專利名稱：利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及是一種有機(jī)化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法，特別涉及一種利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國政府為減少石油進(jìn)口量，大力發(fā)展替代環(huán)?？稍偕茉?，制定一系列政策法規(guī)，2005年2月28日全國人大通過《可再生能源法》國家法律實(shí)施各級(jí)政府支持，我國的生物柴油剛剛起步，發(fā)展生物柴油我國政府十一五發(fā)展計(jì)劃中目標(biāo)是2010年產(chǎn)量1000萬噸，在全國范圍建設(shè)一個(gè)綠色油田。現(xiàn)有技術(shù)利用反應(yīng)釜攪拌器攪拌動(dòng)物脂肪酸，制生物柴油反應(yīng)時(shí)間18小時(shí)，動(dòng)植物脂肪酸和甲醇摩爾比1∶6-1∶20，催化劑質(zhì)量百分率1％，轉(zhuǎn)化率84％，反應(yīng)時(shí)間長帶來逆反應(yīng)，能耗高，轉(zhuǎn)化率低。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種急劇縮短反應(yīng)時(shí)間、提高轉(zhuǎn)化率、降低成本的利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特殊之處在于包括如下步驟(1)將動(dòng)植物脂肪酸按計(jì)量送入超聲波反應(yīng)器內(nèi)，升溫50-60℃開啟真空機(jī)脫水，使原料含水量降到0.1％；甲醇和催化劑按脂肪酸數(shù)量比例送入超聲波反應(yīng)器，在超聲波反應(yīng)器內(nèi)保持甲醇與動(dòng)植物脂肪酸的摩爾比1∶1.5-6，催化劑用固體酸，催化劑質(zhì)量百分率0.2-0.4％，反應(yīng)溫度控制25-65℃，常壓回流反應(yīng)，超聲波頻率選擇15-280KHZ，超聲波功率控制在1.5-3.5KW，反應(yīng)時(shí)間為1.5小時(shí)；(2)酯化反應(yīng)結(jié)束，超聲波反應(yīng)器中的甲醇進(jìn)入甲醇蒸餾除水塔，蒸出甲醇除水后，回流到甲醇儲(chǔ)罐循環(huán)使用，產(chǎn)出的生物柴油經(jīng)離心分離機(jī)分離出生物柴油、不皂化物、催化劑，催化劑回收循環(huán)使用。
本發(fā)明的利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，在步驟(1)中植物脂肪酸皂化值≥170以上，植物脂肪酸與甲醇摩爾比1∶1.5，固體酸按植物脂肪酸質(zhì)量百分率0.2％送入超聲波反應(yīng)器，超聲波頻率分兩個(gè)階段，前一段時(shí)間30min選擇20KHZ，后段60min選擇15KHZ，超聲波功率控制在1.5KW-2.0KW。
本發(fā)明的利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，在步驟(1)中動(dòng)物脂肪酸皂化值≥175以上，動(dòng)物脂肪酸與甲醇摩爾比1∶3，固體酸按動(dòng)物脂肪酸質(zhì)量百分率0.4％送入反應(yīng)器內(nèi)，超聲波頻率選擇分三個(gè)階段，前段30min頻率選擇280KHZ，中段30min頻率選擇160KHZ，后段30min頻率選擇15KHZ，超聲波功率控制分三個(gè)階段，前30min功率控制3.5KW，中段30min功率控制2.0KW，后段30min功率控制在1.5KW。
所述催化劑固體酸為CF3SO3H、C2F2SO3H或H7[P(Mo2O7)C]·XH2O中的任意一種。
本發(fā)明生產(chǎn)生物柴油是利用動(dòng)植物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化劑，在超聲波反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，利用超聲波反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)，化學(xué)效應(yīng)關(guān)鍵是空化現(xiàn)象，空化現(xiàn)象所產(chǎn)生的瞬間內(nèi)爆有強(qiáng)烈振動(dòng)波，產(chǎn)生短暫的高能環(huán)境，每毫秒時(shí)間內(nèi)間隔可達(dá)2000-3000℃和1012-1013Pa大氣壓力。這些能量和壓力逐可快速打開化學(xué)鍵，促使動(dòng)物脂肪酸和植物脂肪酸與甲醇快速酯化，從而急劇縮短反應(yīng)時(shí)間。本項(xiàng)目現(xiàn)已達(dá)到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)生物柴油1萬噸。
