[发明专利]一种碱催化蓖麻油制生物柴油后处理方法

说明书

本发明涉及生物柴油制备领域，具体涉及一种碱催化蓖麻油制生物柴油后处理方法；对催化剂用量较少的甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾催化的反应，加入酸式硫酸盐或水合酸式硫酸盐进行中和；对催化剂用量较多的氧化钙、碳酸钠、磷酸钠催化的反应，除先加入酸式硫酸盐或水合酸式硫酸盐对碱催化剂进行中和外，还要加入一定量甲醇进行稀释；上述两种情况，都要再搅拌一定时间，使中和完全，稀释均匀，最后经离心分离除去固态物质，剩余液经常压蒸馏除去过量甲醇及少量水，倒入分液漏斗中静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油；本发明方法过程简单，操作步骤简便，提高了甘油的析出量。使用本发明后处理方法得到的生物柴油和甘油纯度较高、所含杂质很少。

技术领域

本发明涉及生物柴油制备领域，具体涉及一种碱催化蓖麻油制生物柴油后处理方法。

背景技术

采用碱催化剂（甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、碳酸钠、磷酸钠等）催化蓖麻油甲醇醇解反应制备生物柴油，传统方法是在干燥洁净的三口烧瓶中，先加入无水甲醇，再加入碱催化剂，开启搅拌器搅拌一定时间，使碱催化剂溶解达到平衡，最后加入蓖麻油，控制在一定温度下搅拌反应一定时间，反应结束。然后用液体酸（稀盐酸）酸化至水相pH=3～4为止。然后分出下层水相，油相经多次水洗至pH=7为止，水洗到中性的油相经脱水得到生物柴油。将酸化分出的水相和水洗过程分出的水相混合在一起，经脱水、除杂可得到副产物甘油。传统方法中的后处理工艺存在水洗、脱水的麻烦，甘油回收的困难且有大量废水排放污染环境的弊端。

发明内容

本发明的目的是提供一种碱催化蓖麻油制生物柴油后处理方法，本发明后处理方法处理得到的生物柴油和甘油纯度较高、所含杂质较少。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种碱催化蓖麻油制生物柴油后处理方法，当采用强碱性催化剂甲醇钠、氢氧化钠或氢氧化钾催化蓖麻油甲醇醇解反应制备生物柴油的反应结束后，加入酸式硫酸盐或水合酸式硫酸盐进行中和，搅拌至中和完全，经离心分离除去固态物质，剩余液经常压蒸馏除去过量甲醇及少量水，倒入分液漏斗中静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油；

当采用弱碱性催化剂氧化钙、碳酸钠或磷酸钠催化蓖麻油甲醇醇解反应制备生物柴油的反应结束后，先加入酸式硫酸盐或水合酸式硫酸盐进行中和，搅拌至中和完全，再加入甲醇进行稀释，稀释均匀，最后经离心分离除去固态物质，剩余液经常压蒸馏除去过量甲醇及少量水，倒入分液漏斗中静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油。

上述碱催化剂催化蓖麻油甲醇醇解制备生物柴油，反应结束后，离心分离出催化剂（如果有固体催化剂存在的话），常压下蒸馏除去过量甲醇，剩余液静置后一般不会析出甘油。不析出甘油的可能原因分析如下：一是固体粉末碱催化剂充当了乳化剂使甘油和生物柴油形成了乳状液，甘油析不出来；二是甘油和碱催化剂发生化学反应生成固态甘油化物被离心分离出去了；三是甘油黏度大，容易和固体催化剂形成浆状粘稠物被离心分离出去了。

在传统方法中，反应结束后，经液体酸酸化后，甘油大部分溶解在酸化的水相中，少部分存在于油相，油相水洗时甘油又溶解在水相中，将酸化的水相和水洗的水相混合在一起，从混合的水相中可提取出甘油。

在发明方法中，反应结束后，加入的酸式硫酸盐或水合酸式硫酸盐（例如：一水硫酸氢钠、硫酸氢锂、硫酸氢钾、硫酸氢铷、硫酸氢铯和硫酸氢铵等）起了中和碱催化剂的作用，也可理解为酸式硫酸盐或水合酸式硫酸盐酸性强于甘油，它可从甘油化物中把甘油置换出来；加入的甲醇起了稀释剂的作用，对于催化剂用量较大的反应，甲醇的加入大大降低了反应液的黏度，减少了离心分离时固态物质粘附携带走的甘油量，从而提高了最后静置析出的甘油量。该发明方法后处理过程引入的水量较少，因此经过离心分离出固态物质、常压下加热蒸馏除去过量甲醇及少量水后，残液中的主要成分就只剩生物柴油和甘油了，因此通过静置很容易使二者分开。由此得到的生物柴油和甘油纯度较高、所含杂质很少。

一水硫酸氢钠和碱催化剂的反应方程式如下：