[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。 

技术背景

生物柴油是动、植物油脂与一元醇反应得到的脂肪酸单烷基酯，最典型的为脂肪酸甲酯。基于成本和资源供应方面的考虑，我国生物柴油的主要原料是不可食用的酸化油、地沟油、煎炸废油等废弃油脂。这些废弃油脂在生产、储存和使用过程中，往往产生和积累了较多的游离脂肪酸，因而普遍酸值较高，统称为高酸值原料油。高酸值原料油既含有甘油酯，又含有大量游离脂肪酸，增加了加工难度。 

高酸值原料油中的游离脂肪酸可以与碱性催化剂发生中和反应，所以无法直接采用常规碱催化工艺，而只能采用酸催化、酸-碱两步催化、酶催化或超/近临界反应工艺。其中，酸催化和酸-碱催化两步反应工艺使用的酸性催化剂易腐蚀设备，而且反应过程中和反应后需要对催化剂进行中和、分离等处理，工艺流程复杂，，生产过程污染严重。酶催化反应工艺的反应效率和原料利用率较低，也制约了该工艺的工业应用。超/近临界反应工艺反应迅速，而且不使用催化剂，生产过程清洁，是值得发展的生物柴油生产技术。但在原料酸值较高时，仅通过一次超/近临界反应无法将产品酸值降到0.8mgKOH/g的标准以下。 

CN101638609A公开了一种超临界制备生物柴油的方法，该方法包括：（1）取C₁-C₄的低碳醇和酸值为10mgKOH/g-180mgKOH/g的高酸值油脂，预热至220℃以上，然后进行第一次超临界反应；（2）将从上述步骤（1）所得反应产物中分离得到的粗酯再与已预热至220℃以上的新加入的C₁-C₄低碳醇进行第二次超临界反应；最后精制从步骤（2）所得反应产物中分离得到的酯类得到生物柴油。两次超临界反应的条件均为：220℃-300℃，8MPa-16MPa，反应时间5-60分钟。尽管该申请通过上述步骤处理高酸值原料油得到了酸值合格的生物柴油产品，但根据我们的研究，上述工艺由于没有控制参与第二步 反应体系的水分含量，第二步反应的降酸效果并不稳定。此外，上述方法要求两步反应均为超临界反应（即反应温度为220℃-300℃，反应压力为8MPa-16MPa），反应条件较为苛刻，能耗也高，而且原料经过一步反应后，需先进行精制，即先分离出甲醇，再分离出甘油，才能对剩余的粗酯相物料进行第二次反应，流程复杂。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，节能，反应条件温和，且能够稳定得到酸值合格的生物柴油产品的生物柴油制备方法。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种生物柴油的制备方法，其中，该方法包括下述步骤： 

（1）原料油与一元醇经升温、升压后，在第一反应器中进行第一次接触反应； 

（2）反应后的混合物料经过装填亲水性吸附剂的吸附装置进行吸附脱水； 

（3）脱水后的物料再次升温后进入第二反应器中进行第二次接触反应； 

（4）从两次反应后的物料中分离出一元醇和生物柴油。 

本发明提供的生物柴油的制备方法工艺简单，能够在较温和的反应条件下稳定的制备酸值合格的生物柴油产品。在本发明的方法中，第一步反应后的物料通过装填有亲水且带有小于0.43nm微孔的吸附剂的吸附装置，选择性除去反应体系中的水分，可以避免蒸馏脱水时，需先蒸出未反应甲醇而消耗大量能源，既简化流程，又节约了甲醇蒸发所消耗的大量能源，提高了生产效率和工艺的经济性。此外，本发明的方法中未使用外源催化剂，基本无三废排放。本发明的方法适用于采用多种原料油脂进行生物柴油的制备，特别适用于高酸值的原料油脂生产生物柴油，得到酸值合格的生物柴油产品。 

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。 

按照本发明，所述生物柴油的制备方法包括下述步骤： 

（1）原料油与一元醇经升温、升压后，在第一反应器中进行第一次接触反应； 

（2）反应后的混合物料经过装填亲水性吸附剂的吸附装置吸附脱水； 

（3）脱水后的物料再次升温后进入第二反应器中进行第二次接触反应； 

（4）从两次反应后的物料中分离出一元醇和生物柴油。