專利名稱：制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種制備生物柴油的系統(tǒng)及方法，詳言之，是關(guān)于一種制備生物柴 油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)生物柴油(生質(zhì)柴油)是以堿工藝或酸工藝完成，但因需要使用酸堿觸媒或 反應(yīng)物，往往造成后段產(chǎn)品純化與回收處理的困擾。目前合法的生物柴油工廠，均屬第一代 技術(shù)而且以美規(guī)為主，酯化反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化率不高，由于使用酸與堿原料，廢液處理是一 大問(wèn)題，又多含有雜質(zhì)(如皂化物)，必須精餾才能達(dá)成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，成本較高。目前也有數(shù)種改善傳統(tǒng)生物柴油方法的工藝，二階段轉(zhuǎn)酯化制備技術(shù)是其中一 種，但也存在諸多缺點(diǎn)；另外，生物轉(zhuǎn)酯化雖具有可直接轉(zhuǎn)化游離脂肪酸與甘油易分離等優(yōu) 點(diǎn)，但由于使用生物觸媒因而成本較高，且反應(yīng)速率較慢；至于固態(tài)觸媒方法目前仍多在文 獻(xiàn)探討，尚未有產(chǎn)業(yè)化實(shí)績(jī)。美國(guó)專禾丨J第 6,211,390 Bl 號(hào)，專禾Ij 名稱為 “Method for producing fattyacid”(脂肪酸酯制造方法)，揭示了一種利用超臨界萃取制備生物柴油的方法，該專 利是將富含三酸甘油脂的原料，在堿性觸媒作用下與醇類進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，生成的脂肪酸 酯與未反應(yīng)完過(guò)量醇類反應(yīng)物，再經(jīng)由近或超臨界流體于異相觸媒作用下進(jìn)行萃取分離， 獲得高純度的生物柴油。該專利缺點(diǎn)在于對(duì)制造生物柴油原料有所限制，無(wú)法廣泛應(yīng)用于 含水或游離脂肪酸的油源；再者反應(yīng)物甲醇在轉(zhuǎn)酯化過(guò)程中需過(guò)量，以超臨界流體于異相 觸媒作用下進(jìn)行甲醇萃取分離，可能需要消耗大量的能源方可達(dá)高分離純化的目的。中國(guó)臺(tái)灣專利公告第466271號(hào)專利，名稱“從油脂類制造脂肪酸的烷基酯的方 法”，揭示了一種不需使用金屬堿觸媒或酸觸媒，于超臨界低級(jí)醇狀態(tài)下轉(zhuǎn)酯化制備生物柴 油的方法。該專利是可使用含游離脂肪酸的油脂類原料和低碳醇類反應(yīng)，并將油脂類中所 含的三甘油酯于超臨界醇類狀態(tài)下進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)以制造脂肪酸的烷基酯，同時(shí)由于在不 使用金屬堿觸媒、酸觸媒的條件下進(jìn)行反應(yīng)，即可不需要進(jìn)行將游離脂肪酸酯化的前處理 步驟，且不會(huì)生成脂肪酸皂的副產(chǎn)物，因而可省略或簡(jiǎn)化生成物的回收精制步驟。該專利僅 限于以超臨界甲醇制造脂肪酸的烷基酯的方法，原料可能是廢食用油或生物質(zhì)油脂。中國(guó)“應(yīng)用化學(xué)期刊”第23卷第12期的“油菜籽與超臨界甲醇原位萃取_酯交換 反應(yīng)制備生物柴油”文獻(xiàn)中指出直接利用油菜籽與超臨界甲醇作用制備生物柴油，可以將 超臨界萃取與超臨界酯交換反應(yīng)結(jié)合起來(lái)，一方面利用超臨界萃取來(lái)提高菜籽中油脂的萃 取率；另一方面超臨界萃取與超臨界酯交換反應(yīng)在同一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行，可以省去榨 油的程序、降低生物柴油的生產(chǎn)成本。關(guān)于植物油脂的超臨界法萃取，目前研究較多的是超 臨界CO2萃取法，該文獻(xiàn)采用超臨界甲醇法進(jìn)行油脂的萃取以及將超臨界萃取與超臨界酯 交換反應(yīng)結(jié)合起來(lái)制備生物柴油的研究目前均無(wú)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。然而最佳萃取與轉(zhuǎn)酯化的操作 溫度與壓力條件并不相同，且于同一反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行超臨界萃取與超臨界轉(zhuǎn)酯化為批次 操作，并無(wú)法達(dá)到連續(xù)式工藝。
因此，有必要提供一種創(chuàng)新且具進(jìn)步性的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法，以 解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及 方法，通過(guò)連續(xù)式萃取以及超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化，制備得到生物柴油，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低 的特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明首先提供了一種制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)，包括一液態(tài)醇儲(chǔ)存槽，用以儲(chǔ)存液態(tài)醇； 一連續(xù)式萃取模塊，具有多數(shù)個(gè)萃取槽，所述萃取槽用以接收液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽 內(nèi)的油脂原料進(jìn)行萃取，以取得萃取產(chǎn)物，并達(dá)到連續(xù)萃??