一种生产生物柴油的方法技术

一种生产生物柴油的方法，属于生物柴油的制备技术领域。其特征在于是一种在浮选机中进行碱催化，通过采用高速搅拌并且通气鼓泡的方式，制备生物柴油的工艺方法，其具体制备的工艺方法为：无水甲醇和油脂按摩尔比为20:1～100:1的比例加入到浮选机的浮选槽中，并将碱性催化剂加入到浮选槽中搅拌，通空气鼓泡；反应后静置分层，将下层甘油从放料口放出；上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，静置分层后从放料口排出下层水及皂化物，上层即为生物柴油产品。原料在浮选机中反应来生产生物柴油，反应温度低、操作简单、产物处理方便，是一种高效生产生物柴油的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术，属于生物柴油的制备
具体涉及一种在浮选机中进行碱催化，通过采用高速搅拌并且通气鼓泡的方式，制备生物柴油的工艺方法。
技术介绍
生物柴油是一种绿色可再生能源，与石油柴油相比，具有闪点高，储存运输安全，自身可生物降解，对环境友好等优点，而且其燃烧排放物中二氧化硫、硫化物、二氧化碳等有害物质含量低。生物柴油代替石油柴油可以缓解柴油供应紧缺的状况，进而缓解石油供给危机。生物柴油的制备是以动植物油脂为原料，用甲醇或乙醇在催化剂作用下经酯交换而制成，其方法有酸碱催化法、生物酶催化法和超临界法。国内外生物柴油大规模生产均以传统均相催化法为主，即以油脂和甲醇为反应物，以液体酸(HC1、H2SO4, HNO3等)和液体碱(NaOH、KOH等)为催化剂进行酯化和酯交换反应生产生物柴油。而采用均相酸或碱催化制生物柴油(如CN1473907A、DE3444893等)需要中和和水洗除去催化剂。由此引发了研究多相固体酸或碱催化剂(CN101338215A、CN101289629A、CN101294096A等)，但仅仅是实验室的研究，很难在工业上应用推广。绝大部分生物柴油的生产工艺均以釜式反应器进行，极性的甲醇和非极性的油脂互相不相溶，而且反应釜搅拌速率低(CN200710037601. X中描述为30 50r/min)从而使得醇油两相不能充分接触来反应，而且反应温度在65°C 280°C (CN200610165102. 4,CN200710037601.X)相对高温度，特别有的还需要加压力，甚至在超临界条件下进行(CN201010161581. 9,CN200810017849. 4,CN200610010882. 5)。这成为不互溶的醇油反应一直难以解决的实际问题。浮选机是利用泡沫浮选原理来分离矿物的浮选机械。其结构简单可靠、工作连续耐用，而且有4个特殊的作用1)具有强烈的搅拌作用，转速可达到2100 r/min;2)具有吸入充足空气的作用，且气泡微小(直径在O. I I. Omm范围内)分散均匀；3)矿浆高度和充气量可调；4)精矿泡沫能及时输送出去。选矿厂中均设有浮选工艺，浮选机是常用的机械设备。
技术实现思路
本专利技术公开，其目的在于解决在酯交换反应中油脂与甲醇互不相溶，催化剂不能充分和反应物接触的问题，提供一种在浮选机中进行碱催化，通过采用高速搅拌并且通气鼓泡的方式，制备生物柴油的工艺方法，从而达到生物柴油的高效生产。本专利技术，其特征在于是一种在浮选机中进行碱催化，通过采用高速搅拌并且通气鼓泡的方式，制备生物柴油的工艺方法，该方法包括以下步骤I、将无水甲醇和油脂按摩尔比为20:1 100:1的比例加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器； II、将碱性催化剂加入到浮选槽中高速搅拌^lOmin，开启浮选机进气阀，调节进气量为O. lm3/h O. 4m3/h进行通气鼓泡； III、反应温度在30 60°C之间，反应5 30h后关闭进气阀和搅拌器，静置5 20h分层，将下层甘油从放料口放出； IV、上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置5 IOh分层后从放料口排出下层水，上层即为生物柴油产品。上述的，其特征在于所述的油脂包括菜籽油、大豆油、花生油或经过酸中和处理的各种植物油。 上述的，其特征在于所述碱性催化剂为NaOH、KOH、Na2O或 Ca。。上述的，其特征在于所述碱性催化剂用量为油脂质量的5-10%ο 上述的，其特征在于所述反应中浮选机高速搅拌速度为1590r/min 1910r/mino本专利技术的优点在于 (I)在浮选机中进行碱催化，通过采用高速搅拌并且通气鼓泡的方式，使反应物和催化剂能充分的接触，比现有常温常压下生产生物柴油的方法，产率提高10-30%。(2)反应的温度低，操作简单，产物处理方便，使该技术方法容易推广。(3)反应产物生物柴油无需特别处理，直接就可作为浮选药剂用到选煤中，具有非常好的应用前景。具体实施例方式实施方式I: 将无水甲醇47g和大豆油65g加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器调转速为1590r/min ;再加入4. 