專利名稱：一種從毛梾果實(shí)生產(chǎn)生物柴油的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可再生能源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)70年代爆發(fā)石油危機(jī)以來(lái)，石油的供應(yīng)越來(lái)越緊張，石油價(jià)格屢創(chuàng)新高，2007年末更是突破了 100美元/桶的大關(guān)。據(jù)估計(jì)，到2030年，世 界每天的石油需求將達(dá)到117. 6百萬(wàn)桶，比當(dāng)前世界每天的石油需求量要多出來(lái)31. 7百萬(wàn)桶，多出來(lái)的需求量相當(dāng)于3個(gè)沙特阿拉伯的石油日產(chǎn)量；從我國(guó)的情況來(lái)看，“十二 五”期間，我國(guó)仍然處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段，隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，能源需求還會(huì)持續(xù)較快增加，預(yù)計(jì)“十二·五”期間面臨的能源形勢(shì)依然嚴(yán)峻。能源已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前和今后相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)，制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的突出瓶頸。大力發(fā)展生物質(zhì)能源，是緩解我國(guó)能源緊張狀況的一條有效途徑。生物柴油是以植物油或動(dòng)物脂肪為原料，在酸或堿的催化下，通過(guò)酯交換反應(yīng)，獲得的一種以脂肪酸甲酯為主要成分的生物液體燃料。生物柴油不但可以單獨(dú)替代石化柴油或與石化柴油、汽油混合用做鍋爐、渦輪機(jī)、柴油機(jī)的燃料，而且生物柴油和傳統(tǒng)的石化柴油相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)①可再生性，以可再生的植物油或動(dòng)物脂肪為原料；②環(huán)境友好性，生物柴油機(jī)械燃燒后所排放的有毒有機(jī)物排放量為普通柴油的十分之一，顆粒物排放量為普通柴油的20 %，一氧化碳和二氧化碳排放量?jī)H為石油柴油的10 %;因此，世界各國(guó)均在積極開(kāi)發(fā)生物柴油產(chǎn)業(yè)，美國(guó)、德國(guó)和日本已相繼建成生物柴油生產(chǎn)裝置數(shù)十座，美國(guó)生物柴油的年生產(chǎn)能力為130萬(wàn)噸，德國(guó)目前已擁有8個(gè)生物柴油的工廠，2006年生物柴油產(chǎn)量達(dá)100萬(wàn)噸，日本生物柴油年生產(chǎn)能力為40萬(wàn)噸。目前中國(guó)也在生物柴油技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面取得一些重要進(jìn)展，如海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源發(fā)展公司都已開(kāi)發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物柴油技術(shù)，相繼建成了規(guī)模超過(guò)萬(wàn)噸的生產(chǎn)廠。與生物柴油產(chǎn)業(yè)化不斷發(fā)展的趨勢(shì)相適應(yīng)，世界各國(guó)陸續(xù)制定了生物柴油產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)所采用的ISO 14214A標(biāo)準(zhǔn)和ASTM D 6751標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)的DIN E 51606標(biāo)準(zhǔn)、歐盟的EN14241標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)的GB/T20828-2007標(biāo)準(zhǔn)。凡此種種，均表明世界各國(guó)對(duì)生物柴油產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的重視，預(yù)示生物柴油必然在未來(lái)人類(lèi)社會(huì)的能源消費(fèi)構(gòu)成中占據(jù)重要地位。當(dāng)前，生物柴油的生產(chǎn)技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)設(shè)備開(kāi)發(fā)已趨于成熟，生物柴油產(chǎn)品的各種標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制訂，生物柴油的混配、使用和銷(xiāo)售從此可以走上正軌。但發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)存在瓶頸，其主要瓶頸在于原料，原料不足和原料成本高，是制約生物柴油發(fā)展的主要障礙，尋找物美價(jià)廉的原料，是實(shí)現(xiàn)生物柴油產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。毛株(Cornuswalteri Wanger)屬山茱萸科(Cornaceae)株木屬(Cornus L.)落葉喬木，又名油樹(shù)、車(chē)梁木。毛株根系發(fā)達(dá)，在我國(guó)大部分地區(qū)的荒山荒坡上都適宜生長(zhǎng)，主要分布在山西、河南、山東、陜西和河北等省份，是我國(guó)傳統(tǒng)的油料樹(shù)種。毛株單株果實(shí)產(chǎn)量可達(dá)IOOkg以上，其果肉和種仁均含有油脂，果實(shí)含油量31. 8% 41.3%，可以看出，毛株是發(fā)展林業(yè)生物柴油的良好油料樹(shù)種，其果肉和種仁中所含的油脂，是生產(chǎn)生物柴油的良好原料。