專利名稱：脂肪酸甲酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種生物質(zhì)燃料技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種脂肪酸甲酯的制備方法。
背景技術(shù)：
生物柴油是清潔的可再生能源，它是以大豆和油菜籽等作物、油棕和黃連木等油料林木果實(shí)、工程微藻等油料水生植物以及動(dòng)物油脂、廢棄餐飲油等為原料制成的液體燃料。生物柴油可以替代化石燃料，降低有害物質(zhì)的排放。同時(shí)可以解決餐飲廢油的去向問題，提高食品安全。目前生物柴油的主要制備方法是脂肪酸三甘酯與短鏈醇發(fā)生酯交換反應(yīng)制得。傳統(tǒng)方法使用堿催化劑，對原料要求高，后處理復(fù)雜，而且產(chǎn)生大量廢液造成環(huán)境污染。2001 年 Saka 等提出的超臨界酯交換法(Biodiesel fuel from rapeseed oil as preparedin supercritical methanol. Fuel 2001，80 (2)，225-231.)近幾年備受關(guān)注。超臨界酯交換法是使低碳醇達(dá)到超臨界態(tài)，從而對油脂具有良好的溶解能力，打破了反應(yīng)的相界面，實(shí)現(xiàn)了均相反應(yīng)。與傳統(tǒng)堿催化法相比，超臨界酯交換法具有無需催化劑，無廢液排放，對環(huán)境污染?。粚υ弦蟮?，無需進(jìn)行原料預(yù)處理；工藝簡單、反應(yīng)速度快、產(chǎn)率高；產(chǎn)物后續(xù)處理簡單；易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但是，超臨界酯交換法也具有一定的局限性。超臨界甲醇法的最佳反應(yīng)條件是350°C，甲醇與油脂的摩爾比為42 1。 高溫和大摩爾比使反應(yīng)的能耗較高，也增加了對設(shè)備的要求和反應(yīng)的危險(xiǎn)程度。如果可以降低超臨界法的反應(yīng)溫度和醇油比，必將使這種方法的工業(yè)化成為可能。Duangkamol Yujaroen等人指出，超臨界條件下利用游離脂肪酸與甲醇直接酯化反應(yīng)可以在較溫和的條件下達(dá)到較高的收率。這為降低超臨近法的工藝條件提供了一條新的路徑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種脂肪酸甲酯的制備方法，降低超臨界法制備生物柴油的反應(yīng)溫度和醇油比，從而降低超臨界法制備生物柴油的能耗，使其工業(yè)化成為可能。本發(fā)明方法不需催化劑，不產(chǎn)生廢水廢氣，不會造成任何環(huán)境污染。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明通過向甲醇中加入水后和植物油或脂肪酸混合加入反應(yīng)器進(jìn)行酯化反應(yīng)，經(jīng)減壓蒸餾生成脂肪酸甲酯和水。所述的甲醇和植物油或脂肪酸的摩爾比為3 1 30 1或1 1 10 1，水和植物油的摩爾比為1 10 1 1 ；所述的酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為180 320°C，反應(yīng)壓力為10 30MPa，反應(yīng)時(shí)間為 20 120分鐘。所述的酯化反應(yīng)在連續(xù)管式平推流反應(yīng)器中進(jìn)行。所述的植物油采用大豆油、菜籽油、麻風(fēng)樹籽油、棕櫚油、棕櫚殘?jiān)?、地溝油或脂肪酸等。與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明可將超臨界法制備生物柴油的反應(yīng)溫度降低50-150°C， 甲醇的用量減少50% -75%，總能耗降低40% -60%。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1將甲醇、大豆油以摩爾比25 1分別用泵打入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度280°C，壓力 25MPa，反應(yīng)時(shí)間45分鐘。反應(yīng)產(chǎn)品減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯，計(jì)算得到脂肪酸甲酯的產(chǎn)率為 46%。實(shí)施例2向甲醇中加入體積比10%的水，再將甲醇、大豆油以摩爾比25 1分別用泵打入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度280°C，壓力25MPa，反應(yīng)時(shí)間45分鐘。反應(yīng)產(chǎn)品減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯，計(jì)算得到脂肪酸甲酯的產(chǎn)率為92%。實(shí)施例3向甲醇中加入體積比5%的水，再將甲醇、棕櫚殘?jiān)鸵阅柋?5 1分別用泵打入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度240°C，壓力25MPa，反應(yīng)時(shí)間45分鐘。反應(yīng)產(chǎn)品減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯，計(jì)算得到脂肪酸甲酯的產(chǎn)率為81 %。實(shí)施例4向甲醇中加入體積比5%的水，再將甲醇、地溝油以摩爾比15 1分別用泵打入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度240°C，壓力25MPa，反應(yīng)時(shí)間45分鐘。反應(yīng)產(chǎn)品減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯， 計(jì)算得到脂肪酸甲酯的產(chǎn)率為80%。實(shí)施例5向甲醇中加入體積比10%的水，再將甲醇、麻風(fēng)樹籽油以摩爾比15 1分別用泵打入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度280°C，壓力25MPa，反應(yīng)時(shí)間45分鐘。反應(yīng)產(chǎn)品減壓蒸餾得到脂肪酸甲酯，計(jì)算得到脂肪酸甲酯的產(chǎn)率為90%。
權(quán)利要求
1.一種脂肪酸甲酯的制備方法，其特征在于，通過向甲醇中加入水后和植物油或脂肪酸混合加入反應(yīng)器進(jìn)行酯化反應(yīng)，經(jīng)減壓蒸餾生成脂肪酸甲酯和水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酸甲酯的制備方法，其特征是，所述的甲醇和植物油或脂肪酸的摩爾比為3 1 30 1或1 1 10 1，水和植物油的摩爾比為1 10 1 I0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酸甲酯的制備方法，其特征是，所述的酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為180 320°C，反應(yīng)壓力為10 30MPa，反應(yīng)時(shí)間為20 120分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的脂肪酸甲酯的制備方法，其特征是，所述的酯化反應(yīng)在連續(xù)管式平推流反應(yīng)器中進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酸甲酯的制備方法，其特征是，所述的植物油采用大豆油、菜籽油、麻風(fēng)樹籽油、棕櫚油、棕櫚殘?jiān)汀⒌販嫌突蛑舅帷?br>
全文摘要
一種生物質(zhì)燃料技術(shù)領(lǐng)域的脂肪酸甲酯的制備方法，通過向甲醇中加入水后和植物油或脂肪酸混合加入反應(yīng)器進(jìn)行酯化反應(yīng)，經(jīng)減壓蒸餾生成脂肪酸甲酯和水。本發(fā)明降低超臨界法制備生物柴油的反應(yīng)溫度和醇油比，從而降低超臨界法制備生物柴油的能耗，使其工業(yè)化成為可能。本發(fā)明方法不需催化劑，不產(chǎn)生廢水廢氣，不會造成任何環(huán)境污染。
文檔編號C11C3/00GK102206553SQ20111010991
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者孫麗君, 李思寧, 毛志強(qiáng), 王武聰, 趙亞平 申請人:上海交通大學(xué)