[發明專利]一種生產生物柴油的加氫工藝

在審

• 申請號: 202011070588.X
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112592730A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 陳松;王康縣;李廣慈;李學兵;范芮堃;宋彥超;王忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C10G45/04
• 分類號: C10G45/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種生產生物柴油的加氫工藝，該方法包括：(1)可再生生物質油脂原料與包含ⅤB、ⅥB和Ⅷ族元素組分的液態催化劑按0.01～1％比例混合后進入連續式加氫反應器，在2～20MPa的加氫條件200～400℃的反應溫度下保持0.3～3小時反應；(2)反應物出來后進入高低壓分離系統分離出液相和氣相；(3)氣相的循環氫返回作為循環氫，液相分離出水后進入殘渣分離系統；(4)加氫尾渣自分離系統出裝置，脫渣液相產物進入加氫提質提質或異構改質系統改質；(5)產物進入產品分離系統得到輕重產品即高十六烷值的生物柴油。該發明催化劑合成方式比較簡單，原料易得，綠色環保，生成的生物柴油具有較高的十六烷值，性能優異。

技術領域

本發明涉及一種生產生物柴油的加氫工藝，該方法涉及新能源領域。

背景技術

石油資源不斷減少以及日益嚴格的環保要求，開發可再生的綠色替代能源是必然趨勢,生物柴油逐漸進入群眾視野。

一代生物柴油是指由甘油三酯和甲醇經過酯交換反應得到的脂肪酸甲酯。一代生物柴油相比普通石化柴油其具有十六烷值高、閃點高、硫含量低、能利用廢棄油脂作為原料等諸多優點。但一代生物柴油亦存有原料利用品種單一、工藝復雜、設備繁多、反應過程使用過量甲醇，后續工藝必須有相應的甲醇回收裝置、能耗高、油脂原料中的游離脂肪酸及水嚴重影響生物柴油的收率及品質、酯化產物難以回收、成本高、生產過程有廢堿液、廢酸液排放造成環境二次污染等問題，而一代生物柴油的主要成分脂肪酸甲酯由于自身性質決定的缺陷在實際應用中還存在一定的問題：如低溫流動性差、冷凝、冷濾點較高、熱值較低、黏度較高、密度較高、容易發生氧化變質等。

鑒于以上缺點，采用深度加氫工藝進行油脂處理。油脂在高溫、高壓條件下，通過催化加氫生成直鏈烷烴，這就是第二代生物柴油。第二代生物柴油在國際上被稱為綠色柴油，其成分是C₁₂～C₂₀的烷烴(大部分為C₁₅～C₁₈)，與一代生物柴油相比，第二代生物柴油結構和性能更接近石化柴油，具有優異的調和性質和低溫流動性等特點，能以更大的比例添加在石化柴油中，適用范圍更廣泛。

CN201310441820公開了一種生物柴油的生產方法，方法包括原料油的預處理、酯化反應、酯交換反應、脫醇、水洗、蒸餾及脫臭、甲醇精餾回收、甘油提純回收等步驟。該方法為一代生物柴油的生產方法，具有一代生物柴油的能耗高、酯化產物難以回收、成本高、生產過程有廢堿液、廢酸液排放造成環境二次污染等問題。

CN201410018298.9公開了一種地溝油加氫生產第二代生物柴油的方法。該方法使用地溝油為原料，過渡金屬磷化物為催化劑，氫氣壓力0.5～10MPa，反應溫度200～480℃進行反應4～6h。該方法使用的磷化物產生的廢水對水的污染比較嚴重。

CN201910648905.2公開了一種以油料作物為原料提取、生產第二代生物柴油的方法，包括如下步驟：取原料作物，進行超臨界萃取，萃取物經過預處理，得到油脂粗產品；取油脂粗產品，經預酯化得到預酯化產物；取預酯化產物，經轉酯化得到脂肪酸甲酯；取脂肪酸甲酯，經加氫反應得到第二代生物柴油。該方法使用的超臨界萃取條件比較苛刻，設備要求高；催化加氫使用的是硫化型催化劑，反應過程中硫易損失，需要不斷添加含硫化合物保持催化劑活性，會導致含硫廢氣和含硫廢液產生，需要增加配套廢氣及廢水處理裝置，增加投資及運營成本。

發明內容

鑒于目前普遍生產的生物柴油為較多缺陷的一代生物柴油，第二代生物柴油的加氫工藝不夠成熟，本發明目的在于使用較廉價的液體催化劑加氫合成第二代生物柴油。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是使用有別于傳統固體顆粒催化劑的液態催化劑對生物質原料進行加氫。具體步驟如下：