[发明专利]一种生物柴油制备工艺

说明书

本发明公开了一种生物柴油制备工艺。该工艺包括以下步骤：1)将原料油进行脱杂、脱胶处理，得到预处理油脂；2)将预处理油脂、短链醇和多孔氧化锌微球负载3‑(环己基氨基)‑1‑丙磺酸磷钨酸盐加至反应釜中在60～80℃下搅拌反应2～4h，冷却至室温，静止分层，分离出上层的生物柴油粗品；3)将生物柴油粗品进行减压蒸馏，除去少量水分和短链醇，得到生物柴油。本发明以多孔氧化锌微球负载3‑(环己基氨基)‑1‑丙磺酸磷钨酸盐作为催化剂，催化活性高，反应温度低，能耗少，反应时间短，缩短生产周期，生物柴油产率达到96.5％以上，产品质量好。并且工艺简单，对生产设备要求不高，易于产业化生产。

技术领域

本发明属于生物柴油的制备技术领域，具体涉及一种生物柴油制备工艺。

背景技术

生物柴油是通过原料油与醇类物质进行酯化、酯交换反应制备得到的脂肪酸烷基单酯，其性质与矿物柴油非常接近，是一种可再生的清洁燃料。与矿物柴油相比，其具有优良的环保性和安全性能，良好的燃烧性能及可再生等特点。

目前，生物柴油的制备方法主要包括：酸碱催化法、高温裂解法、生物酶法、超临界法。由于超临界法对设备的要求相对较高，生物酶法难以保证酶催化剂的活性且成本较高，高温裂解法制的反应产物成分较为复杂，主要是生物汽油和少量的生物柴油，限制了上述技术的产业化应用。迄今为止，实现产业化的技术依然以传统的酸碱催化工艺为主。传统的酸碱催化工艺是以油脂和甲醇为反应物，以液体酸(HCl、H₂SO₄、HNO₃等)和液体碱(NaOH、KOH等)为催化剂进行酯化和酯交换反应生产生物柴油。此类工艺反应速度快，转化率高，但产物与催化剂分离困难，设备腐蚀严重，且产物需进行中和洗涤，从而导致大量工业废水的产生，造成环境污染。为解决上述问题，以非均相固体酸碱催化剂为技术核心的新型非均相催化技术成为研究的热点。已公开用于生物柴油制备的固体酸碱催化剂主要有杂多酸、沸石分子筛、磁性纳米固体酸、分子筛固载离子液体等，但大部分的非均相固体催化剂存在活性低、反应速度慢、催化剂容易失活需要反复再生且再生成本高等缺点。因此，开发对环境友好的绿色、快速合成、易分离纯化新工艺已成为当务之急。

公开号为CN 107513472 A的中国专利申请公开了一种生物柴油的制备方法，该方法以煎炸废油和甲醇为反应物，以负载型固体碱K₂CO₃-MgO为催化剂进行制备。为了克服使用碱性催化剂易发生皂化反应的缺陷，需要对原料油进行降酸处理，不仅耗费大量的乙醇，还增加工艺步骤，增加成本，并且生物柴油的产率仅为82.57％。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物柴油制备工艺。该工艺不仅反应温度低，能耗少，反应时间短，缩短生产周期，而且操作简单，对生产设备要求不高，易于产业化生产，得到的生物柴油产率高达96.5％以上，产品质量好。

本发明采取的技术方案如下：

一种生物柴油制备工艺，包括以下步骤：

S1：将原料油进行脱杂、脱胶处理，得到预处理油脂；

S2：将预处理油脂和短链醇按1∶(5～20)的摩尔比加至反应釜中，然后加入预处理油脂重量的1～5％的催化剂，在60～80℃下搅拌反应2～4h，冷却至室温，静止分层，分离出上层的生物柴油粗品，并回收下层的催化剂、甘油、短链醇；

S3：将生物柴油粗品进行减压蒸馏，除去少量水分和短链醇，得到生物柴油。

上述的生物柴油制备工艺中，S1步骤中将原料油进行脱杂、脱胶处理具体为：将原料油用过滤器过滤，除去不溶性固体杂质，然后加热至70～80℃，在搅拌状态下加入70～80℃的水，保温搅拌15～20min，水的加入量为原料油重量的10～15％，然后加入甲酸，保温继续搅拌20～30min，所述的甲酸的加入量为原料油重量的0.1～0.3％，静置1～3h，待分层后去除沉淀，得到预处理油脂。