專利名稱：一種從毛梾果實生產(chǎn)生物柴油的工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于可再生能源領域。
背景技術(shù)：
自從20世紀70年代爆發(fā)石油危機以來，石油的供應越來越緊張，石油價格屢創(chuàng)新高，2007年末更是突破了 100美元/桶的大關(guān)。據(jù)估計，到2030年，世 界每天的石油需求將達到117. 6百萬桶，比當前世界每天的石油需求量要多出來31. 7百萬桶，多出來的需求量相當于3個沙特阿拉伯的石油日產(chǎn)量；從我國的情況來看，“十二 五”期間，我國仍然處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段，隨著經(jīng)濟規(guī)模的進一步擴大，能源需求還會持續(xù)較快增加，預計“十二·五”期間面臨的能源形勢依然嚴峻。能源已經(jīng)成為我國當前和今后相當長的一個時期內(nèi)，制約經(jīng)濟和社會發(fā)展的突出瓶頸。大力發(fā)展生物質(zhì)能源，是緩解我國能源緊張狀況的一條有效途徑。生物柴油是以植物油或動物脂肪為原料，在酸或堿的催化下，通過酯交換反應，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替代石化柴油或與石化柴油、汽油混合用做鍋爐、渦輪機、柴油機的燃料，而且生物柴油和傳統(tǒng)的石化柴油相比，具有以下優(yōu)點①可再生性，以可再生的植物油或動物脂肪為原料；②環(huán)境友好性，生物柴油機械燃燒后所排放的有毒有機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僅為石油柴油的10 %;因此，世界各國均在積極開發(fā)生物柴油產(chǎn)業(yè)，美國、德國和日本已相繼建成生物柴油生產(chǎn)裝置數(shù)十座，美國生物柴油的年生產(chǎn)能力為130萬噸，德國目前已擁有8個生物柴油的工廠，2006年生物柴油產(chǎn)量達100萬噸，日本生物柴油年生產(chǎn)能力為40萬噸。目前中國也在生物柴油技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面取得一些重要進展，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)展公司都已開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物柴油技術(shù)，相繼建成了規(guī)模超過萬噸的生產(chǎn)廠。與生物柴油產(chǎn)業(yè)化不斷發(fā)展的趨勢相適應，世界各國陸續(xù)制定了生物柴油產(chǎn)品質(zhì)量標準，如美國所采用的ISO 14214A標準和ASTM D 6751標準，德國的DIN E 51606標準、歐盟的EN14241標準和中國的GB/T20828-2007標準。凡此種種，均表明世界各國對生物柴油產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的重視，預示生物柴油必然在未來人類社會的能源消費構(gòu)成中占據(jù)重要地位。當前，生物柴油的生產(chǎn)技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)設備開發(fā)已趨于成熟，生物柴油產(chǎn)品的各種標準已經(jīng)制訂，生物柴油的混配、使用和銷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，尋找物美價廉的原料，是實現(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、車梁木。毛株根系發(fā)達，在我國大部分地區(qū)的荒山荒坡上都適宜生長，主要分布在山西、河南、山東、陜西和河北等省份，是我國傳統(tǒng)的油料樹種。毛株單株果實產(chǎn)量可達IOOkg以上，其果肉和種仁均含有油脂，果實含油量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。開發(fā)從毛株果實生產(chǎn)生物柴油的工藝，無疑能夠進一步拓展生物柴油生產(chǎn)的原料來源，緩解生物柴油原料不足的狀況，具有較好的社會效益，也能為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效_、,· ττ . O為了豐富生物柴油生產(chǎn)的原料來源，加速生物柴油產(chǎn)業(yè)化,貫徹循環(huán)經(jīng)濟理念和環(huán)保理念，造福社會，本發(fā)明專利提出一種以毛株果實為基礎原料制備生物柴油的生產(chǎn)工藝。該生產(chǎn)工藝主要分為兩個大步，第一步，以石油醚浸出為核心，通過一定的工藝流程，從毛楝果實中提取毛楝油；第二步，以堿催化的轉(zhuǎn)酯化反應為核心，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)量指標上符合中國GB/T 20828-2007標準，既可直接用于柴油機動車、渦輪機和透平設備，又可與適當比例的汽油或柴油混合使用，還可進一步提升用作航空燃料(如通過高壓催化加氫)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利敘述的以毛株果實為基礎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將毛株果實在中型粉碎機上粉碎為粒度約300目的粉體；②將毛株果實粉體加入夾套攪拌反應釜中，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板框式壓濾機進行過濾，將液體與粉渣分離；本發(fā)明專利使用的板框式壓濾機參考規(guī)格如下
過濾面積Zm2__濾室總?cè)萘?L__濾餅厚度/mm__過濾壓力/Mpa
1-213-50250.6—④將過濾獲得的液體在45°C條件下利用降膜式蒸發(fā)器進行蒸發(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)器進一步濃縮，經(jīng)過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。
2.以毛株果實生產(chǎn)生物柴油，需要經(jīng)過兩個大的步驟①從毛株果實中提取毛株油；②將毛株油經(jīng)過轉(zhuǎn)酯化反應轉(zhuǎn)化為生物柴油。
3.如權(quán)利要求2所述，從毛株果實中提取毛株油的具體步驟依次包括粉碎、浸出、過濾、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、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，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生產(chǎn)生物柴油的工藝，屬可再生能源領域范疇。該工藝共分為兩大步，第一大步系從毛梾果實種提取毛梾油，第二大步則是通過酯交換反應將毛梾油轉(zhuǎn)化為生物柴油。從毛梾果實種提取毛梾油的具體步驟包括粉碎、浸出、過濾、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(以毛梾果實原料為基準)可達45wt％左右，其質(zhì)量符合GB/T 20828-2007質(zhì)量標準(柴油機燃料調(diào)合用生物柴油BD100)，既可直接用于柴油機動車、渦輪機和透平設備，又可與適當比例的汽油或柴油混合使用，還可進一步提升用作航空燃料(如通過高壓催化加氫)。
文檔編號C11B1/10GK102827651SQ20121034174
公開日2012年12月19日 申請日期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 申請人:西北農(nóng)林科技大學