[发明专利]利用废弃油脂联产生物柴油和植物甾醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于废弃油脂联产生物柴油和植物甾醇的技术领域。

背景技术

生物柴油作为清洁的可再生能源，它可以棉籽、油葵和油菜籽等油料作物以及动物油脂、废餐饮废弃油等为原料制成。据专家计算，餐饮业废油、含油皂脚和含油废水等这些废弃油脂的量占食用油消费总量的20％～30％。废弃油脂含有毒素，流向江河会造成水体营养化，一旦食用，则会破坏白血球和消化道黏膜，引起食物中毒，甚至致癌，是危害人类身体健康和生存环境的污染物。在全球面临能源危机及环境污染日益严重的情况下，对废弃食用油脂进行合理回收利用，提取其中的天然活性物质，替代石油资源作为生物柴油的原料，实现变废为宝，对于改善生态环境、缓解能源危机促进经济可持续发展等方面都将起到推动作用。

目前制备生物柴油的方法包括化学催化法、生物酶催化法及超临界酯交换法等。本发明采用将脂肪酸加入树脂固定化反应器中进行两级酯化反应，以确保使酯化反应进行彻底，产品酸值达到0.5以下。该方法避免了传统工艺中硫酸催化法中反应副产物多、产物色泽深、催化剂不可回收利用，且酸液会造成环境污染等缺陷，具有反应条件温和、副反应少、催化剂活性稳定、后处理简便、对设备无腐蚀及操作简单等特点，可实现连续操作和清洁生产。并且以中间过程中产生的渣油为原料生产高浓度甾醇。目前，国内生产生物柴油的企业一般把这部分废渣当做废物进行处理，研究表明，这部分废渣中一般含有不同比例的混合甾醇和甾醇酯等物质；在利用渣油提取精制甾醇的过程中，采用初冷和深冷结合的方法，提高甾醇析出率，控制结晶条件，提高甾醇收率。综上，本项利用废弃油脂制取生物柴油和植物甾醇的发明，充分利用了废弃油脂，尽可能地提高了其综合价值和经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废弃油脂联产生物柴油和植物甾醇的方法，生物柴油的生产采用全连续工艺，实现了连续生产和清洁生产。同时利用二级蒸馏馏出物提取植物甾醇，充分利用废弃资源，实现变废为宝，经济、社会效益显著。

本发明利用废弃油脂制取生物柴油的生产方法为，针对废弃油脂中杂质较多，成分复杂的特点，将原料油初步除杂除水、脱胶干燥后进入水解塔水解，分离干油水后得到粗脂肪酸，粗脂肪酸进入蒸馏塔蒸馏得到混合脂肪酸，脂肪酸进入强酸性阴离子树脂固定床酯化反应器进行两级酯化反应，以达到使酯化反应进行彻底的目的。每级固定床酯化反应器进口均配有甲醇混合装置，出口则配有闪蒸和降膜蒸发装置以脱除反应生成的水和未反应的甲醇。二次酯化液脱除甲醇水后经酸值检测小于0.5后即得到合格的生物柴油产品。

将脂肪酸蒸馏的二级蒸馏馏出物甲酯化，经初冷、深冷、养晶、过滤后得到粗甾醇，粗甾醇破碎后中加入乙醇打浆，经冷析、养晶、过滤后得到精制甾醇。

本发明的技术方案为：一种利用废弃油脂联产生物柴油和植物甾醇的方法，其特征是包含以下步骤：

(1)前处理、预处理：在进行原料预处理前，先将原料油过滤除杂、脱水；经前处理后的原料油过滤后经加热，与磷酸、水混合后进入酸油反应器，离心分出油脚后进入干燥塔，经真空干燥得到脱胶油；脱胶温度为60～95℃，干燥温度为100～150℃。

(2)连续水解：干燥后的脱胶油经过滤器、加热后进入水解塔进行水解，经过水解排出的高温脂肪酸，经过闪蒸、换热后，进入脂肪酸沉降罐，得到粗脂肪酸；甘油水混合物浓缩后，得到较高浓度的甜水；连续水解工艺，水解温度为190℃～250℃，压力为2.5MPa～3.0MPa，水解率在98％以上。

(3)脂肪酸蒸馏：水解得到粗脂肪酸经加热、除气后进入脂肪酸蒸馏塔进行蒸馏，挥发的脂肪酸气体经冷凝后收集得到混合脂肪酸，蒸馏温度为200℃～270℃，真空度为-0.05MPa～-0.2MPa；蒸馏剩余残液再进行分子蒸馏，收集馏出物作为甾醇提取原料；分子蒸馏温度为200℃～270℃，真空度为-0.05MPa～-0.2MPa。

(4)脂肪酸酯化：混合脂肪酸与甲醇按0.5～2:1(w/v)比例混合后进入一级酯化反应器，酯化反应温度为50℃～75℃，流速为每小时0.1～2倍树脂柱体积；一级酯化反应液经闪蒸、降膜蒸发脱除甲醇水后，与甲醇按照0.5～2:1(w/v)比例混合后进入二级酯化反应器，酯化反应温度为50℃～75℃，流速为每小时0.1～2倍树脂柱体积；二级酯化反应液经闪蒸、降膜蒸发脱除甲醇水得到二级酯化产物；二次酯化产物经酸值检测小于0.5后即得到合格的生物柴油产品。反应温度为50℃～75℃，流速为每小时0.1～2倍树脂柱体积。两级酯化液降膜蒸发脱水装置脱出的甲醇、水混合物精馏后回收无水甲醇。