[发明专利]一种生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的生产方法，更具体地说涉及一种生物柴油的自催化酯化、酯 交换的生产方法

背景技术

生物柴油是利用动、植物油脂与低相对分子质量醇类(例如甲醇、乙醇等)进行酯交换反 应而得到的脂肪酸酯混合物，如脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸丙酯等。它是一种环境友 好燃料，与柴油相比有如下优点：(1)原料来自可再生的动、植物油脂或废弃的油脂，可以减 少对石油的依赖；(2)具有优良的环保特性。尾气中毒物、颗粒物和CO₂和CO的排放量，大 约分别是普通柴油的10％、20％和10％，SO₂和硫化物的排放量低，也不会释放聚合芳烃或其 他致癌物质；(3)可生物降解。排放到环境中不会对环境造成严重污染；(4)具有较好的低温 发动机启动性能。(5)具有较好的润滑性能。生物柴油的粘度比一般柴油的粘度高，略高的 粘度在不影响燃油雾化的情况下更容易在汽缸内壁形成一层油膜，从而可提高运动机件的润 滑性；(6)具有较好的安全性能和燃烧性能。生物柴油闪点高，易于运输、储存和使用。生物 柴油十六烷值高，其燃烧性优于普通柴油，并且燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机油 的使用寿命加长。(7)生物柴油可作为柴油的添加剂。

生物柴油的主要生产方法是酯交换法，也是世界各国研究者重点研究的方法。酯交换法 主要包括酸、碱催化法，生物酶催化法，超临界法，金属催化法等方法。酸催化法主要是以 硫酸、磺酸等无机酸作为催化剂，该方法能得到较高的转化率，但是耗时，对生产过程中产 生水的含量有一定的要求，防止酸对发动机的金属零件的腐蚀。碱催化法主要是以NaOH、 KOH等强碱作催化剂，利用酯交换反应制备生物柴油。生物酶催化法是以微生物脂肪酶作 为催化剂进行酯交换反应，该方法克服了化学反应选择性差、副产物和杂质多、难处理等缺 点。超临界法是利用动、植物油脂与超临界醇类发生酯交换反应，该方法无需催化剂，反应 时间短，后处理简单，但是该方法操作条件比较苛刻，要求较高的反应温度和压力，对设备 的要求也很高，不适宜大规模生产。金属催化剂法是以金属络合物作为催化剂，克服了酸催 化法腐蚀金属器件和碱催化法发生乳化作用的缺点。因此需要开发一种简单的新型生产方法 以解决上述现有技术中存在的不足。

发明内容

本发明解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种生物柴油的自催化酯化、 酯交换的生产方法。该方法利用植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油等废弃的酸性 油脂为原料勾兑成一定酸性的油，在一定条件下与低碳醇反应，利用油脂的酸性为催化剂， 产生自催化反应，工艺简单，产品纯度高，成本低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其包括以下步骤：

将酸值为50～200mgKOH/g的原料油和醇按比例投入高压釜中，在3～10MPa压力和为 200～280℃温度条件下反应9～28小时，即制得生物柴油产品，在这个酸值范围其反应时可 产生自催化作用，不用外加催化剂。

本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其进一步的技术方案是所述的原 料油为植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油中的一种或其组合，其酸值为70～ 192mgKOH/g。

本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其进一步的技术方案还可以是所 述的原料油与醇的质量配比为1∶1～5∶2，上述方法中所述的醇优选为低碳醇；再进一步的 技术方案是所述的所述的低碳醇优选为甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇。

本发明的生物柴油的自催化酯化、酯交换的生产方法，其进一步的技术方案还可以是所 述的反应时间为10～24小时。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明的方法可以利用植物油沥青、酸化油、单酸、中性油、地沟油等废弃的酸性油脂 为原料，将其勾兑成一定酸性的油，然后与低碳醇进行反应，直接利用油脂的酸性为催化剂， 产生自催化反应，工艺简单条件温和，制备的产品纯度高，成本低。

具体实施方式

以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。

实施例1

将酸值为130.5mgKOH/g的酸化油和甲醇以质量比3∶2投入高压釜中，在压力4MPa， 温度220℃下反应18h，制得生物柴油，其转化率为96.1％。