生物柴油連續(xù)酯交換工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物柴油連續(xù)酯交換工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油月旨、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。生物柴油是含氧量極高的復(fù)雜有機(jī)成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機(jī)物，幾乎包括所有種類的含氧有機(jī)物，如:醚、醛、酮、酚、有機(jī)酸、醇等。復(fù)合型生物柴油是以廢棄的動(dòng)植物油、廢機(jī)油及煉油廠的副產(chǎn)品為原料，再加入催化劑，經(jīng)專用設(shè)備和特殊工藝合成。
[0003]近年來，受原油價(jià)格、環(huán)保壓力的影響，生物柴油產(chǎn)業(yè)受到廣泛重視。2011年世界生物柴油總產(chǎn)量約2050萬噸，其中歐盟占51%，南美地區(qū)(巴西為主)占24%，亞洲13%，中北美為11%，其他地區(qū)1%。
[0004]目前國內(nèi)的生物柴油的生產(chǎn)過程大部分都是兩步法反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，然后通過蒸餾進(jìn)行提純，其中由于酯交換反應(yīng)是非均相反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間長，轉(zhuǎn)化率低，并且能耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)率高、轉(zhuǎn)化率高的生物柴油連續(xù)酯交換工藝。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是生物柴油連續(xù)酯交換工藝，包括以下步驟:
[0007]步驟一、將甲醇與堿催化劑在混合器中混合；
[0008]步驟二:將步驟一的混合溶液與低酸值或酯化后的廢棄油脂通過計(jì)量泵連續(xù)泵入連續(xù)酯交換反應(yīng)器；
[0009]步驟三:將從連續(xù)酯交換反應(yīng)器出來的物料連續(xù)進(jìn)入連續(xù)甘油皂分離器，分離出甘油皂和含甲醇的粗甲酯；
[0010]步驟四:步驟三分離出來的甘油皂連續(xù)進(jìn)入連續(xù)甘油分離器，分離出甘油和廢油，廢油回用于生產(chǎn)；步驟三分離出來的含甲醇的粗甲酯連續(xù)進(jìn)入連續(xù)甲醇回收器，回收的甲醇回用于生產(chǎn)，粗甲酯進(jìn)入精餾塔精餾，得到粗生物柴油。
[0011]所述步驟一中甲醇與堿催化劑在混合器(I)中混合的溫度為50°C?60°C;所述步驟二中，酯交換反應(yīng)的溫度為50°C?80°C，反應(yīng)時(shí)間為0.8?1.5小時(shí)；所述步驟三中，連續(xù)甘油皂分離器(3)中的分離溫度為60°C?65°C，壓力為常壓，分離停留時(shí)間為1-1.5小時(shí)；所述步驟四中，連續(xù)甘油分離器(4)中的分離溫度為60°C?65°C，壓力為常壓，分離停留時(shí)間為1-1.5小時(shí)。
[0012]所述連續(xù)酯交換反應(yīng)器包括筒體、支架、導(dǎo)流筒、導(dǎo)流筒支架和攪拌推進(jìn)裝置；所述筒體固定在支架上；所述導(dǎo)流筒通過導(dǎo)流筒支架固定在筒體的內(nèi)腔中部，導(dǎo)流筒的下方空間和上方空間分別為物料停留混合反應(yīng)段和反應(yīng)物料沉降分離段，物料停留混合反應(yīng)段的底部設(shè)有進(jìn)料口，反應(yīng)物料沉降分離段的一側(cè)設(shè)有出料口 ；所述攪拌推進(jìn)裝置驅(qū)動(dòng)導(dǎo)流筒內(nèi)的物料向下流動(dòng)。
[0013]所述連續(xù)酯交換反應(yīng)器的所述攪拌推進(jìn)裝置包括攪拌電機(jī)、攪拌軸和葉輪；所述攪拌電機(jī)固定在筒體的頂部，葉輪設(shè)置在導(dǎo)流筒內(nèi)，攪拌電機(jī)通過攪拌軸驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]所述連續(xù)酯交換反應(yīng)器的所述葉輪傾斜地設(shè)置在導(dǎo)流筒內(nèi)。
