[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)生物柴油的環(huán)保工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910010317.2
• 申請日: 2009-02-05
• 公開（公告）號: CN101486923A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遲洪軍
• 申請（專利權(quán)）人: 遲洪軍
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 撫順宏達(dá)專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 許明章

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于術(shù)生物柴油技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用脂肪酸生產(chǎn)生物柴油的環(huán)保工藝。

二、背景技術(shù)

近年來隨著石油價格的飆升、能源緊缺、石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識的提高，生物柴油的研究和發(fā)展受到廣泛關(guān)注。生物柴油是指用脂肪酸為原料制取的液體燃料，在總發(fā)熱量、低溫流動性、儲存安定性、燃燒性能、橡膠相容性及環(huán)保等方面均接近或高于普通柴油，可滿足高檔車輛及裝備的使用要求。目前，生物柴油的生產(chǎn)方法均為酯交換法。但該方法在生產(chǎn)過程中存在如下不足：1、污染排放量大：該方法酯化過程后的硫酸、酯化水、醇及油混合液無法有效處理，大部分都直接排放，造成環(huán)境污染；2、酯化速度慢，酯化率低：由于無法解決逆向反應(yīng)問題，使得酯化產(chǎn)生的水不能及時排除，造成酯化時間長達(dá)6小時左右。同時，高溫蒸餾還會造成二次氧化，極大地降低了酯化率，實(shí)際生產(chǎn)中酯化率只有80％—90％之間，難以達(dá)到國家BD100標(biāo)準(zhǔn)要求；3、能源消耗大：由于采用高溫酯化及高溫蒸餾，能源消耗巨大，生產(chǎn)1噸生物柴油用煤量高達(dá)200千克以上；4、產(chǎn)量低：由于現(xiàn)有的生產(chǎn)方法都是間竭式或半間歇式的，無法形成連續(xù)大規(guī)模作業(yè)，連續(xù)產(chǎn)出能力較差，產(chǎn)量較低，日產(chǎn)量只有10—30噸，難以滿足要求；5、凝點(diǎn)高：目前生產(chǎn)的生物柴油由于含蠟量多，凝點(diǎn)較高，一般都在5—15℃之間，根本無法作為實(shí)用性柴油使用。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種污染排放量小、酯化率高、能源消耗小、產(chǎn)量高、凝點(diǎn)低的生產(chǎn)生物柴油的環(huán)保工藝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采有的技術(shù)方案為：該工藝包括如下單元：

1)原料準(zhǔn)備：將加熱到50—60℃、酸值為190—210mgkoh/g的脂肪酸、無水甲醇酯化劑及質(zhì)量濃度為98％以上的硫酸催化劑，按照80—85：10—20：1—2的質(zhì)量比在管式靜態(tài)混合器內(nèi)混合；

2)預(yù)酯化：將上步混合物料送入反應(yīng)釜，在反應(yīng)條件：60—70℃溫度、壓力≤4Mpa及60—100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌下，進(jìn)行30分鐘酯化反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物進(jìn)入液態(tài)分離罐進(jìn)行分離，得上層酸值為60—70mgkoh/g的物料。按此步驟操作第三次時就可形成流水作業(yè)；

3)精酯化：將上步得到物料，重復(fù)進(jìn)行步驟2，得酸值為3—6mgkoh/g的物料；

4)洗滌除硫酯化：向上步所得物料中加入物料質(zhì)量10—20％的甲醇洗滌劑，經(jīng)靜態(tài)混合器混合后，送入第一臥式洗滌酯化器，在60—70℃溫度、壓力≤4Mpa的反應(yīng)條件下，液時空速30分鐘后，送入液態(tài)分離罐進(jìn)行分離，將得到的上層物料再送入第二臥式洗滌酯化器重復(fù)上述操作，得到粗甲酯。整個洗滌過程是在震蕩進(jìn)料泵作用下，依靠管內(nèi)的塔盤阻力完成的，使物料得到充分的洗滌酯化；

5)精甲酯分離：將上步經(jīng)洗滌的粗甲酯加入刮板蒸發(fā)器內(nèi)，在130—140℃的溫度下進(jìn)行蒸餾，分離出的氣相甲醇及微量水蒸汽經(jīng)冷凝后，作為酯化劑及洗滌劑重復(fù)使用。分離出的液相為酸值為0.3—0.7mgkoh/g、凝點(diǎn)為5—15℃的精甲酯；

6)低溫降凝：將上步所得精甲酯送入套管結(jié)晶器，使油中所含蠟結(jié)晶析出，再用全自動榨濾機(jī)將蠟結(jié)晶體去除，除去3％—6％的蠟后，即得凝點(diǎn)為-5—-25℃的甲酯。上述的結(jié)晶過程應(yīng)在緩慢的速度下進(jìn)行，以便形成較大的結(jié)晶體，避免微小蠟粒堵塞濾孔隙，從而提高過濾速度；

7)廢氣回收：在所有含甲醇蒸發(fā)氣的容器頂部，均安裝經(jīng)管線并聯(lián)的自動排氣閥，用于收集的廢氣，并將收集的廢氣冷卻成液體后，送入甲醇精餾塔分離提純，所得甲醇重復(fù)使用；

8)廢液處理：將預(yù)酯化、精酯化液態(tài)分離罐分離出的下層混合液，送入液態(tài)分離罐進(jìn)行分離，所得上層廢油脂用廢油脂質(zhì)量10—30％的甲醇洗滌后，蒸出甲醇后作為鍋爐燃料，為本工藝提供60—70℃的熱水及130—140℃的水蒸汽。所得下層硫酸、甲醇及酯化水混合液，送入刮板蒸發(fā)器在130—140℃下進(jìn)行蒸餾，分離出的氣相甲醇及水蒸汽送入甲醇精餾塔分離提純后，所得甲醇重復(fù)使用，所得水作為工業(yè)用水使用；分離出的液相硫酸作為催化劑重復(fù)使用。如硫酸中含有沉淀可用甲醇進(jìn)行置換清除。

上述步驟1中所述的脂肪酸為動、植物下角料生產(chǎn)的脂肪酸。

本發(fā)明工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：