專利名稱：一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)領域，尤其涉及一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
生物柴油又稱脂肪酸甲酯，主要是利用動植物油脂、廢棄油脂等作為原料與甲醇經(jīng)酯化反應獲得。生物柴油以其可再生性、低污染，成為化石燃料的替代品，被很多國家作為未來新能源的開發(fā)方向。我國“十五發(fā)展綱要”已經(jīng)明確提前鼓勵發(fā)展石油替代品，并將發(fā)展生物燃料確定為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。然而我國生物柴油的開發(fā)和研究投入不足，尚處于起步階段，許多生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，生產(chǎn)技術(shù)和裝置落后，使得生產(chǎn)成本相對較高，產(chǎn)品技術(shù)指標不能完全滿足生物柴油使用標準。工業(yè)化制造生物柴油的方法主要有兩種一是油脂直接醇解，即利用甲醇直接與油脂進行酯交換反應生成脂肪酸甲酯和甘油，反應時間較短，但對原料油脂的質(zhì)量要求較高，如果其酸價過高，則需要進行預酯化；二是將廢棄油脂先進行水解，生成脂肪酸，然后脫水后再與甲醇在酸催化作用下進行反應生成脂肪酸甲酯和水。此反應對脂肪酸中的水含量有一定的要求，水含量越低反應越充分。對于餐飲及其他廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油而言，由于其成分較復雜，品質(zhì)很難保證， 采用先水解成脂肪酸再酯化的工藝較為合理。傳統(tǒng)的酯化工藝，采用的是單只酯化釜間歇酯化，每只反應釜單獨酯化、單獨脫醇。采用液體甲醇加入方式，對水解的脂肪酸含水量有嚴格要求，這直接影響著酯化率的高低，影響產(chǎn)品的收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種針對傳統(tǒng)工業(yè)化制造生物柴油的缺點，能耗低、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品收率高、自動化程度高的利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，包括步驟I)廢棄油脂水解將廢棄油脂和水按照3 4 : I的體積比混合，進行水解；2)制取去水脂肪酸將所述水解的得到的粗脂肪酸自然沉降O. 5 I. 5h，去除水和雜質(zhì)，得到去水脂肪酸；在沉降罐內(nèi)自然沉降Ih后，排凈底部水，無需機械減壓蒸餾除水；3)酯化、脫醇將所述去水脂肪酸、濃硫酸注入酯化釜內(nèi)，通入壓縮甲醇氣，逐級酯化，酯化后，交替脫醇，制得粗酯；采用氣相甲醇酯化反應方式，甲醇氣連續(xù)進出，將反應生成的水及時帶出，降低了逆向反應的發(fā)生，提高了酯化效率，連續(xù)甲醇氣酯化反應，避免了單只酯化釜反應后需要單獨脫醇，減少了冷卻設備投資，提高熱能利用率，同時提高了甲醇的利用效率， 實現(xiàn)了酯化的連續(xù)化操作，降低了操作勞動強度，提高了酯化工藝的自動化操作水平，更好的保證了安全、穩(wěn)定生產(chǎn)；4)中和向?qū)⑺龃瞩ブ屑尤爰儔A粉末，并在攪拌下進行中和；5)精餾將上述中和后的粗酯經(jīng)過二級精餾制得所述生物柴油。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述廢棄油脂水解步驟中的水解壓力為2. O 3. 5MPa。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述酯化、脫醇步驟中酯化壓力為O. 08 I. 5MPa，甲醇氣加壓酯化方式，使酯化反應在O. 08 I. 5MPa壓力下進行，縮短了酯化時間，降低了酯化溫度，降低了生產(chǎn)能耗。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述中和溫度為70 90°C，采用固體純堿在70 90°C下中和，減少了污水的產(chǎn)生，同時也防止了脂肪酸甲酯與堿反應生成皂角。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述多級精餾為二級精餾，中和后粗酯中含有少量水分，經(jīng)過一級精餾脫除水分及其他低沸物，然后進入二級精餾裝置，得到的生物柴油符合國家相關質(zhì)量標準，若是經(jīng)過二級精餾后仍含有水分或其他低沸物，則經(jīng)過三次精餾甚至四次精餾后得到符合國家相關質(zhì)量標準的生物柴油。由于采用了上述技術(shù)方案，一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，包括步驟I)廢棄油脂水解，將廢棄油脂和水按照3 4 I的體積比混合，進行水解；2)制取去水脂肪酸，將所述水解的得到的粗脂肪酸自然沉降O. 5 I. 5h，去除水和雜質(zhì)，得到去水脂肪酸；3)酯化、脫醇，將所述去水脂肪酸、濃硫酸注入酯化釜內(nèi)，通入壓縮甲醇氣，逐級酯化，酯化后，交替脫醇，制得粗酯；4)中和，向?qū)⑺龃瞩ブ屑尤爰儔A粉末，并在攪拌下進行中和；5)精餾，將上述中和后的粗酯經(jīng)過多級精餾制得所述生物柴油，在沉降罐內(nèi)自然沉降Ih后，排凈底部水，無需機械減壓蒸餾除水，采用氣相甲醇酯化反應方式，甲醇氣連續(xù)進出，將反應生成的水及時帶出，降低了逆向反應的發(fā)生，提高了酯化效率，連續(xù)甲醇氣酯化反應，避免了單只酯化釜反應后需要單獨脫醇，減少了冷卻設備投資，提高熱能利用率，同時提高了甲醇的利用效率，實現(xiàn)了酯化的連續(xù)化操作，降低了操作勞動強度，提高了酯化工藝的自動化操作水平，更好的保證了安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，采用固體純堿在70 90°C下中和，減少了污水的產(chǎn)生，同時也防止了脂肪酸甲酯與堿反應生成皂角。


