專利名稱：用油松籽油制備生物柴油的方法
技術領域：
本發明屬于生物柴油制備技術領域，特別涉及一種用油松籽油制 備生物柴油的方法。
技術背景能源安全是國家戰略安全保障基礎之一。在我國，由于人口眾多、 能源利用效率低、能源結構不合理和能源生產隱性成本高，能源問題已極其嚴峻。自1993年我國成為石油進口國以來，每年石油進口量 以4%的速度遞增，這使中國石油對外依存度從1995年的7. 6%增加 到2000年的33.8%孫永明，袁振宏，孫振鈞.中國生物質能源與 生物質利用現狀與展望[J].可再生能源，2006， (2): 78-82。預計， 2010年我國的原油加工量將達到2.7億噸，但原油的產量卻不超過 1.7億噸孟凡清，王德民,張大年等.生物柴油的制備研究[J].化 學世界，2004， 45(7): 359-362。對此，我國制定了解決國家石油 資源短缺、緩解石油供需矛盾的主要措施是尋找節約型和替代型燃料 油，而利用可再生的生物質資源生產生物柴油是一個很好的選擇。我 國食用油短缺，因此不能和國外一樣，用大豆油、菜籽油、花生油或 棉籽油等食用油來制備生物柴油，只能選用動植物廢棄油脂和7 油 料來制備生物柴油。油松(尸/""s to^/^/bw^ )屬松科喬木，是我國特產的木本油料樹種，對環境適應性強，耐貧瘠、抗風，耐干冷氣候，適于山地和丘陵地區 生長，可在荒山、荒地栽培，是良好的防風固沙林木，在我國主要分 布于遼寧、吉林、內蒙古、河北、河南、山西、陜西、山東、甘肅、 寧夏、青海、四川北部等地，已成為我國北方廣大地區最主要的造林樹種之一。油松籽含油率高達30%以上，是一種取之不盡的可再生油源。 生物柴油的制備方法主要包括混合法、微乳化法、熱解法。混合 法制備生物柴油粘度高，霧化困難燃燒不完全，十六烷值低，工藝復 雜，費用較高；微乳化法制備的生物柴油熱值和十六烷值降低了，也 存在積碳、結焦及潤滑油稀釋等問題；熱解法有效地降低了生物柴油 的粘度并提高了十六烷值，但設備昂貴，反應物難以控制，熱解后植 物油中有利于充分燃燒的氧以二氧化碳的形式損失掉，產品性質不穩 定，油松樹籽利用率低。 發明內容為了克服上述生產生物柴油現有技術的不足，本發明提供了一種 十六垸值高的用油松籽油制備生物柴油的方法，具有節約能源、保護 環境、提高油松樹籽利用率的特點。為達到上述目的，本發明采用的制備方法是 一種用油松籽油制 備生物柴油的方法，包括以下步驟第一步，將油松籽油、甲醇和氫氧化鉀或者氫氧化鈉催化劑三者放入三口燒瓶中進行反應，反應溫度控制在20。C 75。C之間，反應 時間為5 120分鐘；其中，甲醇與油脂的摩爾比為3 : 1 8 : 1，催 化劑為油松籽油重量的0. 5% 2. 0%。第二步，反應結束后將混合體系在常壓、65 75"C下進行蒸餾， 回收過量的甲醇。第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層6 24小時，上層為生 物柴油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在 粗甘油中加入占粗甘油質量20% 30%的甲醇稀釋，調節PH值在 4.0 7.0進行酸中和、離心轉速為1800 2200 rpm進行離心分離， 時間為8分鐘~15分鐘和減壓蒸餾，得到副產品甘油;在生物柴油粗 產品中加入質量百分比為10%的稀硫酸調節層體系pH到7. 0，再用 65 75。C的溫水對其進行洗滌，直至下層液體澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油質量百分比3 % 4%的無水硫酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物 柴油。由于本發明利用的是木本油料植物種籽油脂作為制備生物柴油 的原料，制備出的生物柴油十六烷值高，性能優良工藝簡單，費用較 低。此外，油松籽本身利用率特別低，除用做樹種育苗外，大多數處 于自生自滅的狀態，所以本發明不僅為生物柴油找到一種可再生的新 油源，為油松籽油提供新前景，而且可以增加當地林區農民收入；具 有節約能源、保護環境、提高油松樹籽利用率的特點。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例一一種用油松籽油制備生物柴油的方法，包括以下步驟第一步，將10g油松籽油、甲醇和氫氧化鉀催化劑三者放入三口 燒瓶中進行反應，反應溫度控制在45'C，反應時間為15分鐘；其中， 甲醇與油脂的摩爾比為5 : 1，氫氧化鉀催化劑為油松籽油重量的0. 7 %。
第二步，反應結束后將混合體系在常壓、7crc下進行蒸餾，回收 過量的甲醇。
