一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法技术

本发明专利技术公开了一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，属于生物柴油生产技术领域，包括高压水解反应、酶催化合成反应、酸催化合成反应和物理蒸馏分离，最终得到符合标准的生物柴油。本发明专利技术在工业化成熟的酶催化与酸催化生产方法的基础上提出了高压水解+酶催化合成+酸法降酸的组合生产法，设计科学合理，使用方便，解决现有单一生产生物柴油的方法且缺点明显的技术问题，结合了水解、酶法与酸法的优点，规避了各单一方法的缺陷，具有原料适应广、收率高、催化剂成本低、产品质量高等优点。产品质量高等优点。产品质量高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法


[0001]本专利技术属于生物柴油生产
，具体涉及一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法。

技术介绍

[0002]利用废弃动植物油脂生产生物柴油，可以追溯到19世纪初，酯基生物柴油最早的生产方法主要有直接混合法、微乳化法、热解法、酯交换法和加氢裂化法等。各种方法在降低植物油粘度、提高挥发度、改善低温性能等方面具有共同特点，可以使植物油作为柴油发动机燃料使用，但这些方法均存在不足之处，如直接混合法和微乳液法只是简单的通过植物油脂与石化柴油混合来降低粘度，产品性质不稳定；高温裂解法和加强裂化法是通过化学法改变分子结构，虽然从根本上解决了生物柴油粘度大、挥发性低的问题，但高温裂解法得到的产品品质较差、加氢裂化法成本较高。
[0003]通过20世纪初到现在近20年发展，酯基生物柴油逐步形成酸碱催化废弃动植物油脂与甲醇反应生产混合脂肪酸甲酯、以脂肪酶为催化剂催化废弃动植物油脂与甲醇反应生产混合脂肪酸甲酯、以碱为催化剂催化甘油三脂与甲醇反应生产混合脂肪酸甲酯、以酸为催化剂催化以脂肪酸为主废弃动植物油脂与甲醇反应生产混合脂肪酸甲酯的四大生产系统，成熟度非常高，工业化生产非常普遍。近年来，行业技术一直再推广和突破中，酶催化剂的出现，并且成功的被引入到废弃动植物油脂与甲醇合成混合脂肪酸甲酯中，给技术突破带来新的希望。酶催化剂优点明显、缺点同样明显，优点近似于常温反应，生产安全性好、回收甘油品质高、收率相对高，缺点是反应不彻底，甘油三脂水解率最高达到85％、酯化率90
‑
>95％左右，反应时间长且对原料洁净度要求高，不适应所有原料，催化剂使用成本高等。
[0004]因此，本专利技术提供了一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，解决现有单一生产生物柴油的方法且缺点明显的技术问题，结合了水解、酶法与酸法的优点，规避了各单一方法的缺陷，具有原料适应广、收率高、催化剂成本低、产品质量高等优点。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，解决现有单一生产生物柴油的方法且缺点明显的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、高压水解反应：将废弃动植物油脂作为反应原料，使其和水在高压水解塔内反应生成一级混合产物，反应温度为270
‑
280℃、反应压力为3MPa；
[0009]S2、酶催化合成反应：将一级混合产物作为反应原料，使其和甲醇在酶催化反应釜内以脂肪酶为催化剂反应生成二级混合产物，反应温度为38
‑
40℃、反应压力为常压；
[0010]S3、酸催化合成反应：将二级混合产物作为反应原料，使其和甲醇在酸催化反应罐内以酸为催化剂反应生成三级混合产物，反应温度为110
‑
120℃、反应压力为常压；
[0011]S4、蒸馏分离：将三级混合产物作为蒸馏原料，在蒸馏装置中真空蒸馏纯化符合标准的生物柴油，真空度为
‑
0.098Mpa、蒸馏温度为265
‑
270℃。
[0012]进一步地，高压水解反应包括：废弃动植物油脂在高压作用下水解成甘油和游离的高级脂肪酸。
[0013]进一步地，在高压水解反应中，废弃动植物油脂与水的质量比为1：0.3～0.4。
[0014]进一步地，在高压水解反应中，水为去离子水。
[0015]进一步地，酶催化合成反应包括：游离的高级脂肪酸与甲醇发生酯化反应生成脂肪酸甲酯和水的主反应、以及微量未水解完全的废弃动植物油脂与甲醇发生酯交换反应生成脂肪酸甲酯和甘油的副反应。
[0016]进一步地，在酶催化合成反应中，游离的高级脂肪酸、甲醇与脂肪酶的质量比为1：0.2～0.25：0.003。
[0017]进一步地，脂肪酶为酵母脂肪酶、根霉脂肪酶或毛霉脂肪酶。
[0018]进一步地，酸催化合成反应包括：微量游离的高级脂肪酸与甲醇发生酯化反应生成脂肪酸甲酯和水的主反应、以及极微量未水解完全的废弃动植物油脂与甲醇发生酯交换反应生成脂肪酸甲酯和甘油的副反应。