本申請(qǐng)人為解決動(dòng)物脂肪酸和植物脂肪酸制生物柴油問題，反應(yīng)時(shí)間長，轉(zhuǎn)化率低，能源消耗高，做了大量研究開發(fā)工作，現(xiàn)開發(fā)出用動(dòng)物脂肪酸在超聲波反應(yīng)器內(nèi)制生物柴油的工藝，解決這一難題。本申請(qǐng)人為解決這一難題，研究開發(fā)出動(dòng)植物脂肪酸，利用超聲波制生物柴油工藝，動(dòng)植物脂肪酸和催化劑質(zhì)量百分率0.2-0.4％，反應(yīng)時(shí)間從18小時(shí)縮短到1.5小時(shí)，同時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率從84％提高到99％，效率提高10多倍。
本發(fā)明無廢物排放，是綠色環(huán)保型工藝，離心機(jī)分離的生物柴油經(jīng)減壓蒸餾精制產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于石化柴油，能達(dá)到國際生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明縮短反應(yīng)時(shí)間提高效率，降低能量消耗，是適應(yīng)我國節(jié)能降耗方針，發(fā)展生物柴油，推廣制生物柴油的新工藝。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1利用植物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化劑，在超聲波反應(yīng)器內(nèi)酯化反應(yīng)生成生物柴油，其植物脂肪酸AV≥170，皂化值≥170以上，將原料植物脂肪酸按計(jì)量送入超聲波反應(yīng)器內(nèi)，升溫50-60℃，開啟真空機(jī)脫水，使原料含水量降到0.10％以下，甲醇和催化劑按植物脂肪酸計(jì)量比例送入超聲波反應(yīng)器，植物脂肪酸和甲醇的摩爾比1∶1.5，催化劑選用固體酸(CF3SO3H)，催化劑質(zhì)量百分率0.2％，反應(yīng)溫度控制在25-65℃，常壓回流反應(yīng)，超聲波頻率選擇和功率控制分兩個(gè)階段，第一階段時(shí)間30min，超聲波頻率選擇20KHZ和功率控制2.0KW，第二階段時(shí)間60min，超聲波頻率選擇15KHZ和功率控制1.5KW，植物脂肪酸在超聲波反應(yīng)器內(nèi)按著超聲設(shè)置時(shí)間，超聲波頻率和超聲波功率變換進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)結(jié)束，超聲波反應(yīng)器甲醇進(jìn)入甲醇蒸餾塔進(jìn)行除水，蒸出甲醇回流到甲醇儲(chǔ)罐循環(huán)使用，產(chǎn)出的生物柴油經(jīng)離心機(jī)分離出不皂化物，催化劑分離出回收循環(huán)使用，本項(xiàng)發(fā)明工藝無廢物排放，是綠色環(huán)保型工藝，分離出的生物柴油經(jīng)減壓蒸餾精制，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于石化柴油，能達(dá)到國際生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2利用動(dòng)物脂肪酸、低碳醇(甲醇)添加催化劑，在超聲波反應(yīng)器內(nèi)酯化反應(yīng)生成生物柴油，其動(dòng)物脂肪酸AV≥175，皂化值≥175以上，動(dòng)物脂肪酸與甲醇摩爾比1∶3催化劑選用固定酸(CF3SO3H)按動(dòng)物脂肪酸質(zhì)量百分率0.4％，送入反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)溫度控制25-65℃，常壓回流反應(yīng)，超聲波頻率選擇功率控制分三個(gè)階段，第一階段30min頻率選擇280KHZ，功率控制3.5KW，第二階段30min頻率選擇160KHZ，功率控制2.0KW，第三階段30min頻率選擇15KHZ，功率控制1.5KW，原料在超聲波反應(yīng)器內(nèi)按著超聲波設(shè)置時(shí)間、超聲波頻率、超聲波功率變換進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)結(jié)束，超聲波反應(yīng)器甲醇進(jìn)入甲醇蒸餾除水塔，蒸出的甲醇回流到甲醇儲(chǔ)罐循環(huán)使用，產(chǎn)出的生物柴油經(jīng)離心機(jī)分離出不皂化物，催化劑回收循環(huán)使用。