[发明专利]一种利用酸碱两步法将餐厨废油脂制成脂肪酸甲酯和甘油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色能源再生利用领域，特别涉及一种包含预处理系统的利用酸碱两步法将餐厨废油脂制成脂肪酸甲酯和甘油的方法。 

背景技术

脂肪酸甲酯，主要用途除了作生物柴油外，还可以作为PVC造粒，食品包装材料，皮革加脂剂，脂肪醇和表面活性剂等生产中的重要原料。生物柴油，作为近年来在欧美国家发展较为迅速的一种绿色清洁能源，可以有效降低燃烧尾气中硫氧化物、重金属、排出颗粒物、HC和CO的排放量，对于节能减排具有重要意义。随着工业发展与汽车行业的迅速兴起，目前在全世界生物柴油需求量逐年上升。欧洲生物柴油产量以每年25％的速度增长，预计2010年将达到8.0Mt；美国以大豆油、菜籽油等植物油为原料制造生物柴油，预计2010年将达到110t；日本以煎炸油为原料制备生物柴油，预计2010年将达到500t。但是，近年来的粮食危机使得动植物油原料价格不断上升，为了解决生物柴油原料短缺的瓶颈问题，利用餐厨行业大量的废弃油脂作为原料，替代成品植物油生产生物柴油具有重要意义。我国近年来生物柴油技术发展迅速，预计2010年柴油需求量将突破1亿吨，而生物柴油占20％，即达到1800万吨，按照现有市场价格5000元/吨，潜在市场份额为900亿元。而我国目前的生物柴油产量尚不足100万吨，具有非常大的发展前景。 

所说的餐厨废油脂包括餐饮单位产生的废动物油脂、废植物油脂、地沟油、屠宰场、食品加工厂或食用油加工厂产生的废油脚、煎炸油等。 

目前我国工业上主要采用酸法或碱法制脂肪酸甲酯。碱法使用的范围较广，多为使用KOH或NaOH做催化剂，在50～60℃反应1～2小时左右，此方法要求 油脂的初始酸值和含水率要低，通常不超过1.0mgKOH/g及0.5％，同时酯转化率低，脂肪酸甲酯含量约在70～80％左右，不能直接作为生物柴油使用，而只能提供给小炼油厂作进一步精制，同时此法产生大量强碱废液，不能有效处理，排入污水系统或自然水系造成较大环境危害。酸法目前使用也较多，通常采用硫酸做催化剂，对酸值较高的油脂进行预酯化或酯转化反应，反应进行时间长，反应温度较高，甲醇用量较大，酯转化率通常在60～70％。 

由于餐厨废油脂与其它固形物和水混合，同时在自然环境中暴露时间较长，大部分油脂均发生酸败或水解现象，酸值居高不下，通常在100mgKOH/g以上，使用碱催化法容易发生皂化反应影响酯转化反应，使用酸催化法则反应温度较高，产生大量强酸废液等。 

而且，酸法和碱法生产脂肪酸甲酯过程中产生的甘油一般回收率较低，无法作为产品利用。 

发明内容

为了解决现有生产技术的不足，本发明提供一种脂防酸甲酯的高效制备方法，并且回收甘油。本发明转化率高，能耗低，废水产生量少。 

本发明通过下面的技术方案，实现酸碱两步法制备脂肪酸甲酯的技术，该技术酯转化率可达98％以上，能耗低，酸催化剂用量少，固体碱催化剂制备方法简便，可重复使用。 

本发明的利用餐厨废油脂制取脂肪酸甲酯的系统如下： 

整个系统包括：餐厨废油脂预处理系统、酸碱两步法酯解反应系统、甘油分离回收系统、水洗-脱水系统、脱色过滤系统等。整个生产过程在全封闭的容器内交换完成，没有废气、有毒物质泄漏，环境风险低。 

所说的餐厨废油预处理系统如说明书附图中图1所示。收集来的(1)餐厨废油，经过(2)自然沉淀，沉淀物送到(11)油脚蒸煮锅，加入(e)食盐，蒸煮20分钟～60分钟，优选30分钟，将浮油取出送到原料油储罐，油脚打入(12)油脚池，作为A再生油酸原料外运。自然沉淀产生的油脂经(3)检验合格后，进(4)毛油储罐储存。毛油送入(5)去酸除杂罐，加(b)液碱、(c)盐水，去除(a)杂质到油脚锅。去酸、除杂后的油脂控制在105±5℃进行脱水，直到 没有水蒸气泡冒出为止。然后，利用活性碳过滤除臭。高温脱水、脱臭后，进过滤机，进一步去除固性杂质，杂质送到油脚锅。所说的过滤机优选(8)板框压滤机。压滤去除杂质后的油脂作为B脂肪酸甲酯原料送储存罐储存。 

所说的酸碱两步法将餐厨废油制成脂肪酸甲酯的系统如说明书附图中图2所示，系统包括(2)进料系统、(3)醇解系统、(4)脱醇系统、(5)甘油分离回收系统、(6)脱水系统、(7)脱色系统、(8)过滤除杂系统、成品脂肪酸甲酯(即脂肪酸甲酯)储存系统。所说的脂肪酸甲酯生产系统反应过程采用全密闭操作。