CN101096603A - 一种利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法以及制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法以及制造设备，它是利用废食用油，动植物油，植物油，油脚或皂脚及酸化油等原料经过后处理，导热油箱、热油循环泵对逐个系统加热；生物柴油原料与酸的甲醇一定比率高速预混反映器进行预先反应，然后在高效旋转薄膜蒸发器预酯化反应脱气，短程蒸游离脂肪酸脱酸形成脂肪酸酯真空状态下，快速酯化反应，并蒸馏出甲醇和甘油。本发明有效的解决了用普通酯化方法生产生物柴油生产成本高，成品率低，特别是它在整个生产过程中无三废(废水、废气、废渣)问题，具有工艺简单，有效降低了生物柴油生产成本、反应速度快、提高了生产率，适合大规模工业生产。

Description

一种利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法以及制造设备

技术领域

本发明涉及一种生产生物柴油的生产方法以及制造设备，尤其是利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法以及制造设备。

背景技术

随着社会的进步，科学的发展，人类对自身的生存空间要求越来越高，大气及水的污染治理作为必须解决的课程已经提到了日常工作中国家通过实施以洁净煤、石油焦、天然气替代燃料油，实施机动车燃油，经济性标准及相配套政策制度等措施，节约石油。

实施清洁汽车行动计划，发展混合动力汽车，在城市公交客车、出租车推广燃气汽车，加快醇类燃油，推广和煤炭液化工程实施进度，发展替代燃料。

柴油作为一种重要的石油炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，以成为重要的动力燃料，随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油需求量回愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐。尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油，以友谊的环保性能可很容易达到“世界燃油规范的柴油II，II类标准要求，越来越受到各国重视，现在国内外对生物柴油生产的方法主要是化学方法。但化学方法工艺复杂，成本高、成品率低、且在生产过程中有废水、废气、废渣排放。

目前的物理方法只是简单的用植物油与柴油按一定的比率混合，但对原材料要求比较高(必须是纯净的植物油)，因此，现有的生产工艺急需改进。

我国是世界经济发展最为迅速的国家之一，对能源的需求量长期持续高速增长，现在能源消耗构成中，除煤炭能够满足自给外，石油和天燃气供给远远满足不了经济发展的需要。

国际石油价格的高升，不仅增加了购买石油的外汇消耗，而且给我国经济的稳定发展造成不容忽视的负面影响。

发明内容

本发明的目的是避免上述不足，提供一种利用分子蒸馏技术生产生物柴油的工艺流程及其制造设备。

本发明的目的是这样实现的：导热油箱和热油循环泵对整个系统加热；本反应方法在完全真空状态下进行；物料储罐为酯化油等原料；酸罐为酸性催化剂；甲醇储罐、酸化油、酸和甲醇按一定比例通过物料输送泵的反应物输送到；高速预混反应器进行预反应；通过预热起预热，然后在高效旋转薄膜蒸发器，预酯化反应除杂；在短程蒸馏器进行连续短程蒸馏离脂肪酸脱酸形成，脂肪酸酯，并蒸馏出甲醇和甘油；冷井为回收甲醇。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下优点和效果：本发明利用分子蒸馏技术生产生物柴油，有效的解决了用普通酯化方法生产生物柴油，生产成本高、成品率低，特别是它在整个生产过程中，无三废(废水、废气、废渣)问题，具有工艺简单，有效降低了生物柴油生产成本反应速度快、提高了生产率。适合大规模工业生产。

