[发明专利]一种生物-化学催化偶联制备生物柴油的方法

权利要求书

1.一种利用生物-化学催化两步法偶联生产生物柴油的方法，其特征在于采用脂肪酸或生物油脂如植物油、动物油、餐饮废油等为原料生产生物柴油，催化工艺过程包括：生物催化反应、化学催化反应两个步骤，具体过程及操作参数为：

1)生物催化反应生物催化反应在搅拌式反应器或固定床式反应器中完成，其特征在于：采用搅拌式反应器的过程，是将生物催化剂直接加入装有预处理后原料油的搅拌式反应器中进行生物催化反应，短链醇分多次加入，用量为理论反应摩尔比的1-1.5倍，反应温度为32-55℃，反应时间为35-40小时。采用固定床式反应器的过程，是将生物催化剂填充至反应器中，然后在32-55℃之间将预混合的原料油和甲醇物料以一定的流速通过固定床，收集流出反应液。反应完成后将收集到的反应液进行蒸馏脱醇，然后离心分离得到脂肪酸酯含量为77%-89.3%的上层油脂，作为下一步化学催化反应的原料。两种反应器形式均可采用有溶剂或无溶剂体系。

2)化学催化反应化学催化反应是以酸性催化剂对酶催化后得到的上层油脂进行催化酯化。其特征在于：反应过程加入理论反应摩尔比3-6倍的甲醇，催化剂酸用量为物料重量的2.0%-8.0%，反应温度为60℃-90℃，反应时间为2-8小时。化学催化反应后得到的反应液中脂肪酸酯含量为97%-99%.

2.根据权利要求1所述工艺，采用生物-化学催化偶联方法生产生物柴油，其特征在于首先使用生物催化剂进行预酯化，然后采用化学催化剂进行进一步酯化，两种催化方法偶联，最后经后处理、精馏得到生物柴油产品。

3.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：所述原料油为脂肪酸或生物油脂。生物油脂包括植物油脂、动物油脂、微生物油脂、废弃食用油脂或油厂炼油脚料。

4.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：所述短链醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或戊醇及其同分异构体。

5.根据权利要求1所述工艺，其特征在于第一步催化反应所用生物催化剂为固定化脂肪酶，脂肪酶粉、脂肪酶液或脂肪酶发酵液，酶用量为油重量的0.1%-10%，所述生物催化剂脂肪酶来源于微生物或动物。

6.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：第二步催化所使用的催化剂为硫酸、磷酸、固体酸等，其中固体酸包括杂多酸如十二磷钨酸、十二硅钨酸、十二磷钼酸等、十二硅钼酸等，负载型固体酸如等。

7.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：反应采用搅拌式反应器或固定床式反应器，其中搅拌式反应器可单级间歇式操作，也可多级串联连续操作。

8.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：第一步催化反应采用生物催化剂合成生物柴油，可使用有溶剂体系，或无溶剂体系，所使用溶剂包括石油醚，正己烷，环己烷，正庚烷，石化柴油，叔丁醇，丙酮，乙酸甲酯和乙酸乙酯。