[发明专利]一种生物柴油的生产装置及生产方法

权利要求书

1.一种生物柴油的生产装置，包括塔釜一体化装置和精馏塔、闪蒸塔、分离塔；所述塔釜一体化装置由反应塔和静置分层釜组成，反应塔为筒体结构，反应塔上层为催化反应层，下层为甲醇提温层，甲醇提温层的下部连接静置分层釜；催化反应层的上部设有油脂入口，反应塔中部设有气相甲醇入口，反应塔顶部设有甲醇回流装置；静置分层釜的下部连接极性产物储罐，中部连接粗油产物储罐；所述粗油产物储罐依次连接一级精馏塔、二级精馏塔、三级精馏塔，最终通往油脂储罐；所述极性产物储罐依次连接甲醇闪蒸塔和甘油分离塔。

2.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于：所述催化反应层是由填料和固体催化剂混合，由填料作支撑形成的床层；所述甲醇提温层是由倾斜10°的加温塔板对称交替排列而成。

3.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于：所述甲醇提温层是由双螺旋倾角10°的螺旋板体组成。

4.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于：所述催化反应层和甲醇提温层的高度比为：4~10:1。

5.一种采用所述权利要求1~4任一项所述的生产装置生产生物柴油的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）油脂原料从反应塔上部的油脂入口进入反应塔，甲醇从反应塔的中部进入反应塔，进入反应塔的甲醇以气相状态上升进入催化剂反应层，油脂向下经催化剂反应层与气相甲醇逆流接触反应，未反应的甲醇上升到塔顶通过甲醇回流装置返回反应塔，另一部分进入甲醇储罐；

（2）反应产物沿床层向下流入提温层，与产物互溶的甲醇在提温层再次气化进入催化剂床层与油脂反应，其他产物继续向下流入静置分层釜中静置分层；

（3）反应产物静置分层后，下层为极性产物，进入极性产物储罐，上层为粗油产物，进入粗油产物储罐；

（4）粗油产物通过一级精馏塔蒸出溶解的甲醇，甲醇经甲醇分离器分离后进入甲醇储罐循环使用，一次蒸馏出的粗油产物再通过二级精馏塔蒸出低沸点的轻组分生物柴油，最后通过三级精馏塔蒸出高沸点的重组分生物柴油，塔底剩下的未反应高沸点油脂返回油脂储罐循环使用；

（5）极性产物先经闪蒸塔将甲醇闪蒸出并进入甲醇分离器，分离出的甲醇进入甲醇储罐循环使用，闪蒸后的产物通过甘油分离塔将产生的水从塔顶蒸馏出，塔底得到副产物甘油。

6.根据权利要求5所述的生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的油脂包括：菜籽油、大豆油、花生油或非粮植物油脂或预处理后的餐厨废油、地沟油、酸化油的一种或几种混合。

7.   根据权利要求5所述的生物柴油的生产方法，其特征在于：所述催化剂为固体碱CaO、MgO、K₂O-Cao、NaY、KZSM-5、Ca-K/MCM41或固体酸ZrO₂、Zr-SBA-15、SO₄^2-/SBA-15、Hβ、SO₄^2-/C中的一种。

8.根据权利要求5所述的生物柴油的生产方法，其特征在于：所述催化反应甲醇与油脂的摩尔比为20～100：1。

9.根据权利要求5所述的生物柴油的生产方法，其特征在于：所述反应床层温度为60℃～220℃；所述提温层温度为120℃～230℃；所述反应压力为甲醇在对应反应温度下的自生压，压力范围为：0.1～5.6MPa。

10.根据权利要求5所述的生物柴油的生产方法，其特征在于：所述轻组分生物柴油为小于C18的酯类产物，重组分生物柴油为大于等于C18的酯类产物。