一種廢油脂制備可生物降解潤(rùn)滑油的設(shè)備、方法及潤(rùn)滑油的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于潤(rùn)滑油制備技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種廢油脂制備可生物降解潤(rùn)滑油的 設(shè)備、方法及潤(rùn)滑油。
【背景技術(shù)】
[0002] 廢油脂是指人類在食用天然植物油和動(dòng)物脂肪、W及油脂深加工過程中產(chǎn)生的一 系列失去食用價(jià)值的油脂廢棄物，俗稱地溝油、滿水油、巧水油等。據(jù)專家計(jì)算，廢油脂的量 占食用油消費(fèi)總量的20%~30%。W我國(guó)年均消費(fèi)食用油量2100X 104t計(jì)，則每年產(chǎn)生 廢油脂00X 104~800X 104t。廢油脂中含大量有機(jī)物，具有污染環(huán)境和回收利用的雙重 性。
[0003] 目前，我國(guó)廢油脂沒有得到合理利用。相反，廢油脂已成為一種環(huán)境污染物，并沖 擊食品安全。在全球面臨能源危機(jī)及環(huán)境污染日益嚴(yán)重的情況下，如何對(duì)廢油脂進(jìn)行合理 回收利用，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面都將起到推動(dòng)作 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種廢油脂制備可生物降解潤(rùn)滑油的設(shè) 備、方法及潤(rùn)滑油，可有效解決上述問題。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明第一目的提供一種廢油脂制備可生物降解潤(rùn)滑油的設(shè)備，該設(shè)備為潤(rùn)滑油 調(diào)和蓋；
[0007] 所述潤(rùn)滑油調(diào)和蓋包括罐體，所述罐體為密封結(jié)構(gòu)，所述罐體的內(nèi)部設(shè)置有通過 電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的攬拌葉片；所述罐體設(shè)置有抽真空口，該抽真空口與位于罐體外部的真空 累連通；
[0008] 另外，在所述罐體的頂部左側(cè)設(shè)置有基礎(chǔ)油進(jìn)料口，在所述罐體的頂部右側(cè)設(shè)置 有添加劑進(jìn)料口，在所述罐體的底部設(shè)置有排料口；所述罐體的側(cè)壁均勻設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣口， 并且，各個(gè)所述進(jìn)氣口在罐體內(nèi)部的出氣方向與水平面的夾角各不相同；
[0009] 此外，每個(gè)所述進(jìn)氣口在罐體外部連通有進(jìn)氣管，每個(gè)所述進(jìn)氣管安裝有電動(dòng)進(jìn) 氣閥口；所述基礎(chǔ)油進(jìn)料口外部連通有進(jìn)料管，所述進(jìn)料管安裝有電動(dòng)進(jìn)料閥口；所述添 加劑進(jìn)料口外部連通有進(jìn)添加劑管，所述進(jìn)添加劑管安裝有電動(dòng)進(jìn)添加劑閥口；所述排料 口外部連通有排料管，所述排料管安裝有電動(dòng)排料閥口；
[0010] 另外，所述罐體的外部套設(shè)有夾套，所述夾套具有進(jìn)介質(zhì)口和排介質(zhì)口；所述進(jìn)介 質(zhì)口和所述排介質(zhì)口分別連接到外部換熱器的出口和進(jìn)口；所述換熱器通過加熱設(shè)備加熱 流過所述夾套到所述罐體空腔的加熱介質(zhì)，進(jìn)而對(duì)所述罐體加熱；
[0011] 還包括：PLC控制器、設(shè)置于所述罐體內(nèi)部的流體流速檢測(cè)傳感器和流體溫度檢 測(cè)傳感器；
[0012] 所述PLC控制器的輸入端口分別與所述流體流速檢測(cè)傳感器和所述流體溫度檢 測(cè)傳感器連接；所述PLC控制器的輸出端口分別與所述加熱設(shè)備、所述電動(dòng)進(jìn)氣閥口、所述 真空累和所述電機(jī)連接。
