[发明专利]一种连续制备生物柴油的方法

摘要

本发明一种连续制备生物柴油的方法，是以动植物油脂和短链醇为主要原料，以锥形螺杆挤出机作为连续反应器，利用其连续分散、剪切、压缩、脱挥、输送的功能，实现一步完成油脂与短链醇的均化、酯交换反应、短链醇脱挥、水分脱挥获得生物柴油。该方法通过锥形螺杆挤出机，使醇酯溶液在分散段、化学反应段、混炼段和挤出段发生不同的反应，在分散段进行油脂脱挥处理，在化学反应段强力剪切下使醇酯反应界面增加，在混炼段进行高温恒压下的连续酯交换反应和脱挥处理，在挤出段进行产品纯化。实现多个不同反应条件下连续制备生物柴油，不但反应效率高，而且生物柴油质量稳定，纯度高，产品转化率达到98%以上，总甘油量小于0.05%，完全达到国家生物柴油GB/T20828‑2007的标准。

主权项

一种连续制备生物柴油的方法，其特征是以动植物油脂和短链醇为主要原料，以锥形螺杆挤出机作为连续反应器，利用其连续分散、剪切、压缩、脱挥、输送的功能，实现生物柴油连续生产时一步完成油脂与短链醇的均化、酯交换反应、短链醇脱挥、水分脱挥，具体制备方法如下：1）将油脂注入已预热的锥形螺杆挤出机，其中所述的锥形螺杆挤出机为同向锥形双螺杆挤出机，螺杆长径比≥52，设置分散段、化学反应段、混炼段和挤出段，其中分散段长度为螺杆长度的20‑25％，化学反应段长度为螺杆长度的20‑30％，混炼段长度为螺杆长度的30‑35%，挤出段长度为螺杆长度的15‑20％ ；在化学反应段设置一组90°螺纹块，混炼段设置一组45°、一组60°的反向螺纹块；从喂料到出料依次设置温度为：分散段80‑100℃、化学反应段100‑110℃、混炼段100‑120℃、挤出段100‑110℃ ；主机转速为50‑150 转/ 分钟，在分散段与化学反应段设置真空脱挥，排除油脂中的水分；2）在化学反应段设置液体泵，泵入短链醇，短链醇泵入量按脂肪酸与短链醇摩尔比1:1.5‑2.0 过量加入，通过挤压反应使醇酯混溶液形成均相的反应界面；3）在混炼段设置真空脱挥，醇酯混溶液在锥形螺杆挤出机混炼段设置的反向螺纹混炼作用下同时受到横向剪切和径向压力，在极短时间内均相醇酯界面产生高温和高压，快速完成酯交换，过量短链醇通过真空脱挥装置被收集后循环使用；4）在挤出段挤出的生物柴油混合液经静置分层后取上层脂肪酸酯或通过分离机分离出脂肪酸酯，再经150℃ ‑200℃减压蒸馏收集，得到高纯度生物柴油。