；一管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器，用以接收萃取產(chǎn)物，以進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物；及一第一氣液分離槽，用以分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到生物柴油。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第一液態(tài)泵及一第一預(yù)熱 器，用以加壓及加熱所述液態(tài)醇至亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述連續(xù)式萃取模塊包括三個(gè)萃取槽，用以分別進(jìn) 行油脂原料裝填、萃取及泄料的交替作業(yè)。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述油脂原料為富含三酸甘油酯的原料植物，萃取 產(chǎn)物為三酸甘油酯及醇。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第二預(yù)熱器，用以加熱萃取 產(chǎn)物。更優(yōu)選地，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一止回閥，設(shè)置于所述第二預(yù)熱器與所述連續(xù)式萃取 模塊之間。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器維持于超臨界態(tài)操作條件。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述第一氣液分離槽用以將轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物分離為液 相的脂肪酸酯、甘油，及氣相的醇類。更優(yōu)選地，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一冷凝器，設(shè)置于所 述第一氣液分離槽與所述液態(tài)醇儲(chǔ)存槽之間，用以將氣相的醇類冷凝導(dǎo)入所述液態(tài)醇儲(chǔ)存槽。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一 CO2儲(chǔ)槽、一第一冷凝器、一 第二液態(tài)泵及一第二預(yù)熱器，其中該CO2儲(chǔ)槽用以儲(chǔ)存C02，該第一冷凝器用以將CO2冷凝為 液態(tài)，該第二液態(tài)泵將液態(tài)CO2加入該第二預(yù)熱器，該第二預(yù)熱器用以將液態(tài)CO2及萃取產(chǎn) 物加熱。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器用以接收萃取產(chǎn)物及CO2, 以進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物；所述第一氣液分離槽用以將轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物分離為液相的脂 肪酸酯、甘油，及氣相的醇類及co2。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第二氣液分離槽，用以接收 氣相的醇類及CO2,分離為液相的醇類及氣相的CO2，液相的醇類導(dǎo)入所述液態(tài)醇儲(chǔ)存槽。在上述連續(xù)式系統(tǒng)中，優(yōu)選地，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第二冷凝器，設(shè)置于所述第 二氣液分離槽與所述CO2儲(chǔ)槽之間，用以將氣相的CO2冷凝導(dǎo)入所述CO2儲(chǔ)槽。本發(fā)明還提供了一種制備生物柴油的連續(xù)式方法，包括以下步驟
(a)對(duì)液態(tài)醇進(jìn)行加壓及加熱至亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)；(b)利用一連續(xù)式萃取模塊進(jìn)行連續(xù)萃取，其中該連續(xù)式萃取模塊具有多數(shù)個(gè)萃 取槽，所述萃取槽用以接收亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽內(nèi)的油脂原料進(jìn)行萃取，以 取得萃取產(chǎn)物；(c)將萃取產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，以得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物；及(d)分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到生物柴油。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(b)中，所述連續(xù)式萃取模塊包括三個(gè)萃取 槽，用以分別進(jìn)行油脂原料裝填、萃取及泄料的交替作業(yè)。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(b)中，所述油脂原料為富含三酸甘油酯的 原料植物，萃取產(chǎn)物為三酸甘油酯及醇。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(b)后，該方法還包括一加熱步驟，用以加 熱萃取產(chǎn)物。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(C)中，維持于超臨界態(tài)操作條件進(jìn)行轉(zhuǎn)酯 化。