[0013] 上述潤(rùn)滑油調(diào)和蓋，具有自動(dòng)化控制程度高的優(yōu)點(diǎn)，可保證罐體內(nèi)部流體溫度和 流速的均勻性，提高調(diào)和效果；并且，通過機(jī)械攬拌和氣動(dòng)攬拌的有機(jī)結(jié)合，保證了罐體內(nèi) 部流體混合的均勻性；此外，通過向罐體內(nèi)部充入氮?dú)?，還具有防止?jié)櫥驮谡{(diào)和過程中被 氧化的優(yōu)點(diǎn)，提高了潤(rùn)滑油的品質(zhì)。
[0014] 本發(fā)明第二目的為提供一種廢油脂制備可生物降解潤(rùn)滑油的方法，包括W下步 驟：
[001引步驟1，對(duì)廢油脂進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的廢油脂；
[001引步驟2,將預(yù)處理后的廢油脂和水按3:1~1 :5的質(zhì)量比加入到水解罐內(nèi)，然后加 入消泡劑和堿，在溫度50-90°C的反應(yīng)條件下回流3-8小時(shí)進(jìn)行皂化反應(yīng)；其中，消泡劑加 入質(zhì)量為預(yù)處理后廢油脂質(zhì)量的10-30% ;堿加入質(zhì)量為預(yù)處理后廢油脂質(zhì)量的1-10% ;
[0017] 步驟3,在皂化反應(yīng)完成后，向反應(yīng)液中加入酸進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置分 層，分離出下層水相，得到上層油相的游離脂肪酸液；對(duì)上層游離脂肪酸液進(jìn)行水洗，水洗 至中性后進(jìn)行減壓脫水干燥，得到游離脂肪酸；
[0018] 步驟4,將步驟3制備得到的游離脂肪酸加入到醋化反應(yīng)蓋中，攬拌下，分別加入 多元醇、攜水劑和催化劑；其中，多元醇加入量與游離脂肪酸的質(zhì)量比為1:1~1:6 ;攜水劑 加入量占游離脂肪酸總質(zhì)量的10%~30% ;催化劑加入量占游離脂肪酸總質(zhì)量的0. 1 %~ 5% ;
[0019] 然后，將醋化反應(yīng)蓋升溫到100-180°C進(jìn)行回流，使反應(yīng)液進(jìn)行醋化反應(yīng)，反應(yīng)完 成后，將反應(yīng)液水洗至中性后，分離出油層，對(duì)油層進(jìn)行減壓脫水干燥脫酸，脫酸后的醋化 產(chǎn)物即為基礎(chǔ)油；
[0020] 步驟5,包括W下步驟：
[0021] 步驟5. 1，將PLC控制器分別與流體流速檢測(cè)傳感器、流體溫度檢測(cè)傳感器、加熱 設(shè)備、電動(dòng)進(jìn)氣閥口、真空累和電機(jī)連接，啟動(dòng)PLC控制器；
[0022] PLC控制器關(guān)閉電動(dòng)進(jìn)氣閥Π 、電動(dòng)進(jìn)料閥Π 、電動(dòng)進(jìn)添加劑閥口和電動(dòng)排料閥 口；然后，啟動(dòng)真空累，當(dāng)將罐體內(nèi)部抽為真空后，啟動(dòng)加熱設(shè)備，通過所述加熱設(shè)備對(duì)罐體 內(nèi)部進(jìn)行加熱；并通過流體溫度檢測(cè)傳感器檢測(cè)罐體內(nèi)部溫度值，當(dāng)罐體內(nèi)部溫度值達(dá)到 40-65 °C時(shí)，使罐體內(nèi)部溫度恒定在40-65 °C范圍，然后，執(zhí)行步驟5. 2 ;
[0023] 步驟5.2, PLC控制器啟動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而使攬拌葉片旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，PLC控制器將電動(dòng) 進(jìn)氣閥Π 、電動(dòng)進(jìn)料閥口和電動(dòng)進(jìn)添加劑閥口打開到一定的開啟量，然后，通過基礎(chǔ)油進(jìn)料 口，向罐體內(nèi)部投入步驟4制備得到的基礎(chǔ)油，通過添加劑進(jìn)料口，向罐體內(nèi)部投入添加 劑，此處，添加劑的投入順序?yàn)椋悍勒T劑、極壓抗磨劑、降凝劑、清凈劑和抗氧劑；通過進(jìn)氣 口，從多個(gè)角度向罐體內(nèi)部噴射高流速的氮?dú)?，因此，向罐體內(nèi)部投入的基礎(chǔ)油和添加劑在 氮?dú)夂蛿埌枞~片的雙重作用下，充分調(diào)和；
