專利名稱：一種動、植物油制備生物柴油的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動、植物油制備生物柴油的工藝。
背景技術(shù)：
已有的生物柴油制備方法，多采用酯交換法，即油脂在堿性催化劑(一般有氫氧化鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉、乙醇鈉等)存在下與甲醇或乙醇發(fā)生酯交換反應(yīng)(又稱醇解反應(yīng))，生成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，即生物柴油和副產(chǎn)物甘油。
酯交換法制備生物柴油中要求原料的酸值必須小于1.0，若為高酸值原料要進行降酸處理，方法有堿煉法和酸催化酯化法。堿煉法降酸會造成原料的損失和排放廢物污染環(huán)境，已有的酸催化酯化法為間歇式多次酯化，操作麻煩、耗時、效率低。
在采用酯交換法制備生物柴油中，關(guān)鍵是1、提高原料的轉(zhuǎn)化率；2、提高產(chǎn)品生物柴油的純度。已有的工藝方法主要通過兩次酯交換反應(yīng)來提高原料的轉(zhuǎn)化率首先在第一個酯交換反應(yīng)器中，反應(yīng)一定時間后轉(zhuǎn)入到第一個甘油分離器中分離出甘油，將酯層轉(zhuǎn)入到第二個酯交換反應(yīng)器中，補加新的甲醇和催化劑氫氧化鉀進行二次酯交換反應(yīng)，再進入第二個甘油分離器中分離出甘油，此類工藝方法操作煩瑣，能耗較大，成本較高。
已有的工藝主要采用大量的水進行洗滌來提高生物柴油的純度，這樣會產(chǎn)生大量的廢堿液。這些堿液中含有甘油、皂和催化劑，如果不對這些堿液進行恰當(dāng)?shù)奶幚砭团欧牛坏斐森h(huán)境污染，也造成有價值的副產(chǎn)物的損失。若回收，因被大量水稀釋必然增加能耗。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種動、植物油制備生物柴油的工藝，它是以脂肪酸、高酸值或中性動植物油脂為原料制備石化柴油替代燃料，本發(fā)明提出的工藝有如下生產(chǎn)步驟(1).氣相酯化甲醇?xì)饣?產(chǎn)生的60～70℃甲醇蒸氣經(jīng)過精餾柱2后按通入量為6～8升/分鐘·100g原料油的速度進入到裝有原料油和酸性催化劑的酯化反應(yīng)器5中，在反應(yīng)溫度為95～105℃條件下參與酯化反應(yīng)30～120分鐘，反應(yīng)后的甲醇蒸氣和反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)冷凝柱3冷凝后返回到甲醇?xì)饣?中，酸性催化劑用量為原料油重量的0.2％～1.0％；(2).酯交換經(jīng)酯化反應(yīng)處理的原料油進入酯交換反應(yīng)器10，酯交換反應(yīng)溫度60～80℃；甲醇用量為原料油中脂肪酸甘油酯重量的20～25％，堿性催化劑用量為原料油重量的0.4～1.5％，反應(yīng)結(jié)束后先回收甲醇，再分離甘油，得到的粗生物柴油進入生物柴油精餾反應(yīng)器15，粗甘油進入副產(chǎn)物回收工藝處理；(3).生物柴油精制將溫度為95～105℃的水蒸汽按通入量為5～6升/分鐘·100g原料油的速度，從精餾反應(yīng)器15的底部進入，進行水蒸汽蒸餾，生物柴油精餾反應(yīng)器的液相為180～280℃，氣相為120～220℃，蒸出的生物柴油隨水蒸汽經(jīng)冷凝拄17冷凝后進入生物柴油分離器18中進行生物柴油和水的分離，生物柴油從分離器18中移走，反應(yīng)器15中的剩余殘渣經(jīng)副產(chǎn)物回收工藝處理后返回到生物柴油制備工藝中。
所述酸性催化劑為硫酸，該催化劑配制成2％的甲醇溶液使用；甲醇精餾柱回流比為2.0～2.5；堿性催化劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉；原料油為油酸、餐飲業(yè)廢油、小桐子油、菜籽油、大豆油、亞麻油、花生油、棕櫚油；副產(chǎn)物回收處理工藝是將來自酯交換反應(yīng)過程產(chǎn)生的粗甘油在中和反應(yīng)器20中，在pH＝3.5～4.5，溫度65～75℃條件下回流30分鐘，進行酸化處理；然后在酸化油分離器21中進行酸化油和甘油層的分離，酸化油返回氣相酯化反應(yīng)器中進行酯化處理，再進行水蒸汽蒸餾精制得到生物柴油；甘油層在堿處理反應(yīng)器22中進行堿性處理，加氫氧化鉀至pH＝8左右，然后在蒸發(fā)濃縮反應(yīng)器23中進行濃縮處理，在過濾器24中進行過濾得到粗甘油和粗硫酸鉀，用于洗滌硫酸鉀的甲醇在甲醇回收反應(yīng)器25中進行回收。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于第一、將酯化、連續(xù)帶水、甲醇精餾和氣化有機地結(jié)合在一起，達(dá)到快速降酸的效果，提高酯化反應(yīng)的效率；甲醇以氣體的形式循環(huán)使用，提高了甲醇利用率，幾乎沒有甲醇的浪費；同時含水甲醇在精餾設(shè)備中氣化，水份留于酯化主體系外的輔助氣化器內(nèi)，提高了設(shè)備的利用率，降低設(shè)備投資，避免了除水的復(fù)雜操作和設(shè)備增加，縮短了反應(yīng)時間。
