[發(fā)明專利]餐廚廢油和礦物柴油混合加氫制備生物柴油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110373951.X
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102504866A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施洋;王曉平;惠瑯;馬俊鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 海南臨高化工實業(yè)有限公司
• 主分類號: C10G67/02
• 分類號: C10G67/02;C10G3/00
• 代理公司: 海口翔翔專利事務(wù)有限公司 46001
• 代理人: 莫臻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物油和礦物油混合加氫煉制生物柴油的方法，具體涉及一種餐廚廢油和礦物柴油混合加氫制備生物柴油的方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國石油能源消耗巨大，而化石能源的儲量卻非常有限，且不可再生，我國每年需要進(jìn)口大量石油，加之未來世界各國對石油能源的爭奪將更為激烈，因此，煤層甲烷、地?zé)崮堋L(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能及其它可再生或清潔能源將是今后中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的補(bǔ)充能源。其中生物可再生能源由于來源的穩(wěn)定性及環(huán)境的友好性一直是最重要的能源研究課題。而生物柴油又是生物可再生能源中研究相對成熟且應(yīng)用最為廣泛的一種。發(fā)展生物柴油能夠緩解柴油供應(yīng)緊張，長期來看可大量替代進(jìn)口，是保障我國石油安全的重大戰(zhàn)略措施之一。

化石能源的使用會排放大量的SOx、NOx以致形成酸雨，CO₂的排放引起的溫室效應(yīng)也日益嚴(yán)重，造成巨大的環(huán)境污染問題和生態(tài)破壞問題。威脅著人類的生存和持續(xù)發(fā)展。而生物柴油從碳循環(huán)的角度來看，可以實現(xiàn)CO₂的“零排放”，且本身低硫、低氮，所以是一種環(huán)境友好型能源，作為一種替代能源有利于緩減環(huán)境壓力。

生物柴油，廣義上講包括所有以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的替代燃料。其原料來源廣泛，各種廢食用植物油及餐廚廢油、屠宰場剩余的動物脂肪甚至一些油籽和樹種，都含有豐富的脂肪酸甘油酯類物質(zhì)，適宜作為生物柴油的來源。

將餐廚廢油回收后作為原料生產(chǎn)生物柴油則可以有效降低原料成本。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生約200萬噸餐廚廢油，不僅造成了巨大的污染，而且部分非法進(jìn)入餐飲業(yè)，造成多起“毒油”事件。導(dǎo)致人們開始對餐廚廢油的處理及其流向產(chǎn)生了質(zhì)疑，對這些原來影響到環(huán)境現(xiàn)今已影響到人們健康的問題，采用一種更有效的利用方法成為當(dāng)今研究人員亟待解決的科研問題。生物柴油的開發(fā)則為該問題的解決提供了新的思路。

一般來說，生物柴油可分為第一代產(chǎn)品和第二代產(chǎn)品，第二代生物柴油是指相對于以動植物油脂為原料通過酯交換法生產(chǎn)的脂肪酸甲酯(第一代生物柴油)而言，主要以動植物油脂(含食用和非食用)為原料通過催化加氫生產(chǎn)的非脂肪酸甲酯生物柴油，也稱為綠色柴油或可再生柴油。第二代生物柴油是純碳?xì)浠衔铮缓踉兀氖橹蹈哌_(dá)70～99，熱值達(dá)44MJ/kg，有較好的貯存安定性，而脂肪酸甲酯十六烷值達(dá)51～56，熱值達(dá)37.5MJ/kg，貯存安定性并不好。

此外，采用加氫工藝生產(chǎn)第二代生物柴油過程排放的污水量較少，污水中有機(jī)物含量低，僅為少量的碳?xì)浠衔铮珻OD_cr一般小于1000mg/L，可生化度高；而通過酯交換法生產(chǎn)的脂肪酸甲酯過程排放的污水量較大，污水含較多的有機(jī)物，如硫酸脂類、醚類、醇類、有機(jī)酸類等，COD_cr一般大于3000mg/L，可生化難度大。

餐廚廢油類油脂主要成分為三脂肪酸甘油酯，其中的脂肪酸部分包含有長鏈的脂肪烴。若能夠通過加氫手段得到三脂肪酸甘油酯中的長鏈脂肪烴，并且飽和其中的雙鍵，配以適當(dāng)?shù)漠悩?gòu)反應(yīng)，可得到優(yōu)質(zhì)的柴油組分和航空煤油組分。

研究表明，餐廚廢油類油脂加氫制備柴油組分主要過程中包含了多種化學(xué)反應(yīng)，主要有不飽和脂肪酸的加氫飽和、加氫脫氧、加氫脫羧基、加氫脫羰基反應(yīng)，另外還有脂肪烴異構(gòu)化反應(yīng)等。

餐廚廢油類油脂通過加氫工藝生產(chǎn)的組分主要為C₁₂～C₂₂的直鏈或帶部分側(cè)鏈烷烴，其十六烷值可達(dá)70～99，具有無硫，無芳烴，不含氧，儲存穩(wěn)定性好，NOx排放少，環(huán)境友好，可以與礦物柴油以任何比例調(diào)和，可以作為高十六烷值柴油添加組分使用和航空煤油的調(diào)和組分。因此，加氫工藝生產(chǎn)第二代生物柴油是一個有競爭力和前景的工藝技術(shù)。

餐廚廢油類油脂來源廣泛但也使得其質(zhì)量難于控制，其成分復(fù)雜，種類繁多，不能直接進(jìn)行固定床加氫處理。如餐廚廢油中還含有大量的金屬離子，這些金屬離子在加氫過程中會導(dǎo)致加氫催化劑中毒或結(jié)垢，因此需要在加氫之前通過一些物理化學(xué)方法盡可能脫除其中金屬離子，以延長催化劑的使用壽命，并提高生產(chǎn)的連續(xù)性。動植物脂肪酸加氫精制后得到的生物柴油其凝點一般較高，因此還需要進(jìn)行加氫異構(gòu)或降凝以降低凝點。