[0024] 此外，通過流體溫度檢測(cè)傳感器，PLC控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)到罐體內(nèi)部混合流體的實(shí)際 溫度值，并將該實(shí)際溫度值和預(yù)存的溫度基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際溫度值偏離溫度基準(zhǔn)值 到一定程度后，PLC控制器調(diào)整加熱設(shè)備的加熱功率，從而使罐體內(nèi)部流體的溫度穩(wěn)定在溫 度基準(zhǔn)值；
[0025] 此外，通過流體流速檢測(cè)傳感器，PLC控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)到罐體內(nèi)部混合流體的實(shí)際 流速值，并將該實(shí)際流速值和預(yù)存的流速基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際流速值偏離流速基準(zhǔn)值 到一定程度后，PLC控制器按預(yù)設(shè)算法調(diào)整電動(dòng)進(jìn)氣閥Π 、電動(dòng)進(jìn)料閥Π 、電動(dòng)進(jìn)添加劑閥 口的開啟度W及電機(jī)的功率，從而使罐體內(nèi)部流體的流速穩(wěn)定在流速基準(zhǔn)值；
[0026] 當(dāng)調(diào)和時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，PLC控制器打開電動(dòng)排料閥Π ，將調(diào)和后的潤(rùn)滑油排到 外部接收容器。
[0027] 優(yōu)選的，步驟1具體為
[0028] S1. 1，將收集到的原始廢油脂加熱到50-90°C后靜置，使較大的雜質(zhì)顆粒自然沉 淀；然后過濾，初步濾除沉淀的固體雜質(zhì)，得到廢油脂濾液；
[0029] S1. 2,將S1. 1處理后的廢油脂濾液累入到預(yù)處理罐中，控制預(yù)處理罐內(nèi)溫度在 60-70 °C 之間；
[0030] 然后，在50-55;r/min的攬拌速度下，向預(yù)處理罐內(nèi)W Iml/min的速度流加質(zhì)量濃 度為10-15%的甲酸溶液；其中，所流加的甲酸溶液中甲酸質(zhì)量為S1. 1得到的廢油脂濾液 質(zhì)量的6-10% ;
[0031] 在滴加完成甲酸溶液后，繼續(xù)攬拌30-40分鐘；然后，在70-8化/min的攬拌速 度下，升溫到60-65°C之間，向預(yù)處理罐內(nèi)W 3ml/min的速度流加質(zhì)量濃度為12-14%的 碳酸鋼溶液；其中，所流加的碳酸鋼溶液中碳酸鋼質(zhì)量為S1. 1得到的廢油脂濾液質(zhì)量的 6-10% ；
[0032] 在滴加完成碳酸鋼溶液后，繼續(xù)攬拌30-40分鐘；然后，升溫到75-85Γ之間，在 5-8r/min的攬拌速度下，向預(yù)處理罐內(nèi)W 2ml/min的速度流加去離子水；其中，所流加的去 離子水質(zhì)量為S1. 1得到的廢油脂濾液質(zhì)量的6-10% ;繼續(xù)W 5-8r/min的攬拌速度緩慢攬 拌20-30分鐘，使油脂中的微小顆粒充分凝聚成為絮凝體；
[0033] S1. 3,然后，在5-8r/min的攬拌速度下，W 3°C /min的降溫速率，使預(yù)處理罐內(nèi)溫 度降低到10-15°C之間；過濾，濾除絮凝體后，對(duì)濾液進(jìn)行減壓脫水干燥，得到預(yù)處理后的 廢油脂。
[0034] 對(duì)廢油脂進(jìn)行預(yù)處理步驟，屬于潤(rùn)滑油制備工藝中的關(guān)鍵步驟，直接影響到制備 得到的基礎(chǔ)油的產(chǎn)率和純度，進(jìn)而影響到潤(rùn)滑油的產(chǎn)率和純度。本發(fā)明人對(duì)廢油脂預(yù)處理 步驟進(jìn)行長(zhǎng)期研究，反復(fù)摸索，最終發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用甲酸溶液、碳酸鋼溶液和去離子水時(shí)，通過 對(duì)攬拌速度、流加速度、反應(yīng)溫度等進(jìn)行精細(xì)控制，可有效提高雜質(zhì)含量小于1%。的基礎(chǔ)油 原料；并且，將采用預(yù)處理后的基礎(chǔ)油原料制備基礎(chǔ)油時(shí)，能夠明顯提高基礎(chǔ)油的產(chǎn)率和純 度，進(jìn)而提高潤(rùn)滑油的產(chǎn)率和純度。
[0035] 優(yōu)選的，步驟2中，消泡劑為乙醇有機(jī)娃或辛醇有機(jī)娃；堿為K0H、化0H或胞2