一种路易斯酸催化一步法生产生物柴油工艺

近年来能源短缺加剧，矿物质能源日益短缺。此外，大量矿物质能源的使用对环境带来诸多危害，如酸雨、温室效应等。能源危机加剧，发展可替代性能源已成为必然趋势，对环境友好的清洁可再生的绿色能源——生物柴油逐渐成为人们研究的热点。生物柴油是指以大豆、油菜籽等油料作物，油棕和黄连木等油料林木果实，工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、餐饮废油等为原料，经过酯基转移作用而得到的有机脂肪酸酯类燃料，它具有高十六烷值、无硫和无芳香烃化合物的优越特性，可被生物降解、无毒、对环境无害，且闪点较化石柴油高，更有利于安全运输和储存，因此，对环境友好的清洁可再生的生物柴油正成为人们关注的热点之一。生物柴油原料组成为短链的醇类和甘油三酸酯。其主要制备方法有直接使用和混合法、微乳法、热裂解法和酯交换法。前两种方法由于生产出的油黏度高和不易挥发性，导致发动机喷嘴不同程度的结焦、活塞环卡死和炭沉积等问题。热裂解法的缺点在于：植物油和动物脂肪裂解是在高温下进行，需要催化剂，反应难以控制且设备昂贵。而酯交换法主要通过酯基转移作用将高黏度的植物油或动物油脂转化成低黏度的脂肪酸酯，采用酯交换法制备出的生物柴油具有黏度低，无需消耗大量的能量等显著优点，油脂直接同甲醇进行酯交换是美国和欧洲使用的生物柴油的标准生产方法。市场回收的废旧油脂作为生物柴油的原料，具有双重环保意义。美国IdahoNational E & E Laboratory进行过煎炸油生产生物柴油的试验，香港九龙巴士燃用利用回收餐饮废油生产的生物柴油，国内也有很多企业采用回收废油制生物柴油。回收废油由于氧化酸败及回收后的酸化处理，油脂的酸价往往很高，甚至高达100mg/g以上，废油中存在大量的游离脂肪酸，采用废油来生产生物柴油时，游离脂肪酸会直接与碱催化剂生成皂，因此，通常都要通过对原料预处理或用酸作催化剂预酯化，再用碱作催化剂进行酯交换反应。如日本狮子公司开发的ES工艺，为了避免未经处理的原料油中所含的游离脂肪酸对碱催化剂产生的影响，原料油与甲醇通过特定的树脂催化床层预酯化，游离脂肪酸被酯化为脂肪酸甲酯。Canakci等利用酸作催化剂预酯化，再用碱作催化剂进行酯交换，很好地解决了游离脂肪酸含量高达9％-40％的油脂原料的酯交换。海南正和生物技术公司在处理回收废油时，也使用了两段酯化的方法，在酯交换前增设树脂催化剂预酯化，生产成本高。酯化和酯交换两步法虽然能制得出生物柴油，但由于其工艺上是分步进行的，每步的催化剂系统的酸碱性质正好相反即预酯化用酸性催化剂而酯交换用碱性催化剂，因此中间环节中和、洗涤工序繁杂，产品损失多，从而导致制造成本高。如何提高产品得率，克服分步制法，实现酯化、酯交换同步进行，已成为降低生物柴油制造成本的关键所在。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种路易斯酸催化一步法生产生物柴油工艺，该技术的优点是：生产工艺简单、无污染：该技术工艺不需经过两步合成法的预酯化和相应中间环节中和洗涤工艺，而是采用油酯醇解和脂肪酸酸化同时进行的工艺，从而缩短了工序，消除生产中的污水排放，符合目前国内环保要求；产品得率高、成本低，由于克服了两步法的工艺繁杂的缺点，故产品损失少，得率高，制造成本也相对更低；能充分利用废旧油酯，使制造生物柴油的原料来源更加多样化，更加广泛，现将该一种路易斯酸催化一步法生产生物柴油工艺及技术方案实施例介绍如下供研究交流参考：（611241  255304）

该项目由华炬新产品研究所技术咨询委员会多位专家根据目前国内该领域最新技术推荐的新技术、新产品、新工艺，包括技术工艺、技术创新、技术配方、方法步骤及实例等方面的推荐，供同仁参考交流，鉴于技术配方的特殊性不接受退款，请根据需要斟酌后支付，谢谢。