一种利用废弃动植物油制备生物柴油的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用餐饮业或屠宰场产生的废弃动植物油制备生物柴油的方法。该方法包括：1)脱胶，2)水解，3)醇反应，4)离心分层，最终得到生物柴油。本发明专利技术有效解决了现有技术大量使用有腐蚀性的酸性或碱性催化剂生产生物柴油的缺点，同时生产的柴油收率高、产油性能好，适合工业化大生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备生物柴油的方法，具体涉及一种利用餐饮业或屠宰场产生的废弃动植物油制备生物柴油的方法。
技术介绍
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。目前，生物柴油的制备方法主要有化学法和生物酶法，其制备的方法均是通过将动植物的油质与一些短链醇(甲醇、乙醇等)，在催化剂的作用下发生转脂反应生成生物柴油。所用的催化剂，有的以大量的酸碱作为催化剂，有的以生物酶作为催化剂，也有的是在超临界高温高压下进行，但这些方法都存在一些缺陷。比如，如果以酸碱作为催化剂，其酸碱的用量大，反应时间一般在十个小时以上，且有酸碱废物排放；如果以生物酶作为催化剂，其反应时间也是十几个小时甚至二十小时以上，且生物酶容易中毒，酶的价格昂贵导致生物柴油的生产成本高；而超临界技术需要在高温高压条件下进行，其设备制作难度太大，设备投资高导致生物柴油的生产成本也很高。中国专利申请CN101333450A公开了一种无催化剂生产生物柴油的方法，该工艺利用动植物油(废弃油)在醇作用下反应，通过(l)脱水提纯，(2)加热，(3)制备醇类(甲醇或乙醇)添加剂，(4)醇反应，(5)常温沉淀，抽去底部剩余添加剂这五个步骤，最终得到生物柴油。该工艺方法在制备生物柴油的过程中，虽然没有添加催化剂，但其没有公开任何具体的实施方案，仅仅笼统的公开了五个比较上位的操作步骤，不利于生物柴油的工业化生产。总之，在生产生物柴油的过程中，影响酯交换反应的条件很多，主要有反应温度、醇油摩尔比、反应时间等因素。综合各个因素对反应产率的影响和成本及能量消耗问题，期望找到较适宜的反应条件是本领域技术人员多年以来共同的愿望。
技术实现思路
本专利技术的目的在于有效解决现有技术大量使用有腐蚀性的酸性或碱性催化剂生产生物柴油的缺点，同时提供一种收率高、产油性能好的利用废弃动植物油制备生物柴油的方法。本专利技术的制备生物柴油的方法包括如下步骤：：1)脱胶：将废弃动植物油脂加热，使之液化，过滤除杂质1-3次；2)水解：将过滤后的废油脂置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为800-1000转/min，再依次加入一定量的纯水和硫酸，温度升至100℃时，在80-85℃之间反应1-1.5h，然后将水解后的废油脂静置分层，分离得到上层有机溶液；3)醇反应：将步骤2)所得的有机溶液置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1000-1200转/min，并加入一定量的甲醇，当温度升至65℃时，恒温，反应0.5-1h；4)离心分层：醇反应结束后，常温下1500-2000转/min离心5-10min，除去比重较大部分的甘油，剩余的轻液部分在60-65℃蒸馏，除去水分后得到生物柴油。优选地，上述所述制备生物柴油的方法，按重量计，所述步骤2)加入纯水的量占废油脂量的1.8％-2.2％；优选地，上述所述制备生物柴油的方法，按重量计，所述步骤2)加入硫酸的量占废油脂量的1.5％-2.2％；更优选地，上述所述制备生物柴油的方法，按重量计，所述步骤2)加入纯水的量占废油脂量的2.0％，所述步骤2)加入硫酸的量占废油脂量的1.6％。进一步优选地，上述所述制备生物柴油的方法，按重量计，所述步骤3)加入甲醇的量占废油脂量的1.0-2.0％。最优选地，上述所述制备生物柴油的方法，按重量计，所述步骤3)加入甲醇的量占废油脂量的1.8％。专利技术人通过具体实施例1-5制备了五种生物柴油的样品，并对该五种样品进行了性能方面的检测，包括闪点、凝点、密度和粘度，具体结果参见如下表格：表1生物柴油的性能与0#柴油的比较从表1可以看出，五个样品的闪点均比柴油高出许多，这是由于生物柴油分子的碳链平均长度较矿物柴油分子长，因此生物柴油的闪点比石化柴油高，同时也使得生物柴油不易发生火灾，与柴油相比较，生物柴油在储存、运输以及使用时有更好的安定性；另外，五个样品均基本上符合0#柴油的凝点要求，这说明生物柴油有较好的低温性能，除了北方地区冬天以外都能使用；再者，生物柴油酯化的越充分，粘度就越低。本专利技术样品的粘度相对来说都比较低，尤其是实施例1-4的粘度均符合柴油的要求。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步作描述，但是本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。