第二、酯交換步驟，具體過程為原料采用一次酯交換反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束，先回收甲醇，可避免甲醇影響產(chǎn)物間的分離(因生成產(chǎn)物生物柴油和甘油皆溶于甲醇)；再分離所有副產(chǎn)物甘油，設(shè)備效率與兩次酯交換反應(yīng)的相比提高一倍以上，轉(zhuǎn)化率都在90％以上。特別是小桐子油的轉(zhuǎn)化率可達(dá)96.67％。由此可見，在本發(fā)明工藝方法中，若進行第二次酯交換反應(yīng)提高的轉(zhuǎn)化率不到10％，能耗卻增加一倍。
第三、通過水蒸汽蒸餾精制生物柴油，可使蒸餾溫度降低，減少能耗，熱效率提高，同時避免直接加熱蒸餾中的局部過熱，防止了不安全隱患，也防止了溫度過高產(chǎn)品發(fā)生氧化。
第四、本發(fā)明制備過程實現(xiàn)了生物柴油與未反應(yīng)原料及相關(guān)雜物的有效分離，與未采用本方法精制的生物柴油制備方法相比，獲得了高純度的生物柴油；主產(chǎn)品生物柴油生產(chǎn)中副產(chǎn)物為甘油和硫酸鉀，這些產(chǎn)生的有用副產(chǎn)物回收與生物柴油生產(chǎn)工藝有機結(jié)合，提高了生產(chǎn)效率；通過綜合處理，可貼補生物柴油的生產(chǎn)成本，降低總生產(chǎn)成本，獲得或提高總體經(jīng)濟效益，達(dá)到或趨近石化柴油的成本。
第五、本發(fā)明實現(xiàn)了生產(chǎn)生物柴油與廉價的植物油料果實取油后的廢渣處理工藝相結(jié)合，依據(jù)不同原料進行不同的利用，實現(xiàn)工業(yè)無“三廢”，具有環(huán)境友好性。
第六、粗生物柴油不用進行水洗，降低甘油回收的能耗。
第七、所采用設(shè)備具有通用性，降低設(shè)備投資成本。
第八、本發(fā)明中的酯交換反應(yīng)與現(xiàn)有工藝只能處理酸值不超過1.0的原料油有較大區(qū)別，本發(fā)明在酯交換反應(yīng)中對原料的酸值要求可放寬到5.0，這樣就縮短了降酸時間，提高了效率。


圖1為本發(fā)明提出的制備生物柴油生產(chǎn)工藝流程示意圖。
圖2為本發(fā)明的副產(chǎn)物回收工藝流程示意圖。
圖1中1-甲醇?xì)饣鳎?-精餾柱，3、9、17-冷凝柱，4-換熱器，5-酯化反應(yīng)器，6-硫酸儲罐，7、13-混合罐，8-原料油儲罐，10-酯交換反應(yīng)器，11-甲醇儲罐，12-氫氧化鉀，14-甘油分離器，15-生物柴油精餾反應(yīng)器，16-水蒸汽發(fā)生器，18-生物柴油分離器，19-離心泵。
本發(fā)明提出的制備生產(chǎn)工藝，以脂肪酸為原料的工藝過程為“氣相酯化→水蒸汽蒸餾”；以酸值大于5.0的高酸值動植物油為原料的工藝過程為“氣相酯化→酯交換→水蒸汽蒸餾”；以酸值小于5.0的低酸值或中性動植物油為原料的工藝過程為“酯交換→水蒸汽蒸餾”。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
1.氣相酯化在圖1中，由甲醇?xì)饣?產(chǎn)生的甲醇蒸氣通過精餾柱2(保證循環(huán)使用的甲醇不含水)后進入到裝有原料油和酸性催化劑硫酸的酯化反應(yīng)器5中參與酯化反應(yīng)，采用泵19進行強制攪拌，反應(yīng)后剩余的甲醇蒸氣和反應(yīng)產(chǎn)生的水(以蒸汽形式)從反應(yīng)器5中出來，經(jīng)冷凝柱3冷凝后返回到氣化器1中，實現(xiàn)甲醇蒸氣的循環(huán)利用和將反應(yīng)產(chǎn)生的水連續(xù)帶出，達(dá)到連續(xù)快速酯化和降酸的目的。
以脂肪酸為原料得到的粗產(chǎn)品分離催化劑硫酸后直接進入生物柴油的精餾工藝，以酸值大于5.0的高酸值動植物油為原料得到的粗產(chǎn)品分離催化劑硫酸后進入酯交換工藝。工藝條件如下①反應(yīng)溫度酯化反應(yīng)器為95～105℃；甲醇蒸氣汽發(fā)生器為60～70℃。
②甲醇精餾柱回流比2.0～2.5。
③甲醇蒸氣通入量6～8升/分鐘·100g原料油。