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(d)中，將轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物分離為液相的脂肪酸 酯、甘油，及氣相的醇類。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(d)后，該方法還包括一冷凝步驟，用以將 氣相的醇類冷凝。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(C)前，該方法還包括一提供(X)2的步驟，其 包括冷凝(X)2為液態(tài)的步驟、加壓液態(tài)(X)2的步驟及加熱液態(tài)(X)2及萃取產(chǎn)物的步驟。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(C)中，轉(zhuǎn)酯化萃取產(chǎn)物及CO2,以得到轉(zhuǎn)酯 化產(chǎn)物。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(d)中，包括一第一氣液分離步驟，用以分 離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物為液相的脂肪酸酯、甘油，及氣相的醇類及C02。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在步驟(d)中，該方法還包括一第二氣液分離步 驟，用以接收氣相的醇類及CO2,分離為液相的醇類及氣相的co2。在上述連續(xù)式方法中，優(yōu)選地，在第二氣液分離步驟后另包括一冷凝步驟，用以將 氣相的(X)2冷凝。本發(fā)明提供一種制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)，包括一液態(tài)醇儲(chǔ)存槽、一連續(xù)式萃 取模塊、一管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器及一第一氣液分離槽。該液態(tài)醇儲(chǔ)存槽用以儲(chǔ)存液態(tài)醇。該 連續(xù)式萃取模塊具有多數(shù)個(gè)萃取槽，至少其中之一萃取槽用以接收液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽內(nèi) 的油脂原料進(jìn)行萃取，以取得萃取產(chǎn)物，并達(dá)到連續(xù)萃取。該管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器用以接收萃 取產(chǎn)物，以進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物。該第一氣液分離槽用以分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到 生物柴油。本發(fā)明另提供一種制備生物柴油的連續(xù)式方法，包括以下步驟(a)加壓及加熱 液態(tài)醇至亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)；(b)利用一連續(xù)式萃取模塊進(jìn)行連續(xù)萃取，其中該連續(xù)式 萃取模塊具有多數(shù)個(gè)萃取槽，所述萃取槽用以接收亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽內(nèi) 的油脂原料進(jìn)行萃取，以取得萃取產(chǎn)物；(c)將萃取產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，以得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物； 及(d)分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到生物柴油。
本發(fā)明制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法利用亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)醇類萃取油 脂及以超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油，并經(jīng)由連續(xù)式萃取模塊及方法進(jìn)行萃取，再進(jìn)行 超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化，系統(tǒng)及方法中同時(shí)采用相同醇類進(jìn)行萃取與轉(zhuǎn)酯化程序，可簡(jiǎn)化工藝、 節(jié)省人力與能源。


圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)的示意圖；圖2顯示本發(fā)明實(shí)施例2提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)的示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10 ；液態(tài)醇儲(chǔ)存槽11 ；第一液態(tài)泵、12 ；第一預(yù)熱器、13 ；連續(xù)式萃取模塊、14 ；止回閥15 ；第二預(yù)熱器、16 ；管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器、17 ；第一氣液分離槽、18 ；冷凝器、19 ；本發(fā)明實(shí)施例2制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)、30 ；液態(tài)醇儲(chǔ)存槽、31 ；第一液態(tài)泵、32 ；第一預(yù)熱器、33 ；連續(xù)式萃取模塊、34 ；止回閥、35 ；CO2儲(chǔ)槽、36 ；第一冷凝器、37 ；第二液態(tài)泵、38 ；第二預(yù)熱器、39 ；管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器、40 ；第一氣液分離槽、41 ；第二氣液分離槽、42 ；第二冷凝器、43 ；第一萃取槽、141 ；第二萃取槽、142 ；第三萃取槽、143 ；第一萃取槽、341 ；第二萃取槽、342 ；第三萃取槽、343。