專利名稱：一種從毛梾果實生產生物柴油的工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于可再生能源領域。
背景技術：
自從20世紀70年代爆發石油危機以來，石油的供應越來越緊張，石油價格屢創新高，2007年末更是突破了 100美元/桶的大關。據估計，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量；從我國的情況來看，“十二 五”期間，我國仍然處于工業化和城鎮化加速發展階段，隨著經濟規模的進一步擴大，能源需求還會持續較快增加，預計“十二·五”期間面臨的能源形勢依然嚴峻。能源已經成為我國當前和今后相當長的一個時期內，制約經濟和社會發展的突出瓶頸。大力發展生物質能源，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的石化柴油相比，具有以下優點①可再生性，以可再生的植物油或動物脂肪為原料；②環境友好性，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生物柴油產業，美國、德國和日本已相繼建成生物柴油生產裝置數十座，美國生物柴油的年生產能力為130萬噸，德國目前已擁有8個生物柴油的工廠，2006年生物柴油產量達100萬噸，日本生物柴油年生產能力為40萬噸。目前中國也在生物柴油技術與產業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展公司都已開發出擁有自主知識產權的生物柴油技術，相繼建成了規模超過萬噸的生產廠。與生物柴油產業化不斷發展的趨勢相適應，世界各國陸續制定了生物柴油產品質量標準，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品和產業的重視，預示生物柴油必然在未來人類社會的能源消費構成中占據重要地位。當前，生物柴油的生產技術與相關產業設備開發已趨于成熟，生物柴油產品的各種標準已經制訂，生物柴油的混配、使用和銷售從此可以走上正軌。但發展生物柴油產業存在瓶頸，其主要瓶頸在于原料，原料不足和原料成本高，是制約生物柴油發展的主要障礙，尋找物美價廉的原料，是實現生物柴油產業化的關鍵。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。毛株根系發達，在我國大部分地區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，是我國傳統的油料樹種。毛株單株果實產量可達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，毛株是發展林業生物柴油的良好油料樹種，其果肉和種仁中所含的油脂，是生產生物柴油的良好原料。開發從毛株果實生產生物柴油的工藝，無疑能夠進一步拓展生物柴油生產的原料來源，緩解生物柴油原料不足的狀況，具有較好的社會效益，也能為企業創造較好的經濟效_、,· ττ . O為了豐富生物柴油生產的原料來源，加速生物柴油產業化,貫徹循環經濟理念和環保理念，造福社會，本發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工藝。該生產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，以堿催化的轉酯化反應為核心，輔助其它單元操作，生產高純度生物柴油產品。本發明專利涉及的生產工藝流程簡單明了，投資成本較低，最終獲得的生物柴油產率高，在質量指標上符合中國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)。

發明內容
本發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(料液質量比I : 5)，在夾套中通入85°C的熱水，使得攪拌釜內保持75 °C _95°C的恒溫，在75°C -95 °C的恒溫條件下執行浸出操作30分鐘；本發明專利使用
的夾套攪拌反應爸參考規格如下
_公稱容量/L__電熱功率Zkw__攬拌轉速/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；本發明專利使用的板框式壓濾機參考規格如下
過濾面積Zm2__濾室總容量/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器進行蒸發操作，回收大部分石油醚，然后將降膜式蒸發器內的液體在85°C條件下利用降膜式蒸發器進一步濃縮，經過濃縮的液體即為含有少量水分的粗毛株油；本發明專利使用的降膜式蒸發器參考規格如下
水分蒸發速率/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。本發明專利使用的廂式干燥器參考規格如下
權利要求
1.本發明專利生產的生物柴油的原料是毛株果實。
2.以毛株果實生產生物柴油，需要經過兩個大的步驟①從毛株果實中提取毛株油；②將毛株油經過轉酯化反應轉化為生物柴油。
3.如權利要求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、蒸發和干燥操作。
4.如權利要求2所述，自毛株油制備生物柴油的具體步驟依次包括轉酯化反應、沉降分層、蒸發、水洗和蒸發操作。
5.如權利要求3、4所述，蒸發操作均采用降膜式蒸發器。
6.如權利要求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.如權利要求4所述，第③步的蒸發操作溫度在80°C_95°C之間，第⑤步的蒸發操作溫度在70°C -90°C之間。
全文摘要
本發明涉及一種從毛梾果實生產生物柴油的工藝，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、蒸發和干燥操作；將毛梾油轉化為生物柴油的具體步驟包括轉酯化、沉降分層、蒸發、水洗和蒸發操作。采用本發明專利生產的生物柴油產率(以毛梾果實原料為基準)可達45wt％左右，其質量符合GB/T 20828-2007質量標準(柴油機燃料調合用生物柴油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 優先權日2012年9月14日
發明者康永祥, 鄭冀魯 申請人:西北農林科技大學