④酸性催化劑硫酸用量為原料油重量的0.2％～1.0％，硫酸先配制成2％的甲醇溶液，根據(jù)酸值不同來確定硫酸所占原料油的比例。
⑤反應(yīng)時間30～120分鐘，不同酸值的原料所需反應(yīng)時間不同，通過測定反應(yīng)過程中酸值的降低情況確定反應(yīng)時間。
2.酯交換在圖1所示的酯交換反應(yīng)器10中進行，反應(yīng)結(jié)束后先通過反應(yīng)器10回收甲醇，再在甘油分離器14中分離甘油，得到的粗生物柴油進入生物柴油的精餾工藝，粗甘油進入副產(chǎn)物回收工藝。工藝條件如下①酯交換反應(yīng)溫度60～80℃。
②酯交換次數(shù)一次。
③反應(yīng)時間60～120分鐘，原料中的中性油脂含量不同所需反應(yīng)時間不同。
④甲醇用量為原料油中脂肪酸甘油酯重量的20～25％。
⑤堿性催化劑用量為原料油重量的0.4～1.5％。冷凝柱4裝在酯化反應(yīng)器5和酯交換反應(yīng)器10之間。
3.生物柴油精制在圖1所示的反應(yīng)器15～18中進行，水蒸汽發(fā)生器16中產(chǎn)生的水蒸汽從精餾反應(yīng)器15的底部進入，進行水蒸汽蒸餾，蒸出的生物柴油隨水蒸汽經(jīng)冷凝拄17冷凝后進入生物柴油分離器18中，在18中進行生物柴油和水的分離，水從底部返回反應(yīng)器16中，生物柴油從反應(yīng)器18中移走，反應(yīng)器15中的剩余殘渣經(jīng)副產(chǎn)物回收工藝返回到生物柴油制備工藝中。工藝條件如下①溫度生物柴油反應(yīng)器液相為180～280℃，氣相為120～220℃；水蒸汽發(fā)生器為95～105℃。
②水蒸汽通入量5～6升/分鐘·100g原料油，當(dāng)原料油用量改變時作相應(yīng)的調(diào)整。
4.副產(chǎn)物回收如圖2所示，來自生物柴油制備中酯交換反應(yīng)過程產(chǎn)生的粗甘油在中和反應(yīng)器20中進行酸化處理，在pH＝3.5～4.5，溫度65～75℃條件下回流30分鐘，然后在酸化油分離器21中進行酸化油和甘油層的分離，酸化油返回氣相酯化反應(yīng)器中進行酯化處理，再進行水蒸汽蒸餾精制得到生物柴油。粗甘油貯槽27中的甘油層由泵送至堿處理反應(yīng)器22中進行堿性處理，加氫氧化鉀溶液至pH＝8左右，然后在蒸發(fā)濃縮反應(yīng)器23中進行濃縮處理，在過濾器24中進行過濾得到粗甘油和粗硫酸鉀，用于洗滌硫酸鉀的甲醇經(jīng)冷凝管26冷凝后在甲醇回收反應(yīng)器25中進行回收。
具體實施例方式
實施例1油酸生產(chǎn)生物柴油1.工藝參數(shù)①氣相酯化反應(yīng)溫度酯化反應(yīng)器為100±5℃；甲醇蒸氣發(fā)生器為65℃。甲醇蒸氣通入量7升/分鐘。甲醇精餾柱回流比2.5。反應(yīng)時間60分鐘。
②生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～200℃，氣相為145～155℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。水蒸汽通入量5升/分鐘。
2.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入分析純油酸100g，甲醇100g，98％硫酸1.0g產(chǎn)出生物柴油98.86g(油酸甲酯含量為99.64％)，殘渣0.98g，回收甲醇79g，回收硫酸0.95g。
實施例2泔水油生產(chǎn)生物柴油1.原料基本情況原料泔水油的基本情況見表1。
2.工藝參數(shù)①氣相酯化反應(yīng)溫度酯化反應(yīng)器為100±5℃；甲醇蒸氣發(fā)生器為65℃。甲醇蒸氣通入量6.5升/分鐘。甲醇精餾柱回流比2.5。反應(yīng)時間120分鐘。
②酯交換反應(yīng)溫度65℃。酯交換次數(shù)一次。反應(yīng)時間60分鐘③生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～250℃，氣相為120～200℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。水蒸汽通入量5升/分鐘。
④副產(chǎn)物回收甘油和硫酸鉀回收主要參考甜水中的甘油回收技術(shù)。
3.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入除水和雜質(zhì)后的泔水油100g，甲醇103.5g(100g用于氣相酯化反應(yīng)，3.5g用于酯交換反應(yīng))，98％硫酸1.2g(0.4g用于氣相酯化反應(yīng)，0.8g用于副產(chǎn)物回收)，氫氧化鉀0.7g(0.4g用于酯交換反應(yīng)，0.3g用于副產(chǎn)物回收)
