[发明专利]一种催化制备生物柴油的方法

说明书

本发明公开了一种催化制备生物柴油的方法，该方法包括使油脂、一元醇和固体催化剂接触反应，所述接触反应的条件包括：温度为100‑300℃，压力为0.1‑10MPa，所述固体催化剂为氢型丝光沸石与氧化铝的复合物，或者，所述固体催化剂为负载有氧化物的氧化铝，所述氧化物为过渡金属氧化物和/或非金属氧化物。本发明的方法能够提高生物柴油的收率，而且，由于使用固体催化剂，并配合较低的温度和压力，对高酸值且高杂质含量的油脂进行处理，可以高的收率制备生物柴油。同时，在本发明提供的方法中，不需要对所述油脂进行预处理(如预酯化处理)，从而简化了制备生物柴油的过程，因此，大大提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及一种催化制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油可通过油脂与一元醇进行酯交换反应制得，反应产物中有脂肪酸酯(即生物柴油)，还有单甘酯、二甘酯、甘油，以及未反应的醇和油脂(即甘油三酯)。现有技术中生物柴油的制备方法可分为酸催化法、碱催化法、酶催化法和超临界法。

DE3444893公开的方法中，用酸催化剂，常压，50-120℃，将游离脂肪酸与醇进行酯化，对油料进行预酯化处理，然后在碱金属催化剂下进行酯交换反应，但遗留的酸催化剂要被碱中和，碱金属催化剂的量会增加。采用预酯化，使加工流程变长，设备投资，能耗大幅上升，另外，需把碱性催化剂从产物中除去，有大量废水产生，而且较难回收甘油。

CN1031070C采用预酯化-碱催化法，首先用浓硫酸、磷酸或对甲苯磺酸、甲苯磺酸及萘磺酸为催化剂，将油料与醇在80-160℃条件下，在带搅拌的釜式反应器中，进行预酯化反应。反应完成后，加入醇和过量碱，先中和酸性催化剂和残留游离脂肪酸，剩余碱作为酯交换反应催化剂。

酸催化预酯化-碱催化工艺与碱催化相比存在的问题是酸催化剂使用量大，一般为油料的1-3重量％，甚至更多，大量废酸严重污染环境。硫酸作为酯化催化剂，为了降低高酸值原料的酸值。预酯化工艺使加工流程变长，设备投资，能耗增加。

JP9-235573公开了一种用废弃的食用油和甲醇在氢氧化钠的存在下制备柴油机燃料，但天然油脂中，通常含有游离脂肪酸，在游离脂肪酸较多的情况下，使用碱金属催化剂，会产生脂肪酸皂，这样碱金属催化剂要过量并且使脂肪酸酯层与甘油层分离变的困难。碱催化酯交换工艺存在的问题是反应后需把碱性催化剂从产物中除去，有大量废水产生，回收甘油困难。

US5713965A公开的方法中，在脂肪酶的存在下，己烷作溶剂，油脂和醇反应制备脂肪酸甲酯，即柴油机燃料。

CN1472280A公开的方法中，以脂肪酸酯作为酰基受体，在生物酶的存在下，催化生物进行转酯反应生产生物柴油。采用酶催化剂存在的不足是：反应时间长、效率较低，酶催化剂成本较高，且在高纯度甲醇中易失活。

JP9905431公开了一种由油脂和一元醇反应制备脂肪酸酯的方法，该方法包括将甲醇与油脂反应来获得脂肪酸酯，在270-280℃，11-12MPa条件下，脂肪酸甲酯生成率为55-60％，可以看出，采用连续的中、高压法，仍存在脂肪酸酯收率较低的问题。

发明内容

本发明为了克服现有的生物柴油的制备方法中的上述缺陷，提供了一种新的生物柴油的制备方法，该方法工艺流程简单，且在较低温度和压力下提高了生物柴油的收率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种催化制备生物柴油的方法，该方法包括使油脂、一元醇和固体催化剂接触反应，所述接触反应的条件包括：温度为100-300℃，压力为0.1-10MPa，所述固体催化剂为氢型丝光沸石与氧化铝的复合物，或者，所述固体催化剂为负载有氧化物的氧化铝，所述氧化物为过渡金属氧化物和/或非金属氧化物。