專利名稱：一種降低生物柴油凝固點的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種獲取高質(zhì)量生物質(zhì)燃料的方法，尤其涉及一種降低生物柴油凝固點的方法。
背景技術：
生物質(zhì)燃料是由光合作用產(chǎn)生的有機可燃物的總稱，是一種可再生能源。生物質(zhì)燃料的開發(fā)利用不僅能緩解能源危機，減少對礦物燃料的依賴，而且可以減輕環(huán)境污染。目前，生物質(zhì)燃料的開發(fā)利用已成為世界各國的共識。生物柴油是利用雙低菜籽油、大豆油、棕櫚油、木本植物油以及其它種類的動植物油脂、餐飲廢油、酸化油、地溝油等廢棄油脂為原料，而制成的以脂肪酸甲酯混合物為主要成份的、可供內(nèi)燃機使用的一種“安全、清潔、高效”的可再生液體生物質(zhì)燃料，是典型的“綠色能源”。生物柴油在環(huán)境特性方面優(yōu)于礦物柴油，具有良好的排放性能；并且由于其含氧量高，在燃燒過程中所需的氧氣量較礦物柴油少，點火性能優(yōu)于普通柴油。另外，現(xiàn)有的柴油發(fā)動機不必做任何改動而都可以使用生物柴油，非常便于生物柴油的推廣使用。
在生物柴油的質(zhì)量指標中，凝固點是一個非常重要的指標，如果環(huán)境溫度低于生物柴油的凝固點，生物柴油將因凝固而不能流動，也就無法正常使用。生物柴油凝固點的高低是由生物柴油中飽和脂肪酸甲酯含量的高低決定的，飽和脂肪酸甲酯含量越低，生物柴油的凝固點就越低。目前，市場上出售的生物柴油的凝固點通常是在3℃至15℃，普遍較高，高凝固點生物柴油的使用受環(huán)境溫度的影響很大，理想的生物柴油凝固點應該等于或低于0℃。并且，這些生物柴油由于是產(chǎn)自各種不同的動植物油脂，其飽和脂肪酸甲酯含量存在著很大的差別，導致其凝固點相差很大，非常不適于生物柴油的推廣使用。
為降低生物柴油的凝固點，現(xiàn)在的研究都是將現(xiàn)有的應用于石化柴油的降凝劑添加到生物柴油中，以降低生物柴油的凝固點。但是，由于石化柴油與生物柴油是兩種化學結構完全不同的物質(zhì)，適用于石化柴油的降凝劑并不適用于生物柴油。到目前為止，還沒有找到一種降凝劑在生物柴油中起到理想的降凝效果。新開發(fā)或發(fā)現(xiàn)適用于生物柴油的降凝劑還需要做大量的工作和花費大量的時間(需要發(fā)現(xiàn)或研制出新的降凝劑，并需要大量實驗檢驗)，不是一朝一夕所能完成的事情。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低生物柴油凝固點的方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是；一種降低生物柴油凝固點的方法，具有以下步驟①以生物柴油為原料，先將所述生物柴油進行冷卻，使所述生物柴油中凝固點較高的組分結晶；②然后進行固液分離，分離出晶體組分，而得到液態(tài)的低凝固點的生物柴油。
在對所述生物柴油冷卻結晶前，為避免所述生物柴油中凝固點較高的組分以生物柴油中已經(jīng)存在的微小晶粒為晶核進行結晶，還可以進行預熱的步驟，以使所述生物柴油中已經(jīng)存在的微小晶粒熔化，從而在冷卻結晶時，所述生物柴油中凝固點較高的組分會以理想的規(guī)律結晶。
在進行固液分離前，還具有養(yǎng)晶處理，使晶體充分長大的步驟。
將固液分離后得到的液態(tài)組分加熱升溫后，再重復進行上述步驟①、②一次或多次，可以得到凝固點更低的生物柴油。
上述步驟②中所述的固液分離方式為采用過濾的方式。
所述預熱為在板式換熱器中以蒸汽為介質(zhì)進行加熱；所述冷卻結晶是在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的結晶罐中進行；所述養(yǎng)晶處理為在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的養(yǎng)晶罐中進行。
所述預熱的預熱溫度為45℃至60℃；所述冷卻結晶時的冷卻速率為1℃/min至2℃/min，攪拌速度為10轉/分鐘至15轉/分鐘，最終冷卻結晶溫度為零下5℃至零上7℃；所述養(yǎng)晶處理的養(yǎng)晶溫度為零下5℃至7℃，攪拌速度為10轉/分鐘至15轉/分鐘，養(yǎng)晶時間為8小時至24小時。
所述過濾是采用隔膜式壓濾機或帶式真空過濾機過濾。