產(chǎn)出生物柴油93.57g，粗甘油1.60g(甘油含量為81.24％)，硫酸鉀1.8g，殘渣6.0g，回收甲醇85g。
4.產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)采用本發(fā)明的工藝技術(shù)制備得到的泔水油生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)見表2。
實施例3小桐子油生產(chǎn)生物柴油1.原料基本情況原料小桐子油的基本情況見表1。
2.工藝參數(shù)①氣相酯化反應(yīng)溫度酯化反應(yīng)器為100±5℃；甲醇蒸氣發(fā)生器為65℃。甲醇蒸氣通入量6升/分鐘。甲醇精餾柱回流比2.0～2.5。反應(yīng)時間60分鐘。
②酯交換反應(yīng)溫度65℃。酯交換次數(shù)一次。反應(yīng)時間120分鐘。
③生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～250℃，氣相為120～200℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。水蒸汽通入量5升/分鐘。
④副產(chǎn)物回收甘油和硫酸鉀回收主要參考甜水中的甘油回收技術(shù)。
3.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入小桐子油100g，甲醇120g(100g用于氣相酯化反應(yīng)，20g用于酯交換反應(yīng))，98％硫酸1.05g(0.2g用于氣相酯化反應(yīng)，0.85g用于副產(chǎn)物回收)，氫氧化鉀1.2g(1.0g用于酯交換反應(yīng)，0.2g用于副產(chǎn)物回收)。
產(chǎn)出生物柴油96.28g，粗甘油9.42g(甘油含量為79.10％)，硫酸鉀1.7g，殘渣2.6g(脂肪酸甘油酯含量為33.34％)，回收甲醇107g。
4.產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)采用本發(fā)明的工藝技術(shù)制備得到的小桐子油生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)見表2。
實施例4菜籽油生產(chǎn)生物柴油1.原料基本情況原料菜籽油的基本情況見表1。
2.工藝參數(shù)①酯交換反應(yīng)溫度75℃。酯交換次數(shù)一次。反應(yīng)時間120分鐘。
②生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～250℃，氣相為120～200℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。水蒸汽通入量5.5升/分鐘。
③副產(chǎn)物回收甘油和硫酸鉀回收主要參考甜水中的甘油回收技術(shù)。
3.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入菜籽油100g，甲醇25g，氫氧化鉀1.2g(1.0g用于酯交換反應(yīng)，0.2g用于副產(chǎn)物回收)，98％硫酸1.0g(用于副產(chǎn)物回收)，產(chǎn)出生物柴油95.98g，粗甘油9.95g(甘油含量為80.25％)，硫酸鉀1.7g，殘渣2.78g(脂肪酸甘油酯含量為74.29％)，回收甲醇13.2g。
4.產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)采用本發(fā)明的工藝技術(shù)制備得到的菜籽油生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)見表2。
實施例5大豆油生產(chǎn)生物柴油1.原料基本情況原料大豆油的基本情況見表1。
2.工藝參數(shù)①酯交換反應(yīng)溫度60℃。酯交換次數(shù)一次。反應(yīng)時間90分鐘。
②生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～250℃，氣相為120～200℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。水蒸汽通入量5.5升/分鐘。
③副產(chǎn)物回收甘油和硫酸鉀回收主要參考甜水中的甘油回收技術(shù)。