附圖是本發(fā)明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式如附圖所示，脂肪酸與氣相甲醇由酯化釜底部進入1#酯化釜，經(jīng)過溢流口再從2# 酯化釜底部進入，依次進入3#酯化釜。多余甲醇氣，由3#酯化釜進入甲醇回收塔純化后繼續(xù)參與酯化。3#酯化釜排出的初步酯化產(chǎn)品再進入后續(xù)酯化釜，利用甲醇壓縮機注入的精制甲醇氣進一步酯化至99%以上，多余甲醇氣進入1#酯化釜參與酯化循環(huán)，如此形成連續(xù)酯化，最終酯化粗酯在后續(xù)酯化釜內(nèi)交替進行脫醇操作后，轉(zhuǎn)入中和裝置，經(jīng)中和除渣后即可進行精餾制得生物柴油。實施例II、酸化植物油腳高壓水解制取脂肪酸酸化植物油腳與熱水按比例4 I注入水解塔，利用2. OMPa蒸汽加壓升溫，制得水解率98%以上的粗脂肪酸，在沉降罐內(nèi)自然沉降 O. 5h去除水雜。2、酯化、脫醇去水脂肪酸、濃硫酸注入酯化釜內(nèi)，通入壓縮甲醇氣，在O. OSMPa壓力下，逐級酯化，酯化后，交替脫醇。3、中和脫醇后粗酯，轉(zhuǎn)入中和釜降溫至70°C，攪拌下加入純堿粉末中和至規(guī)定酸價，沉降去除堿渣。4、精餾中和粗酯進入二級級精餾塔，經(jīng)減壓蒸餾，得到精制生物柴油，酸價小于 O. 8mg/g。實施例2I、酸化植物油腳和地溝油混合物高壓水解制取脂肪酸酸化植物油腳與熱水按比例3 I注入水解塔，利用3. OMPa蒸汽加壓升溫，制得水解率96%以上的粗脂肪酸，在沉降罐內(nèi)自然沉降Ih去除水雜。2、酯化、脫醇去水脂肪酸、濃硫酸注入酯化釜內(nèi)，通入壓縮甲醇氣，在O. 55MPa壓力下逐級酯化，酯化后，交替脫醇。3、中和脫醇后粗酯，轉(zhuǎn)入中和釜降溫至80°C，攪拌下加入純堿粉末中和至規(guī)定酸價，沉降去除堿渣。4、精餾中和粗酯進入二級精餾塔，經(jīng)減壓蒸餾，得到精制生物柴油，酸價小于 O. 8mg/g。實施例3I、酸化植物油腳高壓水解制取脂肪酸酸化植物油腳與熱水按比例3. 5 I注入水解塔，利用3. 5MPa蒸汽加壓升溫，制得水解率98 %以上的粗脂肪酸，在沉降罐內(nèi)自然沉降I. 5h去除水雜。2、酯化、脫醇去水脂肪酸、濃硫酸注入酯化釜內(nèi)，通入壓縮甲醇氣，在1.5MPa壓力下，逐級酯化，酯化后，交替脫醇。3、中和脫醇后粗酯，轉(zhuǎn)入中和釜降溫至90°C，攪拌下加入純堿粉末中和至規(guī)定酸價，沉降去除堿渣。4、精餾中和粗酯進入二級級精餾塔，經(jīng)減壓蒸餾，得到精制生物柴油，酸價小于 O. 8mg/g。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。一切從本發(fā)明的構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動所作出的結(jié)構(gòu)變換均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，包括步驟1)廢棄油脂水解將廢棄油脂和水按照3 4 I的體積比混合，進行水解；2)制取去水脂肪酸將所述水解的得到的粗脂肪酸自然沉降O. 5 I. 5h，去除水和雜質(zhì)，得到去水脂肪酸；3)酯化、脫醇將所述去水脂肪酸、濃硫酸注入酯化釜內(nèi)，通入壓縮甲醇氣，逐級酯化，酯化后，交替脫醇，制得粗酯；4)中和向?qū)⑺龃瞩ブ屑尤爰儔A粉末，并在攪拌下進行中和；5)精餾將上述中和后的粗酯經(jīng)過多級精餾制得所述生物柴油。
2.如權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于 所述廢棄油脂水解步驟中的水解壓力為2. O 3. 5MPa。
3.如權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于 所述酯化、脫醇步驟中酯化壓力為O. 08 I. 5MPa。
4.如權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于 所述中和溫度為70 90°C。
5.如權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于 所述多級精餾為二級精餾。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用廢棄油脂連續(xù)化生產(chǎn)生物柴油的方法，包括步驟廢棄油脂水解，將廢棄油脂和水按照3～4∶1的體積比混合，進行水解；制取去水脂肪酸，將所述水解的得到的粗脂肪酸自然沉降0.5～1.5h，去除水和雜質(zhì)，得到去水脂肪酸；酯化、脫醇，將所述去水脂肪酸、濃硫酸注入酯化釜內(nèi)，通入壓縮甲醇氣，逐級酯化，酯化后，交替脫醇，制得粗酯；中和，向?qū)⑺龃瞩ブ屑尤爰儔A粉末，并在攪拌下進行中和；精餾，將上述中和后的粗酯經(jīng)過多級精餾制得所述生物柴油，無需機械減壓蒸餾除水，降低了逆向反應的發(fā)生，減少了冷卻設備投資，提高了利用效率，降低了操作勞動強度，更好的保證了安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，減少了污水的產(chǎn)生。
文檔編號C11C3/00GK102586027SQ201210044030
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者劉斌, 朱培才, 趙修武, 韓立斌 申請人:濰坊大明生物科技有限公司