開(kāi)發(fā)從毛株果實(shí)生產(chǎn)生物柴油的工藝，無(wú)疑能夠進(jìn)一步拓展生物柴油生產(chǎn)的原料來(lái)源，緩解生物柴油原料不足的狀況，具有較好的社會(huì)效益，也能為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效_、,· ττ . O為了豐富生物柴油生產(chǎn)的原料來(lái)源，加速生物柴油產(chǎn)業(yè)化,貫徹循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念和環(huán)保理念，造福社會(huì)，本發(fā)明專利提出一種以毛株果實(shí)為基礎(chǔ)原料制備生物柴油的生產(chǎn)工藝。該生產(chǎn)工藝主要分為兩個(gè)大步，第一步，以石油醚浸出為核心，通過(guò)一定的工藝流程，從毛楝果實(shí)中提取毛楝油；第二步，以堿催化的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)為核心，輔助其它單元操作，生產(chǎn)高純度生物柴油產(chǎn)品。本發(fā)明專利涉及的生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單明了，投資成本較低，最終獲得的生物柴油產(chǎn)率高，在質(zhì)量指標(biāo)上符合中國(guó)GB/T 20828-2007標(biāo)準(zhǔn)，既可直接用于柴油機(jī)動(dòng)車(chē)、渦輪機(jī)和透平設(shè)備，又可與適當(dāng)比例的汽油或柴油混合使用，還可進(jìn)一步提升用作航空燃料(如通過(guò)高壓催化加氫)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利敘述的以毛株果實(shí)為基礎(chǔ)原料制備生物柴油的生產(chǎn)工藝共分兩大步一、毛株油的提取自毛株果實(shí)提取毛株油的工藝流程圖如圖I所示，具體操作步驟為①將毛株果實(shí)在中型粉碎機(jī)上粉碎為粒度約300目的粉體；②將毛株果實(shí)粉體加入夾套攪拌反應(yīng)釜中，然后加入一定比例的沸程為60°C-90°C的石油醚溶劑(料液質(zhì)量比I : 5)，在夾套中通入85°C的熱水，使得攪拌釜內(nèi)保持75 °C _95°C的恒溫，在75°C -95 °C的恒溫條件下執(zhí)行浸出操作30分鐘；本發(fā)明專利使用
的夾套攪拌反應(yīng)爸參考規(guī)格如下
_公稱容量/L__電熱功率Zkw__攬拌轉(zhuǎn)速/r.p.m_
5000-8000120-15060-100③將夾套攪拌釜中的液體和粉渣通過(guò)板框式壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，將液體與粉渣分離；本發(fā)明專利使用的板框式壓濾機(jī)參考規(guī)格如下
過(guò)濾面積Zm2__濾室總?cè)萘?L__濾餅厚度/mm__過(guò)濾壓力/Mpa
1-213-50250.6—④將過(guò)濾獲得的液體在45°C條件下利用降膜式蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)操作，回收大部分石油醚，然后將降膜式蒸發(fā)器內(nèi)的液體在85°C條件下利用降膜式蒸發(fā)器進(jìn)一步濃縮，經(jīng)過(guò)濃縮的液體即為含有少量水分的粗毛株油；本發(fā)明專利使用的降膜式蒸發(fā)器參考規(guī)格如下
水分蒸發(fā)速率/kg/hr 生蒸汽消耗速率/kg/hr 生蒸汽絕對(duì)壓力/Mpa 最高真空度/Mpa3000-5000840-12000.80.085
⑤將得到的粗毛株油放入廂式干燥器中干燥此脫水，干燥溫度100°C _150°C，獲得脫除水分的毛株油。本發(fā)明專利使用的廂式干燥器參考規(guī)格如下
權(quán)利要求
1.本發(fā)明專利生產(chǎn)的生物柴油的原料是毛株果實(shí)。
2.以毛株果實(shí)生產(chǎn)生物柴油，需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)大的步驟①?gòu)拿旯麑?shí)中提取毛株油；②將毛株油經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物柴油。
3.如權(quán)利要求2所述，從毛株果實(shí)中提取毛株油的具體步驟依次包括粉碎、浸出、過(guò)濾、蒸發(fā)和干燥操作。
4.如權(quán)利要求2所述，自毛株油制備生物柴油的具體步驟依次包括轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)、沉降分層、蒸發(fā)、水洗和蒸發(fā)操作。
5.如權(quán)利要求3、4所述，蒸發(fā)操作均采用降膜式蒸發(fā)器。
6.如權(quán)利要求3所述，浸出操作溫度在75°C_95°C之間，干燥操作溫度在100°C _150°C之間。
7.如權(quán)利要求4所述，沉降分層操作采用碟式分離機(jī)，水洗操作采用沉降槽。
8.如權(quán)利要求4所述，第③步的蒸發(fā)操作溫度在80°C_95°C之間，第⑤步的蒸發(fā)操作溫度在70°C -90°C之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從毛梾果實(shí)生產(chǎn)生物柴油的工藝，屬可再生能源領(lǐng)域范疇。該工藝共分為兩大步，第一大步系從毛梾果實(shí)種提取毛梾油，第二大步則是通過(guò)酯交換反應(yīng)將毛梾油轉(zhuǎn)化為生物柴油。從毛梾果實(shí)種提取毛梾油的具體步驟包括粉碎、浸出、過(guò)濾、蒸發(fā)和干燥操作；將毛梾油轉(zhuǎn)化為生物柴油的具體步驟包括轉(zhuǎn)酯化、沉降分層、蒸發(fā)、水洗和蒸發(fā)操作。采用本發(fā)明專利生產(chǎn)的生物柴油產(chǎn)率(以毛梾果實(shí)原料為基準(zhǔn))可達(dá)45wt％左右，其質(zhì)量符合GB/T 20828-2007質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油BD100)，既可直接用于柴油機(jī)動(dòng)車(chē)、渦輪機(jī)和透平設(shè)備，又可與適當(dāng)比例的汽油或柴油混合使用，還可進(jìn)一步提升用作航空燃料(如通過(guò)高壓催化加氫)。
文檔編號(hào)C11B1/10GK102827651SQ20121034174
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者康永祥, 鄭冀魯 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)