3.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入大豆油100g，甲醇20g，氫氧化鉀1.5g(1.2g用于酯交換反應(yīng)，0.3g用于副產(chǎn)物回收)，98％硫酸1.1g(用于副產(chǎn)物回收)，產(chǎn)出生物柴油96.79g，粗甘油9.67g(甘油含量為80.07％)，硫酸鉀1.7g，殘渣2.6g(脂肪酸甘油酯含量為67.78％)，回收甲醇7.75g。
4.產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)采用本發(fā)明的工藝技術(shù)制備得到的大豆油生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)見表2。
實施例6亞麻油生產(chǎn)生物柴油1.原料基本情況原料亞麻油的基本情況見表1。
2.工藝參數(shù)①酯交換反應(yīng)溫度65℃。酯交換次數(shù)一次。反應(yīng)時間90分鐘。
②生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～250℃，氣相為120～200℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。水蒸汽通入量5.5升/分鐘。
③副產(chǎn)物回收甘油和硫酸鉀回收主要參考甜水中的甘油回收技術(shù)。
3.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入亞麻油100g，甲醇20g，氫氧化鉀1.1g(1.0g用于酯交換反應(yīng)，0.1g用于副產(chǎn)物回收)，98％硫酸0.95g(用于副產(chǎn)物回收)，產(chǎn)出生物柴油96.66g，粗甘油9.67g(甘油含量為80.02％)，硫酸鉀1.4g，殘渣2.83g(脂肪酸甘油酯含量為71.99％)，回收甲醇6.8g。
4.產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)采用本發(fā)明的工藝技術(shù)制備得到的亞麻油生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)見表2。
實施例7花生油生產(chǎn)生物柴油1.原料基本情況原料油棕櫚油的基本情況見表1。
2.工藝參數(shù)①酯交換反應(yīng)溫度60℃。
酯交換次數(shù)一次反應(yīng)時間90分鐘②生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～250℃，氣相為120～200℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。
水蒸汽通入量5.5升/分鐘。
③副產(chǎn)物回收甘油和硫酸鈉回收主要參考甜水中的甘油回收技術(shù)。
3.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入花生油100g，甲醇20g，氫氧化鈉1.2g(1.0g用于酯交換反應(yīng)，0.2g用于副產(chǎn)物回收)，98％硫酸1.0g(用于副產(chǎn)物回收)，產(chǎn)出生物柴油95.41g，粗甘油9.50g(甘油含量為82.07％)，硫酸鈉1.5g，殘渣2.93g(脂肪酸甘油酯含量為59.50％)，回收甲醇7.45g。
4.產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)采用本發(fā)明的工藝技術(shù)制備得到的花生油生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)見表2。
實施例8棕櫚油生產(chǎn)生物柴油1.原料基本情況原料油棕櫚油的基本情況見表1。
2.工藝參數(shù)①酯交換反應(yīng)溫度70℃。
酯交換次數(shù)一次反應(yīng)時間90分鐘②生物柴油精制溫度生物柴油蒸餾釜液相為180～250℃，氣相為120～200℃；水蒸汽發(fā)生器為100±5℃。水蒸汽通入量5.5升/分鐘。
③副產(chǎn)物回收甘油和硫酸鈉回收主要參考甜水中的甘油回收技術(shù)。
3.生產(chǎn)消耗與輸出生物柴油制備過程中，原料的投入與產(chǎn)物輸出的結(jié)果如下投入棕櫚油100g，甲醇20g，氫氧化鈉1.3g(1.0g用于酯交換反應(yīng)，0.3g用于副產(chǎn)物回收)，98％硫酸1.1g(用于副產(chǎn)物回收)，產(chǎn)出生物柴油95.10g，粗甘油10.67g(甘油含量為80.25％)，硫酸鈉1.7g，殘渣4.5g(脂肪酸甘油酯含量為76.62％)，回收甲醇7.3g。