附图说明

图1为本发明生物柴油的制造设备构成图。

图2为本发明生物柴油制造设备的原料流程图。

图3为本发明生物柴油制造设备电处理详细图。

图4为本发明生物柴油制造设备的制造流程图。

图中：

1：导热油箱             2：热油循环泵

3：物料储罐             5：酸罐

7：甲醇储罐             9：高速预混反映器

10：第一预热器          10`：第二预热器

11：高效旋转薄膜蒸发器  11`：超音波发生器

12：旋流式冷凝器        13：第一冷井

14：高真空输送泵        15：高效真空泵

16：短程蒸馏器          16`：超音波发生器

17：第二冷井            18：高真空增压泵

19：中真空机组          20：风冷式冷水机组

30：第一排出口          31：第二排出口

40：电处理装置          41：排除管

42：过滤                43：第一电处理组

44：磁石体              45：BIO圆型陶瓷球

46：第二电处理组        47：沸水充电层

48：石灰石充电层        49：麦饭石充电层

50：第三电处理组        51：第四电处理组

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体说明：

首先，本发明利用分子蒸馏技术生产生物柴油的工艺流程。

它是利用废食用油、动植物油、植物油、油脚或皂脚等为原料，经过后处理，分子蒸馏脱气，短程蒸馏游离脂肪形成脂肪酸酯即生物柴油。

生物柴油原料与酸的甲醇溶液混合，原料与甲醇摩尔比1∶4-1∶6，真空度为1-30PA，温度为50-120度。

按照这样生产方法，可能实现的生产设备。

参见图1、图2所示，高速预混反应器(9)，物料储罐(3)，酸罐(5)，甲醇储罐(7)，各个连接。

高速预混反应器(9)的前段，装置第一预热器，旋转或冷凝器(12)第一冷井(13)连接，高效旋转薄膜蒸发器(11)，高真空增压泵(18)与中真空机组(19)，第二冷井(17)连接，短程蒸馏器(16)第二预热连接。

上述第一冷井(13)，第二冷井(17)风冷式冷水机组(20)连接。

上述第一预热器(10)，第二预热器(10`)，高速预混反应器(9)，短程蒸馏器(16)，导热油箱(1)，热油循环泵(2)，各个连接。

高效旋转薄膜蒸发器(11)，第二预热器(10`)，旋转式冷凝器(12)，第二预热器(10`)，短程蒸馏器和第一排出口(30)和第二排出口(31)各个高真空输送泵装置，第一冷井(13)高效真空泵(15)装置。

上述的高效旋转薄膜蒸发器(11)和短程蒸馏器(16)各个超音波发生器(11`)(16`)装置，超音波发生器(11`)(16`)除去杂质与甘油分流化更有效构成。上述，物料储罐(3)油入口，另外，电处理装置(40)，引出排出管(41)连接。电处理装置(40)过滤(42)内入，第一电处理组(43)磁石体(44)与磁石体(44)的周边充电BIO圆型陶瓷球(45)，第二电处理组(46)前段开始沸石充电层(47)和石灰石充电层(48)，麦饭石充电层(49)顺次形成，第三电处理组(50)，上述第三电处理组(50)同时构成，第四电处理组(51)顺次连接排灌。

本发明利用分子蒸馏技术生产生物柴油方法与制造设备与其他工程与设备的详细说明如下：

导热油箱(1)热油循环坌，整个信筒加热，温度为50-120℃。

通过油循环泵，电处理装置(40)将整个系统加热。

另外本发明反应方法完全真空状态下进行真空度为1-30PA

物料储罐(3)废食用油，动植物油、植物油、油脚或皂脚及酸化油等储藏，酸罐(5)酸性催化剂作用。

甲醇储藏(7)储藏，酸的甲醇溶液混合，原料与甲醇摩尔比1∶4-1∶6催化剂为原料重量1.2-1.8％，在高速预混反应器进行预反应，然后在高效旋转薄膜蒸发器预酯化反应脱气。

通过预热器(10)在预热状态供给高效旋转薄膜蒸发器(11)酯化反应除杂。在侧墙装置超音波发生器(11`)，高效旋转薄膜蒸发器(11)无数次振动，混合除杂更有效。

高效旋转薄膜蒸发器(11)甲醇旋流式冷凝器(12)一侧，第一冷井(13)开始回水，重新供给短程蒸馏器(16)上诉短程蒸馏器(16)侧墙装置超音波发生器(16)有效蒸馏分类，短程蒸馏器(16)进行连续短程蒸馏游离脂肪酸形成脂肪酸酯，通过第一排出口(30)和第二排出口(31)排出。

这时，上述短程蒸馏器(16)一侧装置，第二冷井(17)回收甲醇装置。

第一冷井(13)和第二冷井(17)风冷式冷水机组(20)连接，急速保持低温状态，进行回收甲醇效果。

第二冷井(17)高真空增压泵(18)中真空机组(19)装置，合理回收甲醇通过流程图(4)，体现生产工艺。

上述所得生物柴油转化率为95％以上，回收甲醇90％以上。

本发明所用技术是分子蒸馏技术，分子蒸馏是一种特殊的液一液分离技术，它不同于传统蒸馏，依靠沸点差分离原理，而是靠不同物分子运动和平均自由程的差别实现分离。

当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气箱，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后，移动距离不同。

