[发明专利]一种生物柴油的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的制备方法，属于生物柴油制备技术领域。

背景技术

生物柴油即脂肪酸甲酯，是一种可再生、环保型燃料，是典型的绿色能源。近年来，世界上特别是欧美各国政府都在大力推进生物柴油产业的发展。我国也在积极开展生物柴油研制。目前国内限制生物柴油发展的主要障碍是原料成本太高，在国内大多使用油料作物生产生物柴油，其原料成本较高，据统计，生物柴油的制备成本的75％是原料成本。因此，采用廉价原料及提高转化率从而降低成本是生物柴油能否实用工业化的关键。地沟油等高酸值油脂原料价格低廉，常见的高酸值油脂有棕榈油、毛米糠油、麻疯树油、餐饮废油和油脚等。利用其制备生物柴油，可以有效降低成本，促进生物柴油工业的发展。

目前利用地沟油及高酸值动植物油制备生物柴油大多利用两步催化，先利用酸降低游离脂肪酸的含量，再用碱做催化剂制备生物柴油，但过程比较复杂，设备成本相对高很多，很少的研究是利用浓硫酸作为催化剂进行一步催化，此方法虽然可行但对设备的腐蚀性比较大，对设备的要求和投入比较高，而且反应时间比较长。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种生物柴油的制备方法，采用该方法可以一步催化制得生物柴油，成本低廉，工艺简单，所用催化剂可反复回收再利用，而且不会产生废水污染。

实现本发明目的的技术方案是：一种生物柴油的制备方法，该方法是将重量为高酸值油脂重量3～12％的挥发性有机酸催化剂溶于醇后与上述高酸值油脂混合，其中，醇与高酸值油脂的摩尔比为15～30∶1，然后在200～500r/m搅拌条件下，于60～120℃充分反应，反应完后，除去反应液中剩余的醇和催化剂，静置分层，收集上层液体得到生物柴油；所述挥发性有机酸催化剂为甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸、三氟乙酸、三氯乙酸、氯磺酸或三氟甲磺酸。

所述高酸值油脂为酸值大于50mgKOH/g的油脂。

所述高酸值油脂为地沟油、餐饮废油、橡胶籽油、棕榈油、毛米糠油、油脚或麻疯树油。

所述高酸值油脂为地沟油，醇与地沟油的摩尔比为15～25∶1。

所述醇为甲醇或乙醇。

由以上技术方案可知，本发明是以价格低廉的高酸值油脂为原料，利用挥发性有机酸一步催化酯化、酯交换反应制备生物柴油，使工艺得到简化，反应时间缩短，并且本发明所用催化剂可以有效降低硫酸作催化剂时对设备的腐蚀性，催化效率高于硫酸催化，例如甲烷磺酸催化酯交换反应的活化能为30.29kJ/mol，低于硫酸催化的活化能46.1kJ/mol。

因此，与现有技术相比，本发明具有的优点是：

本发明方法简单，成本低廉，催化剂的催化性能优越，同时催化剂可完全回收并再利用，回收方法简单，回收率高，而且不会产生废水污染，同时也解决了废弃餐油的回收利用问题，具有重大的经济、环境意义。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护内容不局限于以下实施例。

实施例1

称取50g地沟油(酸值183.2mgKOH/g)倒入三口瓶中，将重量为地沟油重量3％的甲烷磺酸溶于甲醇中，甲醇与地沟油的摩尔比为20∶1，然后将其加入到上述三口瓶中，搅拌速度为200r/m，在70℃条件下充分反应，一般8～15小时即可使反应充分，本实施例中反应时间为9小时。反应结束后，取出反应液旋转蒸发除去多余的甲醇，并倒入分液漏斗中静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油；将上层液收集进气相检测酯化率，下层液体旋转蒸发回收催化剂，经测定酯化率为78.82％，催化剂的回收率为86.5％。

实施例2

称取50g地沟油(酸值183.2mgKOH/g)倒入三口瓶中，将重量为地沟油重量8％的甲烷磺酸溶于甲醇中，甲醇与地沟油的摩尔比为15∶1，然后将其加入到上述三口瓶中，搅拌速度为350r/m，在80℃条件下反应10小时。反应结束后，取出反应液旋转蒸发除去多余的甲醇，并倒入分液漏斗中静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油；将上层液收集进气相检测酯化率，下层液体旋转蒸发回收催化剂，经测定酯化率为88.82％，催化剂的回收率为88.5％。

实施例3