[发明专利]由硫酸氢甲酯催化制备生物柴油的方法

说明书

提供了一种由硫酸氢甲酯催化制备生物柴油的方法，将预处理除去水分和杂质的脂肪酸原料与脂肪醇按照一定的比例混合，加入一定比例的硫酸氢甲酯催化剂，在反应温度150～200℃下进行酯化反应，将所得酯化反应产物在温度200‑300℃、真空度80‑95KPa下进行减压精馏分离得到生物柴油。本发明方法将硫酸氢甲酯催化剂应用于生物柴油的制备工艺中，避免了硫酸催化剂的使用，不仅降低设备腐蚀性，同时硫酸氢甲酯还能与生成的部分水反应，生成硫酸和甲醇，有利于酯化反应的正向进行，提高生物柴油产品的收率。

技术领域

本发明总体地涉及生物能源技术领域，具体地涉及一种由硫酸氢甲酯催化制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油即脂肪酸甲酯，由可再生的油脂原料经过合成而得到，是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。

与传统石化柴油相比，生物柴油能量高，具有独特的优势：

(1)优良的环保特性，主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30％；生物柴油氧含量高，燃烧时一氧化碳的排放量显著减少；此外，生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油。

(2)良好的替代性能，生物柴油的性质与柴油十分接近，可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用，对发动机油路无腐蚀、喷嘴无结焦、燃烧室无积炭。

(3)具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率降低。

(4)生物柴油闪点高，不属危险品，储存、运输、使用较为安全。

我国对生物柴油的开发和研究起步较晚，而随着世界范围的能源短缺以及人们对环境保护的日益重视，在我国开发和研究生物柴油这一绿色环保型燃料，具有重大的意义。

传统生产工艺大多采用浓硫酸或碱性催化制备生物柴油，但浓硫酸作为催化剂，对反应器材质的要求较高，设备材质腐蚀严重，碱催化对原料油中的含水量和酸值要求较高，对于高酸值油料，特别是非粮油料(如麻风树籽油)和废烹饪油，碱催化容易发生皂化反应，不利于生物柴油的制备。

发明内容

本发明的目的在于针对现有生物柴油制备工艺中使用浓硫酸作为催化剂存在的严重腐蚀性问题，提供了一种由硫酸氢甲酯催化制备生物柴油的方法，本发明方法使用硫酸氢甲酯作为酯化反应催化剂，不仅降低设备腐蚀性，而且可适用于高酸值原料制备生物柴油，同时硫酸氢甲酯还能将生成的部分水反应掉，生成硫酸和甲醇，有利于酯化反应的进行，提高生物柴油产品的收率。

本发明的技术方案是，一种由硫酸氢甲酯催化制备生物柴油的方法，它由脂肪酸与脂肪醇作为原料，以硫酸氢甲酯作为催化剂，进行酯化反应来制备生物柴油。

进一步的，本发明的方法包括以下步骤：

a)、将原料脂肪酸进行预处理，去除脂肪酸中的水分和杂质，得到油相脂肪酸；

b)、将步骤a)所得的油相脂肪酸与脂肪醇按照预定比例混合，得到混合液；然后向所述混合液中加入硫酸氢甲酯催化剂；

c)、将步骤b)所得的反应液升温至预定温度，以进行酯化反应；

d)、将步骤c)的酯化反应产物进行减压精馏，得到生物柴油产品。

本发明方法将硫酸氢甲酯催化剂应用于生物柴油的制备工艺中，避免了硫酸催化剂的使用，不仅降低设备腐蚀性，同时硫酸氢甲酯还能与生成的部分水反应，生成硫酸和甲醇，有利于酯化反应的正向进行，提高生物柴油产品的收率。

进一步的，上述步骤a)中去除原料脂肪酸中的水分和杂质的方法是：常温下将原料脂肪酸静置沉降12-24小时，分离并清除底部水分和杂质，然后再在温度100-110℃下闪蒸原料脂肪酸30分钟去除剩余的水分。