高，降低了产品成本，而且醇油混合前不需要预热器；

3)采用固体催化剂，可以回收循环使用，无中和、酸洗、水洗步骤，无污染物排放；

4)管式反应器内的静态混合器有利于液固两相的混合。

附图说明

图1为本发明制备方法的流程图。

1-油脂储罐