若能恰当的设置，一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出，这样物质分离的目的。

特别是为生物柴油转换率高，物料储罐的储藏物料，经过另外电处理装置废渣排出，

参见图3，电处理装置(40)回收物料。

首先在内部过滤(42)充电，通过第一电处理组过滤(42)废渣排出。通过第一电处理组(43)物料内部磁石体(44)垂直入设，周边的BIO圆形陶瓷球(45)充电，通过第二电处理组(46)排出磁石体(44)的金属成分与细小废渣再次清除。

通过第二电处理组(46)把物料从上层向下层，沸石充电层(47)石灰石充电层(48)麦饭石充电层(49)顺次形成。沸石充电层(47)夺取作用，转换设备喷出恶臭最小化，石灰石充电层(48)酸性物料与碱转换分解效果成倍。麦饭石充电层(49)在物料内，溶有酸索量比流动性增大，特别是供给物料高效率分离与蒸馏。同样，通过第三电处理组(50)，原料再次第三电处理(50)统一构成。第四电处理组(51)通过排出管(41)物料储罐(3)内部电处理提供原料，生产大量生物柴油，安全、高效。

Claims (8)

1、一种利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法，主要是利用废食用油、动植物油，植物油，油脚或皂脚及酸化油原料与酸、甲醇催化剂混合加工，在真空高温状态下，利用分子蒸馏脱气后，通过短程蒸馏游离脂肪酸脱酸后形成脂肪酸酯，分子蒸馏回收甲醇，分子蒸馏精制脂肪，真空状态下酯化反应，脂肪酸含有生物柴油抽出，利用分子蒸馏技术，生产生物柴油。

2、根据权利要求1所述的利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的原料与甲醇摩尔比1∶4-1∶6。

3、根据权利要求1所述的利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的催化剂，酸原料重量1.2-1.8％

4、根据权利要求1所述的利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的真空度为1-30PA。

5、根据权利要求1所述的利用分子蒸馏技术生产生物柴油的生产方法，其特征在于：所述的温度为50-120℃。

6、一种用于实现权利要求1所述方法的装置，主要由高速预混反应器(9)物料储罐和酸罐(5)甲醇储罐组成，其特征在于：高速预混反应器(9)前段装置第一预热器(10)，旋流式冷凝器和第一冷井(13)连接高效旋转薄膜蒸发器，高效旋转薄膜蒸发器(11)，高真空增压泵(18)与中真空机组(19)第二冷井(17)连接，短程蒸馏器(16)第二预热器(10`)连接上述第一冷井(13)和第二冷井(17)，风冷式冷水机组(20)连接上述第一预热器(19)和第二预热器(10`)与高效旋转薄膜蒸发器(11)、短程蒸馏器(16)、导热油箱(1)、热油循环泵(2)、旋流式冷凝器和第二预热器(10`)、短程蒸馏器(16)、第一排出口(30)、短程蒸馏器(16)、第二排出口(31)各个装置高真空输送泵，第一冷井(13)高效真空泵(15)。

7、根据权利要求6所述的利用分子蒸馏技术生产生物柴油的装置，其特征在于：

所述的高效旋转薄膜蒸发器(11)和短程蒸馏器(16)各个装置，超音波发生器(11`)(16`)超音波发生器(11`)(16`)除去杂质与甘油分流化，有效构成。

8、根据权利要求6所述的利用分子蒸馏技术生产生物柴油的装置，其特征在于：

所述的物料储罐(3)由入口电处理装置(40)引出排出管(41)，电处理装置(40)过滤(42)内入第一电处理组(43)和中心磁石体，在磁石体(44)周边充电BIO圆型陶瓷球(45)，第二电处理组(46)、前段沸石充电层(47)石灰石充电层(48)、麦饭石充电层(49)顺次形成；第三处理组统一构成，上述第三处理组(50)、第四处理组(51)顺次连接在排管；第一电处理组(43)供给原料通过第四电处理组(51)物料储罐油入。

Images