[0015]所述連續(xù)甘油皂分離器包括筒體和支腳；所述筒體橫向固定在支腳上，筒體的一端設(shè)有進(jìn)料口，另一端的上部和下部分別設(shè)有粗甲酯出口和甘油皂收集斗，甘油皂收集斗的底部設(shè)有連續(xù)出甘油口 ；所述筒體的內(nèi)腔中設(shè)有多塊豎直設(shè)置的擋板。
[0016]所述連續(xù)甘油皂分離器的所述筒體內(nèi)部靠近進(jìn)料口的第一塊擋板設(shè)置在筒體的內(nèi)腔頂部，其它擋板設(shè)置在筒體的內(nèi)腔頂部或者中部。
[0017]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下積極的效果:(I)由于傳統(tǒng)的斧式酯交換反應(yīng)，物料與堿催化劑甲醇混合加熱攪拌反應(yīng)，在65-70度反應(yīng)時(shí)催化劑堿是與物料反應(yīng)的，生產(chǎn)皂，反應(yīng)時(shí)間長了，催化劑與物料反應(yīng)影響了反應(yīng)的進(jìn)行，催化劑多，影響反應(yīng)率；所以斧式酯交換反應(yīng)催化劑用量要比本發(fā)明的工藝生產(chǎn)用的催化劑多；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化，減少催化劑的用量，酯交換反應(yīng)率能達(dá)到95%以上。
[0018](2)本發(fā)明的連續(xù)酯交換反應(yīng)器中的物料在攪拌推進(jìn)裝置的驅(qū)動(dòng)下，沿導(dǎo)流筒的內(nèi)外兩側(cè)循環(huán)流動(dòng)，當(dāng)物料循環(huán)到反應(yīng)物料沉降分離段時(shí)，會(huì)在循環(huán)過程中產(chǎn)生的離心力的作用下，使反應(yīng)的脂肪酸甲酯從出料口連續(xù)溢出，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，并且脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上；其次，攪拌推進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，安裝方便；同時(shí)，葉輪傾斜地設(shè)置在導(dǎo)流筒內(nèi)，這種機(jī)構(gòu)能夠使物料或得更好的離心力，有效提升了工作效率。
[0019](3)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化分離，減少了因人工操作的不可控制性，這樣分離出來的甘油中的甲酯少、粗甘油的含量可達(dá)80 %左右，而甲酯中的甘油可控制在0.05 %、皂含量可控制在0.1%，便于粗甲酯上塔精餾，比傳統(tǒng)的相等反應(yīng)率的粗甲酯精餾收率要高2-3%,并實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)連續(xù)化。
[0020](4)本發(fā)明的連續(xù)甘油皂分離器的筒體內(nèi)部靠近進(jìn)料口的第一塊擋板設(shè)置在筒體的內(nèi)腔頂部，其它擋板設(shè)置在筒體的內(nèi)腔頂部或者中部，這種結(jié)構(gòu)能夠使甘油與皂更好地向下沉降，提高分離效率。
【附圖說明】
[0021]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0022]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0023]附圖中標(biāo)號(hào)為:
[0024]混合器1、連續(xù)酯交換反應(yīng)器2、連續(xù)甘油皂分離器3、連續(xù)甘油分離器4、連續(xù)甲醇回收器5、精餾塔6。
【具體實(shí)施方式】
[0025](實(shí)施例1)
[0026]見圖1，本實(shí)施例的生物柴油連續(xù)酯交換工藝，包括以下步驟:
[0027]步驟一、將甲醇與堿催化劑在混合器I中混合；混合的溫度為50°C?60°C;所述步驟二中，酯交