本項(xiàng)發(fā)明工藝無廢物排放，是綠色環(huán)保型工藝，分離出的生物柴油經(jīng)減壓蒸餾精制產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于石化柴油，能達(dá)到國際生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將動(dòng)植物脂肪酸按計(jì)量送入超聲波反應(yīng)器內(nèi)，升溫50-60℃開啟真空機(jī)脫水，使原料含水量降到0.1％；甲醇和催化劑按脂肪酸數(shù)量比例送入超聲波反應(yīng)器，在超聲波反應(yīng)器內(nèi)保持甲醇與動(dòng)植物脂肪酸的摩爾比1∶1.5-6，催化劑用固體酸，催化劑質(zhì)量百分率0.2-0.4％，反應(yīng)溫度控制25-65℃，常壓回流反應(yīng)，超聲波頻率選擇15-280KHZ，超聲波功率控制在1.5-3.5KW，反應(yīng)時(shí)間為1.5小時(shí)；(2)酯化反應(yīng)結(jié)束，超聲波反應(yīng)器中的甲醇進(jìn)入甲醇蒸餾除水塔，蒸出甲醇除水后，回流到甲醇儲(chǔ)罐循環(huán)使用，產(chǎn)出的生物柴油經(jīng)離心分離機(jī)分離出生物柴油、不皂化物、催化劑，催化劑回收循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于在步驟(1)中植物脂肪酸皂化值≥170以上，植物脂肪酸與甲醇摩爾比1∶1.5，固體酸按植物脂肪酸質(zhì)量百分率0.2％送入超聲波反應(yīng)器，超聲波頻率分兩個(gè)階段，前一段時(shí)間30min選擇20KHZ，后段60min選擇15KHZ，超聲波功率控制在1.5KW-2.0KW。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于在步驟(1)中動(dòng)物脂肪酸皂化值≥175以上，動(dòng)物脂肪酸與甲醇摩爾比1∶3，固體酸按動(dòng)物脂肪酸質(zhì)量百分率0.4％送入反應(yīng)器內(nèi)，超聲波頻率選擇分三個(gè)階段，前段30min頻率選擇280KHZ，中段30min頻率選擇160KHZ，后段30min頻率選擇15KHZ，超聲波功率控制分三個(gè)階段，前30min功率控制3.5KW，中段30min功率控制2.0KW，后段30min功率控制在1.5KW。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特征在于所述催化劑固體酸為CF3SO3H、C2F2SO3H或H7[P(Mo2O7)C]·XH2O中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法，特別公開了一種利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法。該利用動(dòng)植物脂肪酸制生物柴油的方法，其特殊之處在于包括如下步驟(1)將動(dòng)植物脂肪酸按計(jì)量送入超聲波反應(yīng)器內(nèi)，甲醇和催化劑按脂肪酸數(shù)量比例送入超聲波反應(yīng)器，保持甲醇與動(dòng)植物脂肪酸的摩爾比1∶1.5－6，催化劑用固體酸，反應(yīng)時(shí)間為1.5小時(shí)；(2)酯化反應(yīng)結(jié)束，超聲波反應(yīng)器中的甲醇進(jìn)入甲醇蒸餾除水塔，產(chǎn)出的生物柴油經(jīng)離心分離機(jī)分離出生物柴油、催化劑，催化劑回收循環(huán)使用。本發(fā)明縮短反應(yīng)時(shí)間提高效率，降低能量消耗，是適應(yīng)我國節(jié)能降耗方針，發(fā)展生物柴油，推廣制生物柴油的新工藝。
文檔編號(hào)C10G3/00GK101024777SQ200710013848
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者郭繼波 申請(qǐng)人:郭繼波