當使用隔膜式壓濾機時過濾壓力為0.2Mpa至1.5Mpa，過濾時間為13分鐘至15分鐘，當使用帶式真空過濾機時；真空度為350Pa至450Pa，過濾時間為15分鐘至40分鐘。
本發(fā)明的積極效果是(1)通過本方法對生物柴油進行再加工，可以降低生物柴油的凝固點，解決了生物柴油的冬季使用問題，擴大了生物柴油的使用地區(qū)和使用時間。(2)本發(fā)明的降低生物柴油凝固點的方法是將各種動植物油脂和各種廢棄油脂制取的生物柴油，根據(jù)飽和脂肪酸甲酯組份和非飽和脂肪酸甲酯組份在凝固點上的差別，采用低溫分提的方法來降低生物柴油的凝固點，因此，使用各種動植物油脂和各種廢棄油脂作為原料生產(chǎn)的生物柴油，都能夠用來制備低凝固點的生物柴油，無須對作為本發(fā)明方法生產(chǎn)原料使用的生物柴油的品質(zhì)進行選擇，從而生產(chǎn)成本低，效率高。(3)通過本方法對生物柴油進行再加工，可以提升和統(tǒng)一現(xiàn)有生物柴油生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的各類生物柴油品質(zhì)，有利于生物柴油的推廣。(4)本方法是一物理生產(chǎn)過程，不使用任何化學藥品，本方法在獲取低凝固點生物柴油的同時，可以得到一種副產(chǎn)品高凝固點生物柴油，可在南方地區(qū)或者在北方地區(qū)的夏季使用，因而，本發(fā)明的方法所產(chǎn)生的所有組份都是有價值的產(chǎn)品，不產(chǎn)生任何廢棄物，對環(huán)境沒有任何污染，是一種非常環(huán)保的生產(chǎn)方法。
圖1為本發(fā)明的降低生物柴油凝固點的方法的工藝流程方框圖；圖2為本發(fā)明的降低生物柴油凝固點的方法的另一工藝流程方框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述，但不局限于此。
(實施例1)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法具有以下步驟①以凝固點為8℃的生物柴油為原料，將該生物柴油在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的結晶罐中進行冷卻結晶，而使所述生物柴油中的包括各種飽和脂肪酸甲酯在內(nèi)的高凝固點物質(zhì)結晶；冷卻結晶時的冷卻速率為1℃/min，攪拌速度為10轉/分鐘，最終冷卻結晶溫度為零下5℃；②冷卻結晶后的物料采用隔膜式壓濾機進行過濾處理，過濾壓力為0.2Mpa，過濾時間為13分鐘，通過過濾處理，得到液態(tài)的凝固點為零下1℃的生物柴油。
(實施例2)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法具有以下步驟①以凝固點為10℃的生物柴油為原料，將該生物柴油在板式換熱器中以蒸汽為介質(zhì)進行預熱，預熱溫度為50℃，然后在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的結晶罐中進行冷卻結晶，而使所述生物柴油中的包括各種飽和脂肪酸甲酯在內(nèi)的高凝固點物質(zhì)結晶；冷卻結晶時的冷卻速率為1.5℃/min，攪拌速度為14轉/分鐘，最終冷卻結晶溫度為零下8℃；
②冷卻結晶后的物料采用隔膜式壓濾機進行過濾處理，過濾壓力為1.2Mpa，過濾時間為13分鐘，通過過濾處理，得到液態(tài)的凝固點為零下5℃的生物柴油。
(實施例3)如圖1所示，本實施例的降低生物柴油凝固點的方法具有以下步驟①以凝固點為3℃的生物柴油為原料，將該生物柴油在板式換熱器中以蒸汽為介質(zhì)進行預熱，預熱溫度為45℃；②將步驟①預熱后的生物柴油在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的結晶罐中進行冷卻結晶，而使所述生物柴油中的包括各種飽和脂肪酸甲酯在內(nèi)的高凝固點物質(zhì)結晶；冷卻結晶時的冷卻速率為1℃/min，攪拌速度為15轉/分鐘，最終冷凍結晶溫度為零下5℃；③將步驟②冷卻結晶后的物料置于帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的養(yǎng)晶罐中養(yǎng)晶處理，使晶體長大；養(yǎng)晶溫度為零下5℃，攪拌速度為10轉/分鐘，養(yǎng)晶時間為8小時；④將養(yǎng)晶處理后的物料采用隔膜式壓濾機進行過濾處理，過濾壓力為0.2Mpa，過濾時間為13分鐘，通過過濾處理，得到液態(tài)的凝固點為零下6℃的生物柴油。