第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層6小時，上層為生物柴 油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在粗甘 油中加入占粗甘油重20 %的甲醇稀釋，調節ra值在4. 0進行酸中和、 離心轉速為1800 rpm進行離心分離，時間為8分鐘和減壓蒸熘，得 到副產品甘油；在生物柴油粗產品中加入質量百分比為10%稀硫酸 調節層體系pH到7.0，再用65。C的溫水對其進行洗滌，直至下層液 體澄清，得到生物柴油。
第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油重4%無水硫
酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物柴油。 此工藝下，生物柴油的產率為88.4%。 實施例二
一種用油松籽油制備生物柴油的方法，包括以下步驟 第一步，將10g油松籽油、甲醇和氫氧化鉀催化劑三者放入三口 燒瓶中進行反應，反應溫度控制在6(TC，反應時間為15分鐘；其中， 甲醇與油脂的摩爾比為7 : 1，氫氧化鉀催化劑為油松籽油重量的1. 1第二步，反應結束后將混合體系在常壓、67T:下進行蒸餾，回收過量的甲醇。第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層16小時，上層為生物 柴油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在粗 甘油中加入占粗甘油質量25%的甲醇稀釋，調節PH值在5. 0進行酸 中和、離心轉速為2000rpm進行離心分離，時間為10分鐘和減壓蒸 餾，得到副產品甘油；在生物柴油粗產品中加入質量百分比為10% 的稀硫酸調節層體系pH到7.0，再用7(TC的溫水對其進行洗滌，直 至下層液體澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油質量百分比 3. 5%無水硫酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物柴油。此工藝下，生物柴油的產率為93.9%。實施例三一種用油松籽油制備生物柴油的方法，包括以下步驟-第一步，將10g油松籽油、甲醇和氫氧化鈉催化劑三者放入三口 燒瓶中進行反應，反應溫度控制在75"C，反應時間為120分鐘；其 中，甲醇與油脂的摩爾比為12:1，氫氧化鈉催化劑為油松籽油重量 的0.9%。第二步，反應結束后將混合體系在常壓、75'C下進行蒸餾，回收 過量的甲醇。第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層24小時，上層為生物 柴油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在粗甘油中加入占粗甘油質量30%的甲醇稀釋，調節ra值在7. 0進行酸 中和、離心轉速為2200rpm進行離心分離，時間為15分鐘和減壓蒸 餾，得到副產品甘油；在生物柴油粗產品中加入質量百分比為10% 的稀硫酸調節層體系pH到7. 0，再用75"C的溫水對其進行洗滌，直 至下層液體澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油質量百分比3 %無水硫酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物柴油。此工藝下，生物柴油的產率為92.35%。
權利要求
1、一種用油松籽油制備生物柴油的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，將油松籽油、甲醇和氫氧化鉀或者氫氧化鈉催化劑三者放入三口燒瓶中進行反應，反應溫度控制在20℃～75℃之間，反應時間為5～120分鐘；其中，甲醇與油脂的摩爾比為3∶1～8∶1，催化劑為油松籽油重量的0.5％～2.0％。第二步，反應結束后將混合體系在常壓、65～75℃下進行蒸餾，回收過量的甲醇。第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層6～24小時，上層為生物柴油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在粗甘油加入占粗甘油質量20％～30％的甲醇稀釋，調節PH值在4.0～7.0進行酸中和、離心轉速為1800～2200rpm進行離心分離，時間為8分鐘～15分鐘和減壓蒸餾，得到副產品甘油；在生物柴油粗產品中加入質量百分比為10％的稀硫酸調節層體系pH到7.0，再用65～75℃的溫水對其進行洗滌，直至下層液體澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油質量百分比3％～4％的無水硫酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物柴油。