实施例1将10L废弃动植物油脂加热，使之液化，过滤除杂质1次；将过滤后的液体废油脂置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为800转/min，再依次加入1.8L的纯水、1.5％硫酸，温度升至80℃时，在80-85℃之间反应1-1.5h，然后将水解后的废油脂静置分层，分离得到上层有机溶液；将所得的有机溶液置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1000转/min，并加入1L甲醇，当温度升至65℃时，恒温，反应0.5-1h；常温1600转/min离心5-10min，除去比重较大部分的甘油，剩余的轻液部分在60-65℃蒸馏，除去水分后得到生物柴油9.6L。实施例2将10L废弃动植物油脂加热，使之液化，过滤除杂质3次；将过滤后的液体废油脂置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1000转/min，再依次加入2.0L的纯水、1.6％硫酸，温度升至80℃时，在80-85℃之间反应1-1.5h，然后将水解后的废油脂静置分层，分离得到上层有机溶液；将所得的有机溶液置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1100转/min，并加入1.8L甲醇，当温度升至65℃时，恒温，反应0.5-1h；常温1600转/min离心5-10min，除去比重较大部分的甘油，剩余的轻液部分在60-65℃蒸馏，除去水分后得到生物柴油9.9L。实施例3将10L废弃动植物油脂加热，使之液化，过滤除杂质1次；将过滤后的液体废油脂置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1000转/min，再依次加入1.8L的纯水、2.0％硫酸，温度升至80℃时，在80-85℃之间反应1-1.5h，然后将水解后的废油脂静置分层，分离得到上层有机溶液；将所得的有机溶液置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1000转/min，并加入1.2L甲醇，当温度升至65℃时，恒温，反应0.5-1h；常温1800转/min离心5-10min，除去比重较大部分的甘油，剩余的轻液部分在60-65℃蒸馏，除去水分后得到生物柴油9.7L。实施例4将10L废弃动植物油脂加热，使之液化，过滤除杂质3次；将过滤后的液体废油脂置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为900转/min，再依次加入2.2L的纯水、2.2％硫酸，温度升至80℃时，在80-85℃之间反应1-1.5h，然后将水解后的废油脂静置分层，分离得到上层有机溶液；将所得的有机溶液置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1200转/min，并加入1.6L甲醇，当温度升至65℃时，恒温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用废弃动植物油制备生物柴油的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将废弃动植物油脂加热，使之液化，过滤除杂质1‑3次；2)将过滤后的废油脂置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为800‑1000转/min，再依次加入纯水和硫酸，温度升至100℃时，在80‑85℃之间反应1‑1.5h，然后将水解后的废油脂静置分层，分离得到上层有机溶液；3)将步骤2)所得的有机溶液置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1000‑1200转/min，并加入甲醇，当温度升至65℃时，恒温，反应0.5‑1h；4)反应结束后，常温下1500‑2000转/min离心5‑10min，除去比重较大部分的甘油，剩余的轻液部分在60‑65℃蒸馏，除去水分后得到生物柴油。

【技术特征摘要】
1.一种利用废弃动植物油制备生物柴油的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将废弃动植物油脂加热，使之液化，过滤除杂质1-3次；2)将过滤后的废油脂置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为800-1000转/min，再依次加入纯水和硫酸，温度升至100℃时，在80-85℃之间反应1-1.5h，然后将水解后的废油脂静置分层，分离得到上层有机溶液；3)将步骤2)所得的有机溶液置于加热容器中，升温并开始搅拌，转速为1000-1200转/min，并加入甲醇，当温度升至65℃时，恒温，反应0.5-1h；4)反应结束后，常温下1500-2000转/min离心5-10min，除去比重较大部分的甘油，剩余的轻液部分在60-65℃蒸馏，除去水...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾红琴，张毅，
申请(专利权)人：贾红琴，
类型：发明
国别省市：陕西;61