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1參考圖1，其顯示本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)的示意圖。以 下利用圖1說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法。本發(fā)明實(shí)施例 1提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10包括一液態(tài)醇儲(chǔ)存槽11、一連續(xù)式萃取模塊14、 一管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器17及一第一氣液分離槽18。該液態(tài)醇儲(chǔ)存槽11用以儲(chǔ)存液態(tài)醇。在本實(shí)施例中，本發(fā)明的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10另包括一第一液態(tài)泵12 及一第一預(yù)熱器13，用以將液態(tài)醇加壓及加熱至亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)。其中，亞臨界態(tài)是指 溫度維持低于臨界溫度240°C且壓力高于臨界壓力SOatm ；高壓液態(tài)是指溫度維持低于臨 界溫度240°C且壓力低于臨界壓力80atm。另外，在本實(shí)施例中，液態(tài)醇可為1_5個(gè)碳的低 碳醇。亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)的液態(tài)醇導(dǎo)入該連續(xù)式萃取模塊14。該連續(xù)式萃取模塊14 具有多數(shù)個(gè)萃取槽141、142、143，其中至少一個(gè)萃取槽用以接收液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽內(nèi)的油 脂原料進(jìn)行萃取，以取得萃取產(chǎn)物，并達(dá)到連續(xù)萃取。在本實(shí)施例中，該連續(xù)式萃取模塊14 包括三個(gè)萃取槽141、142、143，用以分別進(jìn)行油脂原料裝填、萃取及泄料的交替作業(yè)。較佳 地，該等萃取槽為高壓萃取槽。舉例說(shuō)明，若第一萃取槽141進(jìn)行油脂原料裝填時(shí)，第二萃取槽142可進(jìn)行萃取， 此時(shí)，亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)的液態(tài)醇導(dǎo)入第二萃取槽142進(jìn)行萃取，該第三萃取槽143可進(jìn) 行泄料作業(yè)。當(dāng)?shù)诙腿〔?42萃取完畢后，由于第一萃取槽141油脂原料裝填完成，可將亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)的液態(tài)醇導(dǎo)入第一萃取槽141進(jìn)行萃取，第三萃取槽143可進(jìn)行油脂 原料裝填作業(yè)。因此，三個(gè)萃取槽141、142、143，可分別進(jìn)行油脂原料裝填、萃取及泄料的交 替作業(yè)，使得萃取作業(yè)連續(xù)不間斷。在本實(shí)施例中，該油脂原料為富含三酸甘油酯的原料植物，例如壓碎至l_5mm顆 粒大小的痳瘋籽碎粒，該液態(tài)醇選擇甲醇，因亞臨界態(tài)甲醇具有極佳擴(kuò)散、質(zhì)傳與溶解三酸 甘油酯能力，萃取時(shí)間可持續(xù)約0. 5-2hr0故以亞臨界態(tài)/高壓液態(tài)醇進(jìn)行油脂萃取，具有 產(chǎn)率高、時(shí)間短，壓力與溫度等最佳萃取條件易于控制的優(yōu)點(diǎn)。若含油植物性原料富含纖維 素，于高壓、受熱低于150°C，對(duì)纖維素不發(fā)生變化；高壓、受熱高于150°C纖維素會(huì)脫水焦 化，但對(duì)于三酸甘油酯的萃取與接續(xù)轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)并無(wú)影響。因此，本發(fā)明提供的制備生物柴 油的連續(xù)式系統(tǒng)10可使用的原料廣、可含大量水分、三酸甘油酯與游離脂肪酸，原料不需 完全干燥即可進(jìn)行處理。在本實(shí)施例中，經(jīng)萃取槽的萃取產(chǎn)物為三酸甘油酯及醇。本發(fā)明提供的制備生物 柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10另包括一止回閥15及一第二預(yù)熱器16。該止回閥15設(shè)置于該第二 預(yù)熱器16與該連續(xù)式萃取模塊14之間。第二預(yù)熱器16用以加熱萃取產(chǎn)物，使萃取產(chǎn)物溫 度高于甲醇臨界溫度。該管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器17用以接收萃取產(chǎn)物，以進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物。 在本實(shí)施例中，該管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器17是維持于超臨界態(tài)操作條件，進(jìn)行超臨界甲醇 轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，最適的轉(zhuǎn)酯化條件可為操作溫度控制為240°C -320°C、操作壓力控制為 100-250atm。轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物包括脂肪酸酯(生物柴油)、甘油(副產(chǎn)品)與水溶液及未反應(yīng) 甲醇。本發(fā)明提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10以超臨界醇進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油， 轉(zhuǎn)化率較高、反應(yīng)時(shí)間短、不使用酸堿觸媒、無(wú)酸堿再處理問(wèn)題。該第一氣液分離槽18用以分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到生物柴油。該第一氣液分離槽 18分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物為液相的脂肪酸酯(生物柴油)、甘油至槽底，及氣相的醇類至槽頂。本 發(fā)明提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10另包括一冷凝器19，設(shè)置于該第一氣液分離槽 18與該液態(tài)醇儲(chǔ)存槽11之間，用以將氣相的醇類冷凝導(dǎo)入該液態(tài)醇儲(chǔ)存槽11回收使用。本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10利用亞臨界態(tài)或高壓液態(tài) 醇類萃取油脂及以超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油，并經(jīng)由連續(xù)式萃取模塊及方法進(jìn)行萃 取，再進(jìn)行超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化，系統(tǒng)及方法中同時(shí)采用相同醇類進(jìn)行萃取與轉(zhuǎn)酯化程序，可 簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省人力與能源。實(shí)施例2參考圖2，其顯示本發(fā)明實(shí)施例2提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)的示意圖。本 發(fā)明實(shí)施例2提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)30包括一液態(tài)醇儲(chǔ)存槽31、一第一液態(tài) 泵32、一第一預(yù)熱器33、一連續(xù)式萃取模塊；34、一止回閥35、一 CO2儲(chǔ)槽36、一第一冷凝器 37、一第二液態(tài)泵38、一第二預(yù)熱器39、一管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器40、一第一氣液分離槽41、一 第二氣液分離槽42及一第二冷凝器43。本發(fā)明實(shí)施例2提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)30的液態(tài)醇儲(chǔ)存槽31、第一液 態(tài)泵32、第一預(yù)熱器33、連續(xù)式萃取模塊34及止回閥35與本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備生 物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)10相同，且連續(xù)式萃取模塊34具有第一萃取槽341、第二萃取槽342 及第三萃取槽；343，不再敘述。
在本實(shí)施例中，萃取產(chǎn)物導(dǎo)入第二預(yù)熱器39前，加入適量C02。其中該(X)2儲(chǔ)槽36 用以儲(chǔ)存C02，該第一冷凝器37用以將(X)2冷凝為液態(tài)，該第二液態(tài)泵38將液態(tài)(X)2加入該 第二預(yù)熱器39，該第二預(yù)熱器39接收液態(tài)(X)2及萃取產(chǎn)物，用以將液態(tài)(X)2及萃取產(chǎn)物加 熱。該管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器40用以接收萃取產(chǎn)物及C02，以進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn) 物。在本實(shí)施例中，該管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器40亦維持于超臨界態(tài)操作條件，進(jìn)行超臨界甲醇 轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，但因加入CO2可使轉(zhuǎn)酯化的溫度及壓力降低，以節(jié)省電能。且因加入CO2，轉(zhuǎn)酯 化產(chǎn)物包括脂肪酸酯(生物柴油)、甘油(副產(chǎn)品)與水溶液及未反應(yīng)甲醇與C02。該第一氣液分離槽41用以分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物為液相的脂肪酸酯、甘油，及氣相的醇 類及C02。該第二氣液分離槽42，用以接收氣相的醇類及C02，分離為液相的醇類及氣相的 CO2，液相的醇類導(dǎo)入該液態(tài)醇儲(chǔ)存槽31回收使用。該第二冷凝器43設(shè)置于該第二氣液分 離槽42與該(X)2儲(chǔ)槽36之間，用以將氣相的(X)2冷凝導(dǎo)入該(X)2儲(chǔ)槽36回收使用。