一種膜法制備生物柴油的方法技術

本發明專利技術公開了一種膜法制備生物柴油的方法，將原料油與10%-20%甲醇或乙醇混合并加熱至70℃～90℃，在1-2千克/厘米2的壓力下通過高分子功能膜，透過液為生物柴油和甘油的乳狀液，乳狀液加入沉淀劑，使甘油從乳狀液中沉淀出來后得到粗生物柴油，將粗生物柴油經過吸附柱和微過濾進行精煉，在精煉后的生物柴油中加入抗氧化劑得到產品。本發明專利技術提供的方法無需對原料油中的脂肪酸含量要求做嚴格規定，大大增加了原料油的選擇范圍，使生物柴油產量大大增加。原料油和脂肪酸得到充分的反應，從而保證了生物柴油的質量。沒有廢水產生，沒有污染的問題發生，無需用蒸餾法去除雜質，大大節省了能耗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種生物柴油的制備方法。
技術介紹
以不飽和脂肪酸-植物油，或飽和脂肪酸-動物油為原料加入甲醇或乙醇在催化和加熱的條件下制成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯即生物柴油，生物柴油與柴油具相似的性能和稍高的燃燒值，燃燒后不產生有害氣體。目前生物柴油已被廣泛地應用于歐美國家政府規定必須按一定比例與柴油混合使用，以降低有害氣體對環境的污染。目前生物柴油的生產工藝中流行的催化劑一般為酸，堿，該工藝的后續處理中產生大量的廢水，造成環境污染。又由于酸堿催化的局限性，所以對原料油中脂肪酸含量要求十分嚴格一般要求5-7%以下，這樣就增加對原料油選擇范圍的限制。圖1為以酸堿作為催化劑制備生物柴油的工藝流程圖。為了提高產品質量很多工廠用蒸餾法從生物柴油和甘油的乳狀液中提純生物柴油這樣使生產的能耗大大增加。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決現有生物柴油制備方法中存在的原料可選擇范圍小、產量低的問題，提供。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案 是，包括步驟(1)將原料油與10%-20%甲醇或乙醇混合并加熱至70°C 90°C，(2)在1-2千克/厘米2的壓力下通過高分子功能膜，透過液為生物柴油和甘油的乳狀液，(3)乳狀液加入沉淀劑，使甘油從乳狀液中沉淀出來后得到粗生物柴油，(4)將粗生物柴油經過吸附柱和微過濾進行精煉，在精煉后的生物柴油中加入抗氧化劑得到產品。本專利技術所述的膜法制備生物柴油的方法，適用于不飽和脂肪酸(大多數植物油)和飽和脂肪酸(動物油和部分植物油)與甲醇或乙醇進行酯交換反應，以甲醇取代油中的甘油；也適用于脂肪酸與甲醇或乙醇進行酯化反應。而傳統的以酸堿做催化劑，只能用于脂肪酸酯與醇類的酯交反應，因而必需對原料油中脂肪酸含量必須作嚴格的限制。而本專利技術提供的方法無需對原料油中的脂肪酸含量要求做嚴格規定，大大增加了原料油的選擇范圍， 對原料油中脂肪酸含量無嚴格要求。原料油中的脂肪酸由于膜的催化直接與醇類形成了生物柴油，使生物柴油產量大大增加。上述方法中使用的高分子功能膜是在市場上公開出售的產品，由加拿大公司 JecaTec Inc 生產，型號為 WMC0-BD-1、WMC0-BD-25、WMC0-BD_100，是由耐高溫的聚丙烯、 聚砜、偏氟乙烯、聚四氟乙烯等高分子微孔濾膜制成的膜催化劑。做為優選的技術方案，沉淀劑是原料油重量O.1 -1. 0%的硼酸、檸檬酸或碳酸的鈉鹽與原料油重量O.1 -1.0%的KALSO4或聚丙烯酰胺組成的混合物。做為優選的技術方案，所述的吸附柱包括脫水柱、脫酸柱和脫硫柱，粗物生柴油依次流經脫水柱、脫酸柱和脫硫柱。粗生物柴油中仍然含有少量的水分，懸浮物，脂肪酸，以及某些有害的微量元素，因此，吸附柱包括脫水柱、脫酸柱和脫硫柱，粗物生柴油依次流經上述吸附柱。脫水柱取原料油重量1/100-2/100的SiO2、分子篩或石膏充·填。脫酸柱取原料油重量O. 5/100 - 1/100的石灰石或方介石充填。脫硫柱取原油重量0.2% - O. 5%的粒狀活性炭充填。做為優選的技術方案，在精制生化柴油中用憎水微濾膜進行微過濾，憎水微濾膜材料為四氟乙烯或二甲基硅氧烷，通過微過濾可去除懸浮物，重金屬等微量雜質。粗生物柴油經過減壓蒸餾回收甲醇或乙醇，由于醇類與生物柴油不共溶，可用減壓蒸餾的方法回收甲醇或乙醇，工藝條件是真空壓力690mmHg，溫度50°C。