[发明专利]高效绿色连续化制备生物柴油的方法

说明书

本发明公开了一种高效绿色连续化制备生物柴油的方法，旨在解决现有技术中工艺复杂、不易控制，副反应多、乳液多，分离过程中产生废酸、碱、污染严重，催化效率低、催化剂难以重复利用的技术问题。本发明的方法为：取植物和/或动物油脂加入低碳烷醇；在酸膜反应器进行酯化反应；将所得酯化产物流入膜分离器分离出脂肪酸低碳烷醇单酯，回收未反应的原料；加入低碳烷醇和共溶剂；在碱膜反应器进行酯交换反应；将所酯交换产物流入膜分离器分离出脂肪酸低碳烷醇单酯，即成。本发明的方法工艺过程简单，易于控制，可实现连续化生产，易工艺放大，实现产业化生产；对设备腐蚀小、环境友好；可节约成本和减少劳动强度，具有广泛的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及生物能源技术领域，具体涉及一种高效绿色连续化制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油是指植物油（如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等）、动物油（如鱼油、猪油、牛油、羊油等）、废弃油脂或微生物油脂与甲醇或乙醇经酯转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。生物柴油是典型的“绿色能源”，具有环保性能好、发动机启动性能好、燃料性能好，原料来源广泛、可再生等特性。

目前，生物柴油的生产制备包括物理法、化学催化法、生物催化法、超临界无催化剂的酯化/酯交换反应法。物理法将植物油与溶剂缓和制成微乳液虽然可改善物化性能，但易出现破乳现象，应用极其有限；生物催化法采用脂肪酶催化醇与织物有进行酯交换反应，虽然反应条件温和、专一性好，但酶的价格高、易失活，且反应时间长，难以工业化应用；超临界法反应速度快、转化率高、产品纯度高，但是为了控制酯交换反应的操作参数，生产中需要明确甲醇-油脂混合体系的临界参数。由于高温、高压条件下实验测定临界参数困难，估算又误差很大，仅限于实验室应用；生产中多采用化学催化法，包括均相催化和非均相催化，但存在工艺复杂、不易控制，副反应多、乳液多，分离过程中产生废酸、碱、污染严重，催化效率低、催化剂难以重复利用等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效绿色连续化制备生物柴油的方法。以期解决现有技术中工艺复杂、不易控制，副反应多、乳液多，分离过程中产生废酸、碱、污染严重，催化效率低、催化剂难以重复利用等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

提供一种高效绿色连续化制备生物柴油的方法，包括以下步骤：

（1）取植物和/或动物油脂，加入低碳烷醇，预热，得均相反应液1；

（2）所得均相反应液1在酸膜反应器进行酯化反应，得酯化产物；

（3）将所得酯化产物流入膜分离器分离出脂肪酸低碳烷醇单酯，并回收未反应的原料；

（4）取所述未反应的原料，加入低碳烷醇和共溶剂，再次预热，得均相反应液2；

（5）所得均相反应液2在碱膜反应器进行酯交换反应，得酯交换产物；

（6）将所酯交换产物流入膜分离器分离出脂肪酸低碳烷醇单酯，即成。

另一种高效绿色连续化制备生物柴油的方法，包括以下步骤：

（1）取植物和/或动物油脂到原料罐中，加入低碳烷醇，预热，得均相反应液1；

（2）将所得均相反应液1泵入酸膜反应器进行酯化反应，得酯化产物；

（3）将所得酯化产物连续流入第一膜分离器分离出脂肪酸低碳烷醇单酯存入第一产品罐，并回收未反应的原料进入中间罐中；

（4）向所述中间罐中加入低碳烷醇和共溶剂，再次预热，得均相反应液2；

（5）将所得均相反应液2泵入碱膜反应器进行酯交换反应，得酯交换产物；

（6）将所酯交换产物连续流入第二膜分离器分离出脂肪酸低碳烷醇单酯存入第二产品罐，副产物分离存入副产物罐，即成。

优选的，在所述步骤（1）中，所述植物和/或动物油脂：低碳烷醇的质量比为4～6：1；所述预热的温度为60～65℃。