[发明专利]一种利用螺杆机制备生物柴油的方法

权利要求书

1.一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是通过双阶式双螺杆挤出机，利用螺杆机的螺纹块组合实现生物柴油连续生产时一步完成催化加氢、异构、以及脱水、脱气，具体制备方法如下：

1)将油脂注入已预热的双阶式双螺杆机的第一阶，各反应段的温度设置依次为80-100℃、100-120℃、100-110℃、100-90℃、90-80℃，第一阶螺杆机头压力为0.5-2MPa，主机转速为200-300转/分钟，在第二、三段加热间设置真空脱挥，排除油脂中的水分，在三、四段加热间设置氢气泵，泵入氢气，机头设置加氢催化剂多孔板，通过第一阶螺杆机的分散和恒压，使油脂与氢气形成均相的反应界面，快速催化加氢；

2)由第一阶螺杆催化加氢后进入双阶式双螺杆机的第二阶，各反应段的温度设置依次为100-120℃、120-130℃、120-100℃、110-80℃、100-80℃，第二阶螺杆机头压力为2-5MPa，主机转速为50-100转/分钟，在第九、十段加热间设置真空脱挥，通过真空脱挥的气体被收集后分离使用，机头设置异构催化剂多孔板，在第二阶螺杆横向剪切和径向压力条件下，正构烷烃的生物柴油异构化，从而提高生物柴油的低温流动性；

3)将步骤2)得到的反应产物经聚乙烯醇纤维膜过滤膜，通过聚乙烯醇纤维膜对微量杂质吸附过滤，得到高纯度生物柴油。

2.根据权利要求1所述的一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是：制备步骤1)、步骤2)所述的双阶式双螺杆机为双阶式同向啮合或异向啮合双螺杆挤出机，是一种通过旋转剪切推进的连续反应器，由两阶构成，第一阶与第二阶的组成可以分别为：同向啮合与同向啮合双螺杆挤出、同向啮合与异向啮合双螺杆挤出、异向啮合与异向啮合双螺杆挤出、异向啮合与同向啮合双螺杆挤出，其中第一阶螺杆长径比≥25，优选螺杆直径35-65mm，设置具有剪切、分散、输送的螺纹块；第二阶螺杆长径比≥40，优选螺杆直径45-75mm，设置具有剪切、啮合、回流、输送的螺纹块，回流螺纹块的设置以确保反应物料在螺杆内的停留时间在10-15分钟，通过两阶结构，可以实现生物柴油连续生产时一步完成催化加氢、异构化。

3.根据权利要求1所述的一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是：制备步骤1)、步骤2)所述的双阶式双螺杆机优选双阶均为同向啮合的双螺杆挤出机。

4.根据权利要求1所述的一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是：制备步骤1)所述的油脂其主要成分为三脂肪酸甘油酯的动植物油脂，优选C12-C16的油脂，油脂的酸值范围可在120mgKOH/g以内，具有较宽的适应性。

5.根据权利要求1所述的一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是：制备步骤1)所述的氢气泵入压力为0.5-1MPa。

6.根据权利要求1所述的一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是：制备步骤1)所述的加氢催化剂多孔板是钨、镍、钴、钼、铜的氧化物或者磷化物负载在铝土矿烧结而成的多孔板材，其中孔径为0.1-0.5mm；制备步骤2)所述的异构催化剂多孔板是钯、锆、钍、铌负载在玄武岩、叶腊石烧结而成的多孔板材，其中孔径为0.1-0.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是：制备步骤1)所述的双阶式双螺杆机在第二、三段加热间设置真空脱挥，脱挥真空压力为0.6-0.8MPa；制备步骤2)所述的双阶式双螺杆机在第九、十段加热间设置真空脱挥，脱挥真空压力为1.0-1.5MPa。

8.根据权利要求1所述的一种利用螺杆机制备生物柴油的方法，其特征是：制备步骤3)所述的聚乙烯醇纤维膜的纤维间隙为0.05-0.1μm，过滤纯化时设置膜压差为0.2-0.5MPa，聚乙烯醇纤维膜极强的极性特性，与生物柴油中微量的杂质具有强力吸附连接作用，在从而得到高纯度生物柴油。