2g的KOH固体催化剂搅拌5min，开启浮选机进气阀，调节进气量为O. 25 m3/h;反应5h后关闭进气阀和搅拌器，静置IOh分层。将下层甘油从放料口放出，上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置5h分层后从放料口排出下层水及皂化物，上层即为生物柴油产品42. 6g。经色谱分析，脂肪酸甲酯含量为73. 8%。 实施方式2 将无水甲醇210g和大豆油116g加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器调转速为1910r/min ;再加入10. Ig的KOH固体催化剂搅拌lOmin，开启浮选机进气阀，调节进气量为O. 25 m3/h;反应IOh后关闭进气阀和搅拌器，静置5h分层。将下层甘油从放料口放出，上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置7h分层后从放料口排出下层水及皂化物，上层即为生物柴油产品97. 2g。经色谱分析，脂肪酸甲酯含量为71. 2%。实施方式3:将无水甲醇300g和大豆油86g加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器调转速为1910r/min ;再加入7. 7g的NaOH固体催化剂搅拌8min，开启浮选机进气阀，调节进气量为O. 25 m3/h;反应17h后关闭进气阀和搅拌器，静置20h分层。将下层甘油从放料口放出，上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置IOh分层后从放料口排出下层水及皂化物，上层即为生物柴油产品68. 4g。经色谱分析，脂肪酸甲酯含量为83. 9%。实施方式4: 将无水甲醇94g和大豆油65g加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器调转速为1800r/min ;再加入7. 7g的NaOH固体催化剂搅拌5min，开启浮选机进气阀，调节进气量为O. 25 m3/h;反应20h后关闭进气阀和搅拌器，静置15h分层。将下层甘油从放料口放出，上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置8h分层后从放料口排出下层水及皂化物，上层即为生物柴油产品45. 3g。经色谱分析，脂肪酸甲酯含量为78. 1%。实施方式5: 将无水甲醇94g和花生油65g加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器调转速为1800r/min ;再加入7. 7g的NaOH固体催化剂搅拌6min，开启浮选机进气阀，调节进气量为O. 25 m3/h;反应20h后关闭进气阀和搅拌器，静置18h分层。将下层甘油从放料口放出，上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置9h分层后从放料口排出下层水及皂化物，上层即为生物柴油产品45. 3g。经色谱分析，脂肪酸甲酯含量为78. 1%。实施方式6 将无水甲醇359g和花生油124g加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器调转速为1910r/min ;再加入10. 8g的CaO固体催化剂搅拌7min，开启浮选机进气阀，调节进气量为O. 4 m3/h;反应27h后关闭进气阀和搅拌器，静置20h分层。将下层甘油从放料口放出，上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置IOh分层后从放料口排出下层水及皂化物，上层即为生物柴油产品89g。经色谱分析，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产生物柴油的方法，其特征在于是一种在浮选机中进行碱催化，通过采用高速搅拌并且通气鼓泡的方式，制备生物柴油的工艺方法，该方法包括以下步骤：Ⅰ、将无水甲醇和油脂按摩尔比为20:1～100:1的比例加入到浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器；Ⅱ、将碱性催化剂加入到浮选槽中高速搅拌5~10min，开启浮选机进气阀，调节进气量为0.1m3/h～0.4m3/h进行通气鼓泡；Ⅲ、反应温度在30～60℃之间，反应5～30h后关闭进气阀和搅拌器，静置5～20h分层，将下层甘油从放料口放出；Ⅳ、上层的粗生物柴油继续在浮选槽中加水搅拌洗涤，再静置5～10h分层后从放料口排出下层水，上层即为生物柴油产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张继龙，张琪，张志强，王会刚，王之春，李瑞丰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：