2、 根據權利要求1所述的一種用油松籽油制備生物柴油的方法， 其特征在于，包括以下步驟第一步，將10g油松籽油、甲醇和氫氧化鉀催化劑三者放入三口燒瓶中進行反應，反應溫度控制在45。C，反應時間為15分鐘；其中， 甲醇與油脂的摩爾比為5 : 1，氫氧化鉀催化劑為油松籽油重量的0. 7 %。第二步，反應結束后將混合體系在常壓、7(TC下進行蒸餾，回收 過量的甲醇。第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層6小時，上層為生物柴 油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在粗甘 油中加入占粗甘油重20%的甲醇稀釋，調節PH值在4. 0進行酸中和、 離心轉速為1800 rpm進行離心分離，時間為8分鐘和減壓蒸餾，得 到副產品甘油；在生物柴油粗產品中加入質量百分比為10%稀硫酸 調節層體系pH到7.0，再用65'C的溫水對其進行洗滌，直至下層液 體澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油重4%無水硫 酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物柴油。
3、根據權利要求1所述的一種用油松籽油制備生物柴油的方法， 其特征在于，包括以下步驟-第一步，將10g油松籽油、甲醇和氫氧化鉀催化劑三者放入三口 燒瓶中進行反應，反應溫度控制在6(TC，反應時間為15分鐘；其中， 甲醇與油脂的摩爾比為7 : 1，氫氧化鉀催化劑為油松籽油重量的1. 1 %。第二步，反應結束后將混合體系在常壓、67'C下進行蒸餾，回收 過量的甲醇。第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層16小時，上層為生物 柴油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在粗 甘油中加入占粗甘油質量25%的甲醇稀釋，調節PH值在5. 0進行酸 中和、離心轉速為2000rpm進行離心分離，時間為10分鐘和減壓蒸 餾，得到副產品甘油；在生物柴油粗產品中加入質量百分比為10% 的稀硫酸調節層體系pH到7.0，再用7(TC的溫水對其進行洗滌，直 至下層液體澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油質量百分比 3. 5%無水硫酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物柴油。
4、根據權利要求1所述的一種用油松籽油制備生物柴油的方法， 其特征在于，包括以下步驟第一步，將10g油松籽油、甲醇和氫氧化鈉催化劑三者放入三口 燒瓶中進行反應，反應溫度控制在75°C，反應時間為120分鐘；其 中，甲醇與油脂的摩爾比為12 : 1，氫氧化鈉催化劑為油松籽油重量 的0.9%。第二步，反應結束后將混合體系在常壓、75t下進行蒸餾，回收 過量的甲醇。第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層24小時，上層為生物 柴油粗產品，下層為粗甘油；將生物柴油粗產品與粗甘油分離；在粗 甘油中加入占粗甘油質量30%的甲醇稀釋，調節PH值在7. 0進行酸 中和、離心轉速為2200rpm進行離心分離，時間為15分鐘和減壓蒸 餾，得到副產品甘油；在生物柴油粗產品中加入質量百分比為10%的稀硫酸調節層體系pH到7.0，再用75C的溫水對其進行洗滌，直 至下層液體澄清，得到生物柴油。第四步，在第三步得到生物柴油中添加占生物柴油質量百分比3 %無水硫酸鈉干燥劑進行干燥處理，最終制備出純凈的生物柴油。
全文摘要
一種用油松籽油制備生物柴油的方法，包括以下步驟第一步，將油松籽油、甲醇和氫氧化鉀或者氫氧化鈉催化劑三者放入三口燒瓶中進行反應，反應溫度控制在20℃～75℃之間，反應時間為5～120分鐘；第二步，將上述混合體系在常壓下進行蒸餾，回收過量的甲醇；第三步，降至室溫，將混合體系靜置分層6～24小時；下層為粗甘油，上層為生物柴油粗產品；分離出生物柴油粗產品并在其中加入稀硫酸調節層體系pH，用溫水對其進行洗滌，得到生物柴油；第四步，在第三步得到生物柴油中添加無水硫酸鈉干燥劑進行干燥處理，制出純凈的生物柴油，具有節能、環護、提高油松樹籽利用率的特點。
文檔編號C10G3/00GK101402876SQ200810232308
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月18日 優先權日2008年11月18日
發明者榮 何, 史清華, 張航濤, 杜小暉, 斌 謝, 馬養民 申請人:陜西科技大學