[发明专利]生物柴油的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于生物柴油制备技术领域，具体涉及一种酸碱催化法生产生物柴油的方法。

背景技术

在当前世界能源危机日益严峻的情况下，生物能源作为一种相对成熟且可规模放大的能源新来源，日益为人们所重视。现有的生物能源工艺虽然很多，但大多对原料有相当苛刻的要求，以至于无法大规模扩大生产。而酸碱两步催化法，因为它的原料主要是动植物油脂，来源较广且原料要求不高，尤其是可以利用餐厨废油作原料，有利于废油重新利用，有利于减少其回流餐桌的机会，同时又不会与民争油，所以现在中国大多数的生物柴油企业都采用这种生产方法。现有的酸碱两步催化法生产工艺一般要先进行酯化，再进行酯交换，然后水洗去除甘油皂以及碱催化剂，通过一些分离方法，如脱醇、脱水、蒸馏纯化得到生物柴油产品。生产中经常碰到以下一些问题，酯化的酸值无法在短时间内降低、酸渣分离效果不佳、酯交换时成皂多、醇耗远大于实际所需量（一般在25%以上，而理论上最低醇耗大约仅为15%）、能量利用率低、产率普遍低于80%。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有生物柴油制备方法存在的缺点，提供一种醇耗低、能耗低、生产成本低、产品收率高的生物柴油的生产方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、废弃油脂的预处理

将废弃油脂加入原料油预处理釜中，加入废弃油脂质量10%～15%的水，搅拌状态下升温至60～80℃，恒温搅拌20～40分钟，加入废弃油脂质量0.1%～0.5%的甲磺酸，继续搅拌30～60分钟，加入废弃油脂质量0.01%～0.03%的聚丙烯酰胺，再搅拌30～60分钟，用一号蝶式离心机离心分离，预处理后的废弃油脂进入原料油暂存罐。

2、酯化反应

原料油暂存罐中的废弃油脂经原料油换热器预热至50～60℃后，进入原料油蒸汽加热器中加热，加热至100～110℃的废弃油脂进入酯化反应釜内，向酯化反应釜内加入废弃油脂质量0.1%～0.5%的酯化催化剂，精甲醇储罐内的精甲醇经甲醇换热器预热至50～60℃后，进入甲醇蒸汽加热器中加热，加热至70～90℃的气化甲醇以0.7～0.8m³/h的流速由酯化反应釜底部内的气相甲醇管流入酯化反应釜，开启酯化反应釜的搅拌装置和温控装置，控制酯化反应釜内的温度为100～110℃，恒温酯化反应2～3小时，反应过程中生成的水蒸气和未反应的气化甲醇经酯化反应釜顶部的除沫器除油后，依次经甲醇换热器、废甲醇冷却器进入废甲醇暂存罐，反应生成的酯化油由酯化反应釜下部流出，依次经原料油换热器、一号循环水冷却器，流入酯交换反应釜。

3、酯交换反应

向碱性甲醇制备器中加入氢氧化钠，再加入来自精甲醇储罐的精甲醇，搅拌混合均匀，氢氧化钠与精甲醇的质量比为1:50，得到碱性甲醇，向酯交换反应釜内加入废弃油脂质量15%的碱性甲醇，50～75℃酯交换反应1小时，反应结束后，酯交换产物流入混合粗甲酯暂存罐。

4、脱醇

混合粗甲酯暂存罐中的酯交换产物经一号循环软水加热器加热至65～70℃后，进入闪蒸脱醇塔真空脱醇，一部分甲醇从闪蒸脱醇塔顶部溢出，经一号脱醇冰盐水冷却器冷却后进入循环醇射真空系统，另一部分甲醇和酯交换产物进入二号循环软水加热器中加热，加热至65～70℃后进入降膜脱醇塔进一步脱醇，甲醇由降膜脱醇塔下部收集槽的顶部溢出，经二号脱醇冰盐水冷却器冷却后进入循环醇射真空系统，降膜脱醇后的粗甲酯混合物流入粗甲酯水洗罐。

5、水洗

向粗甲酯水洗罐中加入粗甲酯混合物质量5%～10%的水，40～60℃搅拌水洗2～15分钟，水洗后的粗甲酯混合物用二号碟式离心机离心分离，粗甘油进入粗甘油储罐，含水粗甲酯转入含水粗甲酯暂存罐。

6、蒸馏及脱臭

含水粗甲酯暂存罐中的含水粗甲酯经蒸汽加热器加热至100～110℃后，进入降膜脱水塔脱除残留水分，水分经二号循环水冷却器冷却后进入循环水射真空系统，脱水后的粗甲酯流入粗甲酯暂存罐，依次经一级粗甲酯换热器、二级粗甲酯换热器、粗甲酯导热油换热器加热后进入蒸馏塔加热蒸馏，臭物质从蒸馏塔顶部溢出，依次经轻组分循环水冷却器、冷井轻组分收集装置、冰盐水冷却器，流入轻组分收集罐，生物柴油成品依次流经二级粗甲酯换热器、废甲醇二级预热器、成品循环水冷却器，进入生物柴油成品罐。

7、甲醇精馏回收