(實施例4)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法與實施例3中的基本相同，差別在于；步驟①中所述的生物柴油的凝固點為8℃，預熱溫度為60℃；步驟②中冷卻結晶時的冷卻速率為2℃/min，攪拌速度為15轉/分鐘，最終冷凍結晶溫度為7℃；步驟③養(yǎng)晶溫度為7℃，攪拌速度為15轉/分鐘，養(yǎng)晶時間為24小時；步驟④中過濾壓力為1.5Mpa，過濾時間為15分鐘。
本實施例的方法得到的生物柴油的凝固點為0℃。
(實施例5)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法與實施例3中的基本相同，差別在于步驟①中所述的生物柴油的凝固點為5℃，預熱溫度為50℃；步驟②中冷卻結晶時的冷卻速率為1.5℃/min，攪拌速度為12轉/分鐘，最終冷凍結晶溫度為0℃；步驟③養(yǎng)晶溫度為0℃，攪拌速度為13轉/分鐘，養(yǎng)晶時間為15小時；步驟④中過濾壓力為1.0Mpa，過濾時間為14分鐘。
本實施例的方法得到的生物柴油的凝固點為零下2℃。
(實施例6)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法與實施例3中的基本相同，差別在于步驟①中所述的生物柴油的凝固點為10℃，預熱溫度為55℃；步驟②中冷卻結晶時的冷卻速率為1.2℃/min，攪拌速度為13轉/分鐘，最終冷凍結晶溫度為2℃；步驟③養(yǎng)晶溫度為2℃，攪拌速度為10轉/分鐘，養(yǎng)晶時間為12小時；步驟④為將養(yǎng)晶處理后的物料采用帶式真空過濾機進行過濾處理，帶式真空過濾機的真空度為400Pa，過濾時間為15分鐘。
本實施例的方法得到的生物柴油的凝固點為零下5℃。
(實施例7)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法與實施例6中的基本相同，差別在于步驟④中帶式真空過濾機的真空度為350Pa，過濾時間為30分鐘。
本實施例的方法得到的生物柴油的凝固點為零下5℃。
(實施例8)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法與實施例6中的基本相同，差別在于步驟④中帶式真空過濾機的真空度為450Pa，過濾時間為40分鐘。
本實施例的方法得到的生物柴油的凝固點為零下8℃。
(實施例9)如圖2所示，本實施例的降低生物柴油凝固點的方法具有以下步驟①以凝固點為15℃的生物柴油為原料，將該生物柴油在板式換熱器中以蒸汽為介質(zhì)進行預熱，預熱溫度為55℃；②將步驟①預熱后的生物柴油在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的結晶罐中進行冷卻結晶，而使所述生物柴油中的包括各種飽和脂肪酸甲酯在內(nèi)的高凝固點物質(zhì)結晶；冷卻結晶時的冷卻速率為1℃/min，攪拌速度為12轉/分鐘，最終冷卻結晶溫度為零下4℃；③將步驟②冷卻結晶后的物料置于帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的養(yǎng)晶罐中養(yǎng)晶處理，使晶體長大；養(yǎng)晶溫度為零下4℃，攪拌速度為11轉/分鐘，養(yǎng)晶時間為12小時；④將養(yǎng)晶處理后的物料采用隔膜式壓濾機進行過濾處理，過濾壓力為0.2Mpa，過濾時間為13分鐘，通過過濾處理，得到液態(tài)的生物柴油粗品。
⑤將步驟④中得到的液態(tài)的生物柴油粗品重復上述步驟①至步驟④一次，而得到液態(tài)的凝固點為零下9℃的生物柴油。
(實施例10)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法與實施例9中的基本相同，差別在于步驟⑤中將步驟④中得到的液態(tài)的生物柴油粗品重復上述步驟①至步驟④兩次，得到的生物柴油的凝固點為零下12℃。
(實施例11)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法具有以下步驟；①以凝固點為12℃的生物柴油為原料，將該生物柴油在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的結晶罐中進行冷卻結晶，而使所述生物柴油中的包括各種飽和脂肪酸甲酯在內(nèi)的高凝固點物質(zhì)結晶；冷卻結晶時的冷卻速率為1℃/min，攪拌速度為10轉/分鐘，最終冷卻結晶溫度為零下5℃；②冷卻結晶后的物料采用隔膜式壓濾機進行過濾處理，過濾壓力為0.2Mpa，過濾時間為13分鐘，通過過濾處理，得到液態(tài)的生物柴油粗品。
