[发明专利]一种膜法制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的制备方法。

背景技术

以不饱和脂肪酸-植物油，或饱和脂肪酸-动物油为原料加入甲醇或乙醇在催化和加热的条件下制成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯即生物柴油，生物柴油与柴油具相似的性能和稍高的燃烧值，燃烧后不产生有害气体。目前生物柴油已被广泛地应用于欧美国家政府规定必须按一定比例与柴油混合使用，以降低有害气体对环境的污染。

目前生物柴油的生产工艺中流行的催化剂一般为酸，碱，该工艺的后续处理中产生大量的废水，造成环境污染。又由于酸碱催化的局限性，所以对原料油中脂肪酸含量要求十分严格一般要求5-7%以下，这样就增加对原料油选择范围的限制。图1为以酸碱作为催化剂制备生物柴油的工艺流程图。

为了提高产品质量很多工厂用蒸馏法从生物柴油和甘油的乳状液中提纯生物柴油这样使生产的能耗大大增加。

发明内容

本发明的目的是解决现有生物柴油制备方法中存在的原料可选择范围小、产量低的问题，提供一种膜法制备生物柴油的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种膜法制备生物柴油的方法，包括步骤：

（1）    将原料油与10%-20%甲醇或乙醇混合并加热至70℃～90℃，

（2）    在1-2千克/厘米²的压力下通过高分子功能膜，透过液为生物柴油和甘油的乳状液，

（3）    乳状液加入沉淀剂，使甘油从乳状液中沉淀出来后得到粗生物柴油，

（4）    将粗生物柴油经过吸附柱和微过滤进行精炼，在精炼后的生物柴油中加入抗氧化剂得到产品。

本发明所述的膜法制备生物柴油的方法，适用于不饱和脂肪酸（大多数植物油）和饱和脂肪酸（动物油和部分植物油）与甲醇或乙醇进行酯交换反应，以甲醇取代油中的甘油；也适用于脂肪酸与甲醇或乙醇进行酯化反应。而传统的以酸碱做催化剂，只能用于脂肪酸酯与醇类的酯交反应， 因而必需对原料油中脂肪酸含量必须作严格的限制。而本发明提供的方法无需对原料油中的脂肪酸含量要求做严格规定，大大增加 了原料油的选择范围，对原料油中脂肪酸含量无严格要求。原料油中的脂肪酸由于膜的催化直接与醇类形成了生物柴油，使生物柴油产量大大增加。

上述方法中使用的高分子功能膜是在市场上公开出售的产品，由加拿大公司JecaTec Inc生产，型号为WIMCO-BD-1、WIMCO-BD-25、WIMCO-BD-100，是由耐高温的聚丙烯、聚砜、偏氟乙烯、聚四氟乙烯等高分子微孔滤膜制成的膜催化剂。

做为优选的技术方案,沉淀剂是原料油重量0.1 -1.0%的硼酸、柠檬酸或碳酸的钠盐与原料油重量0.1 -1.0%的KALSO₄ 或聚丙烯酰胺组成的混合物。

做为优选的技术方案，所述的吸附柱包括脱水柱、脱酸柱和脱硫柱，粗物生柴油依次流经脱水柱、脱酸柱和脱硫柱。粗生物柴油中仍然含有少量的水分，悬浮物，脂肪酸，以及某些有害的微量元素，因此，吸附柱包括脱水柱、脱酸柱和脱硫柱，粗物生柴油依次流经上述吸附柱。脱水柱取原料油重量1/100-2/100的SiO₂ 、分子筛或石膏充填。脱酸柱取原料油重量0.5/100 – 1/100的石灰石或方介石充填。脱硫柱取原油重量0.2% - 0.5% 的粒状活性炭充填。

做为优选的技术方案，在精制生化柴油中用憎水微滤膜进行微过滤，憎水微滤膜材料为四氟乙烯或二甲基硅氧烷，通过微过滤可去除悬浮物，重金属等微量杂质。

粗生物柴油经过减压蒸馏回收甲醇或乙醇，由于醇类与生物柴油不共溶，可用减压蒸馏的方法回收甲醇或乙醇，工艺条件是真空压力690mmHg,温度50℃。

原料油是含有不饱和脂肪酸或饱和脂肪酸的动植物油，大多数植物油中含有不饱和脂肪酸，动物油和部分植物油中含有饱和脂肪酸，常用的原料油包括菜籽油、植物油、牛油、猪油、蓖麻油，棕榈油、餐馆废油、地沟油。

脱水柱取原料油重量1%-2%的SiO₂ 、分子筛或石膏充填。

脱酸柱取原料油重量0.5%-1%的石灰石或方介石充填。

脱硫柱取原油重量0.2% - 0.5% 的粒状活性炭充填。

与现有的制备生物柴油的方法相比，本发明具有以下特点：