4.產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)采用本發(fā)明的工藝技術(shù)制備得到的棕櫚油生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)見表2。
表1各種原料的基本指標(biāo)

表2生物柴油的主要品質(zhì)指標(biāo)

權(quán)利要求
1.一種動、植物油制備生物柴油的工藝，以脂肪酸、高酸值或中性動植物油脂為原料油，包括如下生產(chǎn)步驟A.氣相酯化甲醇?xì)饣?1)產(chǎn)生的60～70℃甲醇蒸氣經(jīng)過精餾柱(2)后按通入量為6～8升/分鐘·100g原料油的速度進入到裝有原料油和酸性催化劑的酯化反應(yīng)器(5)中，在反應(yīng)溫度為95～105℃條件下參與酯化反應(yīng)30～120分鐘，反應(yīng)后的甲醇蒸氣和反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)冷凝柱(3)冷凝后返回到甲醇?xì)饣?1)中，酸性催化劑用量為原料油重量的0.2％～1.0％；B.酯交換經(jīng)酯化反應(yīng)處理的原料油進入酯交換反應(yīng)器(10)，酯交換反應(yīng)溫度60～80℃；甲醇用量為原料油中脂肪酸甘油酯重量的20～25％，堿性催化劑用量為原料油重量的0.4～1.5％，反應(yīng)結(jié)束后先回收甲醇，再分離甘油，得到的粗生物柴油進入生物柴油精餾反應(yīng)器(15)，粗甘油進入副產(chǎn)物回收工藝處理；C.生物柴油精制將溫度為95～105℃的水蒸汽按通入量為5～6升/分鐘·100g原料油的速度，從精餾反應(yīng)器(15)的底部進入，進行水蒸汽蒸餾，生物柴油精餾反應(yīng)器的液相為180～280℃，氣相為120～220℃，蒸出的生物柴油隨水蒸汽經(jīng)冷凝拄(17)冷凝后進入生物柴油分離器(18)中進行生物柴油和水的分離，生物柴油從分離器(18)中移走，反應(yīng)器(15)中的剩余殘渣經(jīng)副產(chǎn)物回收工藝處理后返回到生物柴油制備工藝中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于所述酸性催化劑為硫酸，該催化劑配制成2％的甲醇溶液使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于所述甲醇精餾柱回流比為2.0～2.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于所述堿性催化劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于所述原料油為油酸、餐飲業(yè)廢油、小桐子油、菜籽油、大豆油、亞麻油、花生油、棕櫚油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于所述副產(chǎn)物回收處理是將來自酯交換反應(yīng)過程產(chǎn)生的粗甘油在中和反應(yīng)器(20)中，在pH＝3.5～4.5，溫度65～75℃條件下回流30分鐘，進行酸化處理；然后在酸化油分離器(21)中進行酸化油和甘油層的分離，酸化油返回氣相酯化反應(yīng)器中進行酯化處理，再進行水蒸汽蒸餾精制得到生物柴油；甘油層在堿處理反應(yīng)器(22)中進行堿性處理，加氫氧化鉀至pH＝8左右，然后在蒸發(fā)濃縮反應(yīng)器(23)中進行濃縮處理，在過濾器(24)中進行過濾得到粗甘油和粗硫酸鉀，用于洗滌硫酸鉀的甲醇在甲醇回收反應(yīng)器(25)中進行回收。
全文摘要
一種動、植物油制備生物柴油的工藝，它是以脂肪酸、高酸值或中性動植物油脂為原料制備石化柴油替代燃料，將酯化、連續(xù)帶水、甲醇精餾和氣化有機地結(jié)合在一起，達(dá)到快速降酸的效果，提高酯化反應(yīng)的效率；甲醇以氣體的形式循環(huán)使用，提高了甲醇利用率，幾乎沒有甲醇的浪費；酯交換步驟，具體過程為原料采用一次酯交換反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束，先回收甲醇，可避免甲醇影響產(chǎn)物間的分離再分離所有副產(chǎn)物甘油，設(shè)備效率與兩次酯交換反應(yīng)的相比提高一倍以上，轉(zhuǎn)化率都在90％以上；通過水蒸汽蒸餾精制生物柴油，可使蒸餾溫度降低，減少能耗，熱效率提高，同時避免直接加熱蒸餾中的局部過熱，防止了不安全隱患，也防止了溫度過高產(chǎn)品發(fā)生氧化。
文檔編號C10G3/00GK1724613SQ200510075750
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者張無敵, 蘇有勇, 劉士清 申請人:云南師范大學(xué)