[0019]进一步地，在酸催化合成反应中，微量游离的高级脂肪酸、甲醇与酸的质量比为1：0.1～0.15：0.002。
[0020]进一步地，酸为甲基磺酸。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术设计科学合理，使用方便，解决现有单一生产生物柴油的方法且缺点明显的技术问题，结合了水解、酶法与酸法的优点，规避了各单一方法的缺陷，具有原料适应广、收率高、催化剂成本低、产品质量高等优点。
[0023]本专利技术在工业化成熟的酶催化与酸催化生产方法的基础上提出了高压水解+酶催化合成+酸法降酸的组合生产法。本专利技术将高压水解作为一级反应流程，保留了高压水解法水解率高、产出甘油品质好的优点，同时规避了酶水解率不足的缺点；将酶催化合成作为二级反应流程，满足了酶法原料洁净要求，使酶催化剂循环使用时间更长，极大了降低催化剂成本；将酸催化合成作为三级反应流程，由于酶催化反应不彻底，辅助增加的酸催化，可进一步将脂肪酸含量降低到1％以内，大大提高了产出品质；最后采用蒸馏分离真空分离出符合标准的生物柴油。本专利技术原料利用率高、生产过程安全环保、能耗低，是一种可靠有效的生物柴油生产方法。
附图说明
[0024]图1为本专利技术方法流程图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]如图1所示，本专利技术提供的一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，设计科学合理，使用方便，解决现有单一生产生物柴油的方法且缺点明显的技术问题，结合了水解、酶法与酸法的优点，规避了各单一方法的缺陷，具有原料适应广、收率高、催化剂成本低、产品质量高等优点。
[0027]本专利技术包括以下步骤：
[0028]S1、高压水解反应：将废弃动植物油脂作为反应原料，使其和水在高压水解塔内反应生成一级混合产物，反应温度为270
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280℃、反应压力为3MPa；
[0029]S2、酶催化合成反应：将一级混合产物作为反应原料，使其和甲醇在酶催化反应釜内以脂肪酶为催化剂反应生成二级混合产物，反应温度为38
‑
40℃、反应压力为常压；
[0030]S3、酸催化合成反应：将二级混合产物作为反应原料，使其和甲醇在酸催化反应罐内以酸为催化剂反应生成三级混合产物，反应温度为110
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120℃、反应压力为常压；
[0031]S4、蒸馏分离：将三级混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、高压水解反应：将废弃动植物油脂作为反应原料，使其和水在高压水解塔内反应生成一级混合产物，反应温度为270
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280℃、反应压力为3MPa；S2、酶催化合成反应：将一级混合产物作为反应原料，使其和甲醇在酶催化反应釜内以脂肪酶为催化剂反应生成二级混合产物，反应温度为38
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40℃、反应压力为常压；S3、酸催化合成反应：将二级混合产物作为反应原料，使其和甲醇在酸催化反应罐内以酸为催化剂反应生成三级混合产物，反应温度为110
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120℃、反应压力为常压；S4、蒸馏分离：将三级混合产物作为蒸馏原料，在蒸馏装置中真空蒸馏纯化符合标准的生物柴油，真空度为
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0.098Mpa、蒸馏温度为265
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270℃。2.根据权利要求1所述的一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，其特征在于，高压水解反应包括：废弃动植物油脂在高压作用下水解成甘油和游离的高级脂肪酸。3.根据权利要求1所述的一种废弃动植物油脂生产生物柴油的方法，其特征在于，在高压水解反应中，废弃动植物油脂与水的质量比为1：0.3～0.4。4.根据权利要求1所述的一种废...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴，叶彬，
申请(专利权)人：四川金尚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：