原料油是含有不飽和脂肪酸或飽和脂肪酸的動植物油，大多數植物油中含有不飽和脂肪酸，動物油和部分植物油中含有飽和脂肪酸，常用的原料油包括菜籽油、植物油、牛油、豬油、蓖麻油，棕櫚油、餐館廢油、地溝油。脫水柱取原料油重量1%-2%的SiO2、分子篩或石骨充填。脫酸柱取原料油重量O. 5%-1%的石灰石或方介石充填。脫硫柱取原油重量O. 2% - 0.5%的粒狀活性炭充填。與現有的制備生物柴油的方法相比，本專利技術具有以下特點I)無需對原料油中的脂肪酸含量要求做嚴格規定，大大增加了原料油的選擇范圍，對原料油中脂肪酸含量無嚴格要求。原料油中的脂肪酸由于膜的催化直接與醇類形成了生物柴油，使生物柴油產量大大增加。2)經過膜催化，使原料油和脂肪酸得到充分的反應，從而保證了生物柴油的質量。3)無需進行水洗的工藝去除雜質，所以沒有廢水產生，沒有污染的問題發生。4)無需用蒸餾法去除雜質，大大節省了能耗。附圖說明圖1為傳統以酸堿作為催化劑制備生物柴油的工藝流程圖。圖2為本專利技術的工藝流程圖。具體實施例方式實施例1取IOOOg市售食用菜籽油，其中脂肪酸的含量5%，加入150g甲醇，加熱攪拌，升溫至70°C，持續30分鐘，將該混合液用離心泵泵入80cm2高分子功能膜的平面膜壓力罐，操作壓力為1. Okg/cm2。透過液為生物柴油和甘油的混合乳狀液，加入由硼酸鈉2. 5g，KAlSO4 2. 5g組成的沉淀劑，采用離心機或重力分離，保持溫度60-70°C，20到30分鐘，甘油沉淀。取上部呈透明的生物柴油，減壓蒸餾除甲醇后，使其依次流經(1)脫水柱10g3A分子篩填充；(2)脫酸柱5g方介石填充；(3)脫硫柱2g粒狀活性碳填充。所得的液體用四氟乙烯平面憎水微濾膜過濾，加入抗氧化劑后制得生物柴油產品。所得的滲透液送加拿大PH QUANTUM實驗室分析結果脂肪酸甲酯的含量為99%。實施例2取IOOOg牛油，其中脂肪酸的含量7%，加入150g甲醇，加熱攪拌，升溫至70°C，持續30分鐘，將該混合液泵入SOcm2高分子功能膜的平面膜壓力罐，操作壓力為L 5kg/cm2。 透過液為生物柴油和甘油的混合乳狀液，加入由檸檬酸鈉2g、聚丙酸酰胺3g組成的沉淀劑，采用離心機或重力分離，保持溫度60-70°C，，20到30分鐘，甘油沉淀。取上部呈透明的生物柴油，減壓蒸餾除甲醇后，使其依次流經(I)脫水柱20g 二氧化硅填充；(2)脫酸柱IOg方介石填充；(3)脫硫柱5g粒狀活性碳填充。所得的液體用四氟乙烯平面憎水微濾膜過濾，加入抗氧化劑后制得生物柴油產品。所得的滲透液送加拿大ROTHSY實驗室分析結果脂肪酸甲酯的含量為99. 7%。實施例3取IOOOg加拿大餐館廢油，其中脂肪酸的含量20 %，加入170g甲醇，加熱攪拌， 升溫至70°C，持續30分鐘，將該混合液泵入120cm2高分子功能膜的中空纖維膜組件(外壓式)，操作壓力為1.5kg/cm2。透過液為生物柴油和甘油的混合乳狀液.加入由硼酸鈉2g、 聚丙酸酰胺5g組成的沉淀劑，采用離心機或重力分離，保持溫度60-70°C，20到30分鐘， 至甘油沉淀。取上部呈透明的生化柴油，減壓蒸餾除甲醇后，使其流經(1)脫水柱15g3A 分子篩填充；(2)脫酸柱8g方介石填充；(3)脫硫柱3g粒狀活性碳填充。所得的液體用四 氟乙烯平面憎水微濾膜過濾，加入抗氧化劑后制得生物柴油產品。所得的滲透液送加拿大INTERTEK實驗室分析脂肪酸甲酯的含量為98. 9%。實施例4取IOOOg中國地溝油，其中脂肪酸的含量40%，加入170g乙醇，加熱攪拌，升溫至 70°C,持續30分鐘，將該混合液泵入120cm2高分子功能膜的中空纖維膜組件，操作壓力為2.Okg/cm2。透過液為生化柴油和甘油的混合乳狀液，加入由檸檬酸鈉2g，KAl S042g組成的沉淀劑，采用離心機或重力分離，保持溫度60本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種膜法制備生物柴油的方法，包括步驟：將原料油與10%?20%甲醇或乙醇混合并加熱至70℃～90℃，在1?2千克/厘米2的壓力下通過高分子功能膜，透過液為生物柴油和甘油的乳狀液，乳狀液加入沉淀劑，使甘油從乳狀液中沉淀出來后得到粗生物柴油，將粗生物柴油經過吸附柱和微過濾進行精煉，在精煉后的生物柴油中加入抗氧化劑得到產品。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊綺聯，王英，曹勇，
申請(專利權)人：楊綺聯，曹勇，
類型：發明
國別省市：