③將步驟②中得到的液態(tài)的生物柴油粗品重復上述步驟①、②一次，而得到液態(tài)的凝固點為零下9℃的生物柴油。
(實施例12)本實施例的降低生物柴油凝固點的方法與實施例11中的基本相同，差別在于步驟③將步驟②中得到的液態(tài)的生物柴油粗品重復上述步驟①、②三次，得到的生物柴油的凝固點為零下10℃。
顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于具有以下步驟①以生物柴油為原料，先將所述生物柴油進行冷卻，使所述生物柴油中凝固點較高的組分結晶；②然后進行固液分離，分離出晶體組分，而得到液態(tài)的低凝固點的生物柴油。
2.根據(jù)權利要求1所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于；在對所述生物柴油冷卻結晶前，還具有預熱的步驟。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于在進行固液分離前，還具有養(yǎng)晶處理，使晶體長大的步驟。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于將固液分離后得到的液態(tài)組分加熱升溫后，再重復進行上述步驟①、②一次或多次，而得到更低凝固點的生物柴油。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于上述步驟②中所述的固液分離方式為采用過濾的方式。
6.根據(jù)權利要求5所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于所述預熱為在板式換熱器中以蒸汽為介質(zhì)進行加熱；所述冷卻結晶是在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的結晶罐中進行；所述養(yǎng)晶處理為在帶攪拌裝置和冷卻盤管及冷卻夾套的養(yǎng)晶罐中進行。
7.根據(jù)權利要求6所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于所述預熱的預熱溫度為45℃至60℃；所述冷卻結晶時的冷卻速率為1℃/min至2℃/min，攪拌速度為10轉/分鐘至15轉/分鐘，最終冷卻結晶溫度為零下5℃至零上7℃；所述養(yǎng)晶處理的養(yǎng)晶溫度為零下5℃至7℃，攪拌速度為10轉/分鐘至15轉/分鐘，養(yǎng)晶時間為8小時至24小時。
8.根據(jù)權利要求5所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于所述過濾是采用隔膜式壓濾機或帶式真空過濾機過濾。
9.根據(jù)權利要求8所述的降低生物柴油凝固點的方法，其特征在于當使用隔膜式壓濾機時過濾壓力為0.2Mpa至1.5Mpa，過濾時間為13分鐘至15分鐘，當使用帶式真空過濾機時真空度為350Pa至450Pa，過濾時間為15分鐘至40分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低生物柴油凝固點的方法。該方法具有以下步驟①以生物柴油為原料，先將所述生物柴油進行冷卻，使所述生物柴油中凝固點較高的組分結晶；②然后進行固液分離，分離出晶體組分，而得到低凝固點的生物柴油。在對所述生物柴油冷卻結晶前，還可以具有預熱的步驟。在進行固液分離前，還可以具有養(yǎng)晶處理，使晶體長大的步驟。將固液分離后得到的液態(tài)組分加熱升溫后，可以重復進行上述步驟①、②一次或多次，而得到更低凝固點的生物柴油。本發(fā)明的方法有效降低了生物柴油的凝固點，解決了生物柴油的冬季使用問題，擴大了生物柴油的使用地區(qū)和使用時間，并且生產(chǎn)成本低，效率高，是一種非常環(huán)保的生產(chǎn)方法。
文檔編號C10G3/00GK1962825SQ200610162070
公開日2007年5月16日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權日2006年12月12日
發(fā)明者周斌 申請人:周斌