因此，本發(fā)明提供的制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法利用亞臨界態(tài)或高壓液態(tài) 醇類萃取油脂及以超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油，并經(jīng)由連續(xù)式萃取模塊及方法進(jìn)行萃 取，再進(jìn)行超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化，系統(tǒng)及方法中同時(shí)采用相同醇類進(jìn)行萃取與轉(zhuǎn)酯化程序，可 簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省人力與能源。上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非限制本發(fā)明。因此，習(xí)于此技術(shù) 的人士對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改及變化仍不脫本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)如后述的 權(quán)利要求范圍所列。
權(quán)利要求
1.一種制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)，包括一液態(tài)醇儲(chǔ)存槽，用以儲(chǔ)存液態(tài)醇；一連續(xù)式萃取模塊，具有多數(shù)個(gè)萃取槽，所述萃取槽用以接收液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽內(nèi)的 油脂原料進(jìn)行萃取，以取得萃取產(chǎn)物，并達(dá)到連續(xù)萃取；一管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器，用以接收萃取產(chǎn)物，以進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物；及一第一氣液分離槽，用以分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到生物柴油。
2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第一液態(tài)泵及一第 一預(yù)熱器，用以加壓及加熱所述液態(tài)醇至亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，所述連續(xù)式萃取模塊包括三個(gè)萃取槽，用以 分別進(jìn)行油脂原料裝填、萃取及泄料的交替作業(yè)。
4.如權(quán)利要求3所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，所述油脂原料為富含三酸甘油酯的原料植 物，萃取產(chǎn)物為三酸甘油酯及醇。
5.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第二預(yù)熱器，用以加 熱萃取產(chǎn)物。
6.如權(quán)利要求5所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一止回閥，設(shè)置于所述 第二預(yù)熱器與所述連續(xù)式萃取模塊之間。
7.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，所述管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器維持于超臨界態(tài)操 作條件。
8.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，所述第一氣液分離槽用以將轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物分 離為液相的脂肪酸酯、甘油，及氣相的醇類。
9.如權(quán)利要求8所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一冷凝器，設(shè)置于所 述第一氣液分離槽與所述液態(tài)醇儲(chǔ)存槽之間，用以將氣相的醇類冷凝導(dǎo)入所述液態(tài)醇儲(chǔ)存槽。
10.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一CO2儲(chǔ)槽、一第一 冷凝器、一第二液態(tài)泵及一第二預(yù)熱器，其中該CO2儲(chǔ)槽用以儲(chǔ)存CO2,該第一冷凝器用以將 CO2冷凝為液態(tài)，該第二液態(tài)泵將液態(tài)CO2加入該第二預(yù)熱器，該第二預(yù)熱器用以將液態(tài)CO2 及萃取產(chǎn)物加熱。
11.如權(quán)利要求10所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，所述管式轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)器用以接收萃取產(chǎn) 物及CO2,以進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物。
12.如權(quán)利要求11所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，所述第一氣液分離槽用以將轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物 分離為液相的脂肪酸酯、甘油，及氣相的醇類及co2。
13.如權(quán)利要求12所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第二氣液分離槽， 用以接收氣相的醇類及CO2,分離為液相的醇類及氣相的CO2,液相的醇類導(dǎo)入所述液態(tài)醇 儲(chǔ)存槽。
14.如權(quán)利要求13所述的連續(xù)式系統(tǒng)，其中，該連續(xù)式系統(tǒng)還包括一第二冷凝器，設(shè)置 于所述第二氣液分離槽與所述CO2儲(chǔ)槽之間，用以將氣相的CO2冷凝導(dǎo)入所述CO2儲(chǔ)槽。
