[發明專利]低溫氣相甲醇條件下制備生物柴油的設備及方法

在審

• 申請號: 201610163329.9
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105670804A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 王洪;李鴻鵬;馮立艷;陳偉青
• 申請（專利權）人: 唐山金利海生物柴油股份有限公司
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物柴油制備領域，具體地說是一種氣相甲醇法制生物柴油的設備及方法。

背景技術

生物柴油是一種環保的綠色能源，既能防止餐飲廢油重返餐桌，作為燃料使用后又能大大減排二氧化碳和PM2.5，近年來隨著國家的鼓勵，生物柴油這種能代替石化柴油的新能源發展很快。

目前氣相甲醇法制生物柴油已廣泛應用，基本原理是將高純液體甲醇氣化，以氣體形式與液相原料油反應，以濃硫酸做催化劑，生成生物柴油、甘油和水，水以氣體形式被甲醇氣帶走，含水甲醇氣經精餾脫水后回用，靜置后生物柴油與甘油、酸分離，再經減壓蒸餾后得到產品。

這種方法方法的缺點是甲醇精餾塔投資大，耗能嚴重，并且操作時間長，產品顏色深。

發明內容

本發明為克服現有氣相甲醇法制生物柴油中的缺陷，一是提供了一種生物柴油氣相法制備的方法；二是提供了一種本方法制備柴油的設備。

本發明所采用的技術方案是：

一種低溫氣相甲醇條件下制備生物柴油的設備，包括原料儲罐、氣液兩相反應塔、冷凝器、甲醇儲罐、袋式過濾器和油品中間罐，

所述原料儲罐通過管道與氣液兩相反應塔連接；

所述冷凝器一端通過管道與氣液兩相反應塔連接，冷凝器另一端通過管道與甲醇儲罐連接；所述袋式過濾器與油品中間罐連接；所述的氣液兩相反應塔頂部設置有催化劑投放口；

所述的氣液兩相反應塔，其外部設置有蒸汽加熱夾套，其內部下部安裝有曝氣板，曝氣板的底部與塔內甲醇進料管連接；該塔內甲醇進料管與甲醇儲罐連接，且塔內甲醇進料管上安裝有甲醇進料蠕動泵；

所述的氣液兩相反應塔，其中部設置有塔內油品吸料管，該塔內油品吸料管呈輻射狀架裝在曝氣板上方，各塔內油品吸料管的上端均與出油管道連接，出油管道上安裝有油品出料泵，且出油管道與袋式過濾器連接。

塔內甲醇進料管為盤旋狀態的管體，其位于整個氣液兩相反應塔的底部、曝氣板的下方。

曝氣板為圓形板體，其外圓周通過壓緊件固定安裝在氣液兩相反應塔的內壁上，曝氣板的板體上均布有微孔，孔徑為15-30微米。

低溫氣相甲醇條件下制備生物柴油的方法，按照以下步驟進行：

a、原料油從原料儲罐排放到氣液兩相反應塔內，開啟蒸汽，塔內升溫至75度～85度，保溫；

b、打開催化劑投放口，人工精確投加固體酸催化劑和吸水樹脂，關閉催化劑投放口；

c、打開甲醇進料蠕動泵，甲醇由甲醇儲罐流出，經塔內甲醇進料管時高溫氣化，產生的甲醇氣經曝氣板后被切割成微小氣泡，均勻分布于氣液兩相反應塔內；

d、持續反應1-3小時，未反應的純凈甲醇氣體由塔頂采出經冷凝器冷凝后回流至甲醇儲罐；反應生成的水被吸水樹脂吸收；

e、依次關閉甲醇進料蠕動泵、蒸汽，待冷凝器不再有冷凝甲醇排出后，開啟油品出料泵，塔內油品吸料管將油品采出，固體酸催化劑和吸水樹脂同油品一起泵出，經袋式過濾器過濾后，油品進入油品中間罐暫存，過濾出來的固體酸催化劑和吸水樹脂經過烘干脫水后循環使用；

f、開啟蒸餾泵，油品經減壓蒸餾或常壓蒸餾后可制得優質生物柴油產品。

固體酸催化劑為酸處理過的硅-鋁土高溫燒制而成的球形顆粒，質量為油品質量的1%～3%；吸水樹脂為纖維素類球形樹脂，質量為油品質量的1%～2%。

甲醇進料蠕動泵的預定流量為:甲醇每小時進料為油品質量的15%～55%。

本發明的有益效果如下：

1、本方法適合多種來源原料油或者多種來源混合的原料油，溫度低，反應速度快，是一種綠色生產技術；

2、采用吸水樹脂吸收生產的水分，免去甲醇氣精餾脫水的工序，并且經簡單烘干操作即可回收重復使用；

3、本方法使用微孔氣體曝氣板，是氣體被切割成微米級氣泡，氣液接觸面積大，接觸反應更快更充分，流程所需時間最小可達到1小時，相比現有方法3~5個小時的反應時間，該方法有反應時間短，生產能力高的特點；

4、反應過程中由于使用了固體酸催化劑，避免硫酸對油脂的碳化作用，產品顏色淺，并且避免的反應后中和的工序，縮短的生產流程，提高了生產效率；

5、該方法設備總投資不大，也適合生物柴油企業技改升級。

附圖說明

圖1為本發明的設備結構示意圖。

圖2為本發明的曝氣板結構示意圖。

圖3為本發明曝氣板表面結構示意圖。