[发明专利]一种热等离子体裂解废弃油脂制备乙炔的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工合成领域，特别是涉及一种热等离子体裂解废弃油脂制备乙炔的方法。

背景技术

废弃油脂的最大一部分组成为废弃食用油脂，在食用油、肉类等生产加工和使用过程中会产生大量的废弃食用油脂。以食用油为例，我国各种食用油的年消费量为3000万吨，最高利用率按85%计，我国餐饮业每年产生的地沟油高达225万吨。此外，工业生产过程中会产生大量的废弃工业油脂，如废旧润滑油、机油等。这些废弃油脂不仅造成严重的环境污染，而且容易引发各种社会问题。

由于没有建立健全的废弃油脂回收再利用的体制，我国每天产生的大量废弃油脂只有少量被送往化工厂进行回收再利用处理，而大量的废弃油脂通过非法渠道进入流动领域，甚至经过加工提炼后，再次流入食品市场，走上人们的餐桌，对人民群众的健康安全构成巨大危害。因此，加快对废弃油脂的综合利用势在必行。

从目前国内现状来看，对废弃油脂的再生利用主要为以下三个途径：一是进行简单加工提纯，直接作为低档的皮革加脂剂等工业用油脂；二是进行水解处理，制取工业油酸、脂肪酸等；三是通过醇解处理，制备生物柴油。后两种方法属于废弃油脂的深加工，经济效益好，可以从根本上解决废弃油脂再次流入食品市场的问题。途径二是先对废弃油脂进行水解，制取脂肪酸，再分离制取油酸、亚油酸和硬脂酸，虽然经济效益较高，但生产过程中使用到硫酸，会产生大量的酸水，对环境造成危害，且生产中需要使用高压不锈钢设备，资金投入巨大。途径三通过醇解制备生物柴油是近年来的一个热门方向，对我国能源发展有着重要的意义。但由于废弃油脂的氧化程度不同、成分差异性较大，需要进行复杂的预处理以适应生物柴油制备技术对原料的要求；且制备过程中产生的大量甘油未得到充分利用，这些都阻碍了生物柴油产业的进一步发展。

乙炔是重要的基础有机化工原料，被称作“有机化工之母”，具有广阔的应用前景。生产乙炔的工业方法主要有电石法、甲烷部分氧化法和甲烷电弧裂解法，其中电石法制备乙炔工业成熟，在工业生产中占绝对比例，但在生产过程中会产生大量的CO₂和Ca(OH)₂等工业废气和废料，对环境的污染极大，且能耗较高。

热等离子体裂解法制备乙炔，是一项绿色环保、经济高效的新技术，整个裂解反应在10ms的时间内即可完成，为制备乙炔提供了一个新的途径。如公开号为CN101734995A的专利文献公开了一种氢直流电弧等离子体裂解煤生产乙炔的装置及方法，包括如下步骤：将氢气、煤粉送入等离子体反应器中，反应后进入淬冷器急冷，再进入旋风分离器进行气、固预分离，其气体部分进入水洗除尘塔脱尘，后由增压风机送至压缩机进行压缩，进而进入变压吸附塔进行吸附、提浓，同时从变压吸附塔出来的气体再次进入压缩机送至吸附塔提取氢气；经过旋风分离器和水洗除尘塔分离下来的固体粉尘与水形成溶液，用陶瓷膜装置进行液、固分离，固体粉尘送至电厂作为原料，水打入水洗塔内进行再循环利用。公开号为CN1552680A的专利文献公开了一种热等离子体裂解含甲烷气体制乙炔方法，用等离子体发生器将氩气或氮气或氢气电离为等离子体射流，在反应器中形成高温环境；原料气进气装置是相向对称多道进气环，原料气经进气环喷入反应器，与贯穿进气环的等离子体射流混合，迅速充分均热；所用反应器是收缩式反应器，混合气在反应器内被约束，使反应器中的温度保持稳定；所用的冷却装置是气动冷却膨胀腔，与反应器结合，裂解气在膨胀腔内被急冷。

发明内容

本发明提供了一种热等离子体裂解废弃油脂制备乙炔的方法，以废弃油脂为原料，实现废弃油脂的高附加值利用，减少环境污染，解决废弃油脂流入食品市场的问题；该方法的工艺流程短、无需催化剂、环境友好、经济高效，且原料利用率高、产物乙炔的收率较高。

一种热等离子体裂解废弃油脂制备乙炔的方法，包括如下步骤：

（1）工作气体通入等离子体发生器，经起弧后形成热等离子体射流；

（2）废弃油脂经过滤、雾化，与输送气体混合后进入等离子体发生器的热等离子体射流中，发生毫秒级裂解反应；

（3）步骤（2）所得裂解反应产物经冷却介质淬冷后，得到含乙炔裂解气，分离后得到乙炔。