[發明專利]生物柴油連續酯交換工藝

有效

• 申請號: 201510055701.X
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104651060B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 楊錦梁;肖達明;張偉明;張秋華
• 申請（專利權）人: 江蘇卡特環保科技有限公司
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C11B3/00;C11B3/12;C10L1/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 徐琳淞

技術領域

本發明涉及一種生物柴油連續酯交換工藝。

背景技術

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物油脂、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。生物柴油是生物質能的一種，它是生物質利用熱裂解等技術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雜有機成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機物，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如：醚、醛、酮、酚、有機酸、醇等。復合型生物柴油是以廢棄的動植物油、廢機油及煉油廠的副產品為原料，再加入催化劑，經專用設備和特殊工藝合成。

近年來，受原油價格、環保壓力的影響，生物柴油產業受到廣泛重視。2011年世界生物柴油總產量約2050萬噸，其中歐盟占51％，南美地區(巴西為主)占24％，亞洲13％，中北美為11％，其他地區1％。

目前國內的生物柴油的生產過程大部分都是兩步法反應實現，然后通過蒸餾進行提純，其中由于酯交換反應是非均相反應，反應時間長，轉化率低，并且能耗高。

發明內容

本發明的目的是提供一種反應率高、轉化率高的生物柴油連續酯交換工藝。

實現本發明目的的技術方案是生物柴油連續酯交換工藝，包括以下步驟：

步驟一、將甲醇與堿催化劑在混合器中混合；

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量泵連續泵入連續酯交換反應器；

步驟三：將從連續酯交換反應器出來的物料連續進入連續甘油皂分離器，分離出甘油皂和含甲醇的粗甲酯；

步驟四：步驟三分離出來的甘油皂連續進入連續甘油分離器，分離出甘油和廢油，廢油回用于生產；步驟三分離出來的含甲醇的粗甲酯連續進入連續甲醇回收器，回收的甲醇回用于生產，粗甲酯進入精餾塔精餾，得到粗生物柴油。

所述步驟一中甲醇與堿催化劑在混合器(1)中混合的溫度為50℃～60℃；所述步驟二中，酯交換反應的溫度為50℃～80℃，反應時間為0.8～1.5小時；所述步驟三中，連續甘油皂分離器(3)中的分離溫度為60℃～65℃，壓力為常壓，分離停留時間為1-1.5小時；所述步驟四中，連續甘油分離器(4)中的分離溫度為60℃～65℃，壓力為常壓，分離停留時間為1-1.5小時。

所述連續酯交換反應器包括筒體、支架、導流筒、導流筒支架和攪拌推進裝置；所述筒體固定在支架上；所述導流筒通過導流筒支架固定在筒體的內腔中部，導流筒的下方空間和上方空間分別為物料停留混合反應段和反應物料沉降分離段，物料停留混合反應段的底部設有進料口，反應物料沉降分離段的一側設有出料口；所述攪拌推進裝置驅動導流筒內的物料向下流動。

所述連續酯交換反應器的所述攪拌推進裝置包括攪拌電機、攪拌軸和葉輪；所述攪拌電機固定在筒體的頂部，葉輪設置在導流筒內，攪拌電機通過攪拌軸驅動葉輪轉動。

所述連續酯交換反應器的所述葉輪傾斜地設置在導流筒內。

所述連續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，筒體的一端設有進料口，另一端的上部和下部分別設有粗甲酯出口和甘油皂收集斗，甘油皂收集斗的底部設有連續出甘油口；所述筒體的內腔中設有多塊豎直設置的擋板。

所述連續甘油皂分離器的所述筒體內部靠近進料口的第一塊擋板設置在筒體的內腔頂部，其它擋板設置在筒體的內腔頂部或者中部。

采用了上述技術方案后，本發明具有以下積極的效果：(1)由于傳統的斧式酯交換反應，物料與堿催化劑甲醇混合加熱攪拌反應，在65-70度反應時催化劑堿是與物料反應的，生產皂，反應時間長了，催化劑與物料反應影響了反應的進行，催化劑多，影響反應率；所以斧式酯交換反應催化劑用量要比本發明的工藝生產用的催化劑多；本發明能夠實現連續化，減少催化劑的用量，酯交換反應率能達到95％以上。

(2)本發明的連續酯交換反應器中的物料在攪拌推進裝置的驅動下，沿導流筒的內外兩側循環流動，當物料循環到反應物料沉降分離段時，會在循環過程中產生的離心力的作用下，使反應的脂肪酸甲酯從出料口連續溢出，從而實現連續化生產，并且脂肪酸甲酯的轉化率達到98％以上；其次，攪拌推進裝置結構簡單，性能穩定，安裝方便；同時，葉輪傾斜地設置在導流筒內，這種機構能夠使物料或得更好的離心力，有效提升了工作效率。