[发明专利]一种生物柴油的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的生产方法，特别是从脂肪酸甘油三酸酯，尤其是 从动、植物脂和油，生产生物柴油的方法。

背景技术

脂肪酸甘油三酸酯，特别是动、植物脂和油，用低分子量一元醇进行酯交 换反应得到的单脂，与从石油馏分中得到的柴油具有相似的性质，可以作为燃 料使用，一般将用这种方法得到的燃料称为生物柴油。

通过油脂的酯交换反应生产的生物柴油具有以下优点：1)有优良的环保特 性。生物柴油含硫量低，也不含对环境造成污染的芳香烃。2)有较好的发动机 低温启动性能，无添加剂时冷凝点达-20℃。3)有较好的润滑性能，可降低喷油 泵、发动机缸体和连杆的磨损率，延长其使用寿命。4)有较好的安全性能，其 闪点高，不属于危险品。5)有良好的燃料性能，其十六烷值高，燃烧性能优于 普通柴油。6)具有可再生性。生物柴油作为一种可再生能源，其资源不会枯竭。

CN1408701A公开了一种制备脂肪酸酯的方法和装置。在超临界状态和催化 剂存在的条件下，使用该发明的反应器，来制备脂肪酸酯。其中把含有未反应 的反应物和/或中间产物的反应混合物再循环回反应器。该方法优选的温度为 240℃～400℃，更优选的温度为245℃～350℃，优选的反应压力为0.5MPa～25 MPa，更优选的反应压力为2MPa～22MPa，特别优选8MPa～20MPa。该方法 增加了反应界面面积，提高了转化率。CN1408701A也公开了一种制备脂肪酸酯 的方法和含脂肪酸酯的燃料。该脂肪酸酯是在无催化剂存在下，油脂和醇两者 之一是超临界状态的条件下，油脂和醇反应制备的。该方法优选反应温度不超 过400℃，优选的反应压力为0.4MPa～25.0MPa。由于以上两种方法均在高温 高压下进行，会导致动、植物油脂的裂解，同时存在设备费用高的问题。

CN1230945A公开了一种从脂肪酸甘油三酸酯，尤其是动物或植物脂和油， 在均相或异相催化剂存在下与一种低分子量一元醇通过转酯化生产脂肪酸酯的 方法。按照该方法生成的脂肪酸酯是被一种萃取剂从反应混合物中萃取出来， 这样得到的脂肪酸酯纯度较高。作为萃取剂最好用一种在20℃时具有折算温度 约0.7，优选等于或大于0.7的低压气体。优选的萃取剂是二氧化碳、丙烷、丁 烷、二甲醚、乙酸乙酯或它们的混合物。该方法为了提高产物的收率，使得工 艺过程变得复杂化，并且油脂转化率仍较低。

由于醇与动、植物油脂互溶性差，反应体系呈两相，酯交换反应只在界面 进行，反应速率低，为了提高转化率，CN1496398A公开了一种通过醇解从三酰 基甘油酯获得脂肪酸酯的方法。为了加快酯交换反应过程，在初始反应阶段加 入一定量的至少一种链烷醇脂肪酸酯，尤其是一元链烷醇酯，优选甲酯、乙酯、 和/或乙酯，到有待进行酯交换的脂肪和/或油中，以致由此生成的反应混合物由 单相构成。从而使该过程从开始就保持高反应速率。并解决了脂肪酸对反应转 化率影响的问题。由于该方法可以避免或缩短酯交换的初始阶段，缩短了反应 时间，但是对酯交换反应的选择性和转化率没有太大的贡献；反应需要进行循 环操作，增加了能耗；反应过程所选的催化剂价格高；酯交换反应过程本身生 成水，而水对反应所选的催化剂有毒，因此催化剂寿命短；不溶于反应混合物 的催化活性盐要沉积在载体上，催化剂制作和/或分离过程复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种生产生物柴油的新方法。本发明方 法采用了高效的撞击流反应器，以无机碱或有机碱为催化剂，在缓和的条件下， 可以获得很高的转化率。

本发明生物柴油的生产过程包括以下内容：以含有脂肪酸甘油三酯的动、 植物油或脂及具有1～8个碳原子的一元醇为原料，采用撞击流反应器，催化剂 包括无机碱或有机碱，在缓和的反应条件下生产生物柴油。

无机碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠的一种或几种，加入量为原料 脂或油重量的0.1％～50％，优选0.5％～10％，最优选0.5％～5％。有机碱为含 有1～10个碳原子的有机胺类物质，加入量为原料脂或油重量的0.1％～100％。 优选1％～50％，最优选5％～10％。也可以是两种催化剂任意比例的混合物。

酯交换反应是在温度范围40℃～200℃，优选50℃～150℃，最优先选择的 是60℃～130℃间进行。反应是在常压至低分子量一元醇的蒸汽压的压力下进 行。