[发明专利]一种制备生物柴油的生产工艺

说明书

技术领域 本发明涉及一种生物柴油的生产技术，尤其是高酸值原料油脂制备生物柴油的生产工艺，属于燃料能源生产领域。 

背景技术 近年来，随着矿物能源的日益枯竭和人类对燃料能源需求量的急剧攀升，世界各国都在加快开发新型可替代燃料能源。生物能源以其良好的可再生性和环保性得到人们的极大关注。尤其是生物柴油，它的燃烧性能与石化柴油相当，可以直接用于柴油机，也可作为石化柴油的替代品。它不含有或含有极低的芳香族化合物、硫化物等有害成分，它的氧含量远高于石化柴油，这些本质的特质决定了生物柴油能够比较完全地燃烧，从而降低了排放，对环境更为有利。已有生物柴油制备方法，多采用酯交换法，所需原料油只能是精炼油脂，由于我国人均食用油脂量本身就很小，采用精炼油脂生产生物柴油显然不符合国情。可见，在我国生物柴油生产原料只能是废弃油脂，比如不能食用的植物毛油、植物油加工过程中的大量下脚料、地沟油、潲水油、食品生产过程的煎炸老油等高酸值油脂。 

采用高酸值原料生产生物柴油必须对原料进行降酸和干燥处理。降酸的方法有碱炼法和酸催化酯化法。但这两种方法均存在不足，碱炼法降酸会造成原料的损失和排放废物污染环境，而酸催化酯化法为间歇式多次酯化，操作麻烦。此外，在碱催化法中不可避免有皂的生成且催化剂溶解在生物柴油中， 为提高生物柴油的纯度，已有工艺主要采用大量的水进行洗涤，从而产生大量的废碱液。然而，在这些废碱液中因含有甘油、皂和催化剂，如不对这些碱液进行恰当的处理就排放，不但造成环境污染，也会造成有价值的副产物的损失。若回收，则因需大量的水稀释而增加能耗，成本居高不下。对此，人们迫切需求一种弥补上述不足的生物柴油制备方法。 

发明内容 本发明的目的在于提供一种制备生物柴油的生产工艺，它是以脂肪酸、高酸值或中性动植物油脂为原料制备生物柴油，包括植物毛油、下脚料、餐饮业废油、地沟油以及废弃动植物油脂，该生产工艺原料油脂不必进行脱水干燥，催化剂经过滤分离回收生成产物不必水洗，是一种清洁的生物柴油生产工艺。 

为实现上述目的，本发明所解决的技术方案是，一种制备生物柴油的生产工艺，其生产工艺步骤为： 

(1)除杂脱胶先将废油中的杂质过滤去掉；油脂中含有的胶体杂质，通过水法脱胶和硫酸法脱胶去除； 

(2)酯化降酸将除杂脱胶处理的油脂、工业甲醇和酸性催化剂按质量百分比1000∶100～500∶15～36加入连接甲醇精馏塔的酯化反应釜中，在反应温度为70～120℃的条件下进行 酯化反应30～120分钟；反应过程中的甲醇蒸汽和反应产生的水蒸汽经过甲醇精馏塔时，水蒸汽冷凝留在甲醇精馏塔底部，甲醇蒸汽通过风机输送返回酯化釜参与反应，甲醇以气相的形式进行循环，酯化反应结束后，将反应体系静置分液，上层为催化剂甲醇溶液，下层为油脂层，上层与下层分别导入不同储罐待用； 

(3)酯交换经酯化降酸处理的原料油进入酯交换反应釜，甲醇用量为原料油质量的15～45％，碱性催化剂为原料油质量的0.6～1.5％，酯交换反应温度为60～90℃，反应时间30～90分钟； 

(4)再酯化反应在酯交换反应结束后，加入酯化反应阶段生成的上层酸催化剂甲醇溶液，则酯交换反应中的碱催化剂与酸催化剂反应生成不溶于有机体系的酸式盐，皂则转化为脂肪酸；催化脂肪酸与甲醇反应生成脂肪酸甲酯；再酯化温度为60～90℃，反应时间30～60分钟；酸性催化剂为硫酸，碱性催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，酸性催化剂与碱性催化剂的质量比例为1.0～2.5； 

(5)后处理反应体系经过滤回收酸碱催化剂反应生成的酸式盐，可作为生物柴油生产的副产品，过滤后的混合液经甲醇闪蒸塔回收甲醇后静置分层，下层为甘油、上层为粗甲酯；所得的粗甲酯可作为燃料油使用； 

(6)蒸馏将粗甲酯导入蒸馏釜，蒸馏条件为液相温度控制在220～300℃，真空度为0.002～0.01MPa左右，收集馏分得到可用于车用的成品生物柴油。 

本发明生产工艺的优点和有益效果在于： 

其一，将酯化与脱水有机地结合在一起，达到降酸的效果，免去了单独脱水的处理工序和设备。通过风机的作用甲醇以气相的形式进行循环，避免甲醇冷凝再气化的循环方式，从而降低酯化过程的甲醇气化的能量损失，使酯化反应可在较高温度下进行，缩短反应时间，提高生产效率。