15.一種制備生物柴油的連續(xù)式方法，包括以下步驟a、對(duì)液態(tài)醇進(jìn)行加壓及加熱至亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)；b、利用一連續(xù)式萃取模塊進(jìn)行連續(xù)萃取，其中該連續(xù)式萃取模塊具有多數(shù)個(gè)萃取槽，所述萃取槽用以接收亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽內(nèi)的油脂原料進(jìn)行萃取，以取得 萃取產(chǎn)物；C、將萃取產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，以得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物；及d、分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到生物柴油。
16.如權(quán)利要求15所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟b中，所述連續(xù)式萃取模塊包括三 個(gè)萃取槽，用以分別進(jìn)行油脂原料裝填、萃取及泄料的交替作業(yè)。
17.如權(quán)利要求16所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟b中，所述油脂原料為富含三酸甘 油酯的原料植物，萃取產(chǎn)物為三酸甘油酯及醇。
18.如權(quán)利要求15所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟b后，該方法還包括一加熱步驟，用 以加熱萃取產(chǎn)物。
19.如權(quán)利要求15所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟c中，維持于超臨界態(tài)操作條件進(jìn) 行轉(zhuǎn)酯化。
20.如權(quán)利要求15所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟d中，將轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物分離為液相的 脂肪酸酯、甘油，及氣相的醇類。
21.如權(quán)利要求20所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟d后，該方法還包括一冷凝步驟，用 以將氣相的醇類冷凝。
22.如權(quán)利要求15所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟c前，該方法還包括一提供CO2的 步驟，其包括冷凝CO2為液態(tài)的步驟、加壓液態(tài)CO2的步驟及加熱液態(tài)CO2及萃取產(chǎn)物的步 馬聚ο
23.如權(quán)利要求22所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟c中，轉(zhuǎn)酯化萃取產(chǎn)物及CO2,以得 到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物。
24.如權(quán)利要求23所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟d中，包括一第一氣液分離步驟，用 以分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物為液相的脂肪酸酯、甘油，及氣相的醇類及C02。
25.如權(quán)利要求24所述的連續(xù)式方法，其中，在步驟d中，該方法還包括一第二氣液分 離步驟，用以接收氣相的醇類及co2，分離為液相的醇類及氣相的co2。
26.如權(quán)利要求25所述的連續(xù)式方法，其中，在第二氣液分離步驟后另包括一冷凝步 驟，用以將氣相的CO2冷凝。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法，該制備生物柴油的連續(xù)式方法包括以下步驟(a)將液態(tài)醇加壓及加熱至亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)；(b)利用-連續(xù)式萃取模塊進(jìn)行連續(xù)萃取，其中該連續(xù)式萃取模塊具有多數(shù)個(gè)萃取槽，所述萃取槽用以接收亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)醇，并對(duì)萃取槽內(nèi)的油脂原料進(jìn)行萃取，以取得萃取產(chǎn)物；(c)將萃取產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化，以得到轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物；及(d)分離轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)物，以得到生物柴油。本發(fā)明制備生物柴油的連續(xù)式系統(tǒng)及方法利用亞臨界態(tài)或高壓液態(tài)醇類萃取油脂及以超臨界醇類轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油，且是經(jīng)由連續(xù)式萃取模塊及方法進(jìn)行萃取，因采用相同醇類進(jìn)行萃取與轉(zhuǎn)酯化程序，可簡(jiǎn)化工藝、節(jié)省人力與能源。
文檔編號(hào)C11C3/00GK102108319SQ20091026278
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者連培榮, 郭子禎 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心