CN101117587B - 移动式生物柴油生产设备及其工艺流程 - Google Patents

移动式生物柴油生产设备及其工艺流程 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种以回收油脂与甲醇反应制备生物柴油的移动式生物柴油生产设备及其工艺流程；生产设备使用管式反应炉为主要设备，所有设备安装在一个集装箱大小的便于搬运的框架内；工艺流程为：油脂和甲醇在反应炉内高温下发生预热、酯化、脱羧等使油脂转化为脂肪酸甲酯，少量未转化的脂肪酸脱羧变成烃类，反应物经分段冷凝得到蒸馏过的柴油。本发明的成套设备集中在一个集装箱大小的框架内，便于搬运和投产，达到标准化装备和标准化技术的要求，使投资低成本、回报高效益。

Description

移动式生物柴油生产设备及其工艺流程
技术领域
本发明属于化工领域，更具体涉及一种以回收油脂与甲醇反应制备生物柴油的移动式生物柴油生产设备及其工艺流程。
背景技术
以油脂为原料，经甲醇酯化得到的脂肪酸甲酯可以作为柴油机燃料，通称生物柴油。生物柴油是一种可再生的绿色能源正在快速发展中。欧美生产生物柴油多以碱炼菜籽油和大豆油为原料，采用碱催化与甲醇酯交换法生产。餐饮废油及地沟油等的主要成分也是脂肪酸，可以与甲醇反应合成脂肪酸甲酯。但回收油脂杂质多，酸价高，不能用碱催化酯交换法。用硫酸，磺酸等作为催化剂的酸性酯化法，反应时间长，操作不方便，又有废酸要处理，不是一种理想的方法。在加压和加温条件下，甲酯与回收油酯在无催化剂的条件下，可以生成脂肪酸甲酯，经减压蒸馏得到符合国标的生物柴油。
但是现在的生物柴油存在生产工艺复杂，设备庞大等技术问题，而且餐饮废油及地沟油等回收油脂资源比较分散并柴油的消费者也是分散的，原料及产品的来回运输也造成了很大成本的浪费。
发明目的
本发明针对上述问题，提供一种移动式生物柴油生产设备及其工艺流程。本生产设备简单，可成套制造并安装在一个集装箱大小的便于搬运的框架内，便于移动，可将此装置运到适当的生产场地通电通水后即可注入原料，经过加工生产出生物柴油，避免了原料及产品的来回运输成本，生产成本低；本生产设备的工艺流程简单，产品质量好，污染小，经济效益高。
本发明的一种移动式生物柴油生产设备，其特征在于：包括用于存放油脂原料的原料罐1和存放甲醇的甲醇罐2，所述原料罐1和甲醇罐2分别通过设有泵的管路与静态混合器5连接，所述静态混合器5通过管路连接与管式反应炉6；所述管式反应炉6还连接有闪蒸器7；所述闪蒸器7连接有残液贮罐14，所述闪蒸器7还通过馏分输出管路连接第一冷凝器8，所述第一冷凝器8通过第一气液分离器11、冷却器13连接生物柴油成品贮罐15；所述第一气液分离器11还连接有第二冷凝器9，所述第二冷凝器9通过第二气液分离器12连接半成品贮罐16；所述第二气液分离器12还连接有第三冷凝器10，所述第三冷凝器10连接甲醇回收罐17；以上所述设备安装在一个集装箱大小的便于搬运的框架内。
本发明的移动式生物柴油生产设备的工艺流程，其特征在于：原料罐1中油脂原料经过泵3送入静态混合器5，甲醇罐2中的甲醇经过泵4送入静态混合器5，两者在静态混合器5混合后输入管式反应炉进行反应，所述反应温度为300-600℃，反应压力为1-15Mpa；反应时间为1-20分钟；反应完后的馏分进入闪蒸器7在360℃温度下分离出高沸点馏份至残液贮罐14；在闪蒸器7中未冷凝的气体进入第一冷凝器8降温至220℃冷凝出的部分即为蒸馏过的产品生物柴油；在第一冷凝器8中未冷凝的气体进入第二冷凝器9冷却到80℃，分离出含水的中间馏份，在第二冷凝器9中未冷凝的气体进入第三冷凝器10回收甲醇。
本发明的显着优点在于：
(1)根据试验发现：油脂与甲醇在无催化条件下反应时，对反应速率影响最大的因素是反应温度，其次才是压力和配料比。因此，本发明选择的的反应温度为300-600℃，在该温度下的反应速度快，而且反应设备设计相对较小并且非常简化。
(2)本发明的设备安装在一个集装箱大小的框架内，便于搬运，运到生产场地后，接上水电及配套储罐，注入原料即可生产，避免了原料及产品的来回运输成本，使生产成本降低，生产效益显着提高。
(3)本发明的工艺流程简单，并采用DCS控制系统实现自动控制操作，控制方便。
(4)本发明的产品是经过蒸馏，质量好，柴油得率可达90％左右。
附图说明
图1是本发明的移动式生物柴油生产设备示意图，其中1原料罐，2甲醇罐，3泵，4泵，5静态混合器，6管式反应炉，7闪蒸器，  8第一冷凝器，9第二冷凝器，10第三冷凝器，11第一气液分离器，12第二气液分离器，13冷却器，14残液贮罐，15生物柴油成品贮罐，16半成品贮罐， 17甲醇回收罐，18阻火器，19框架。
具体实施方式
根据本发明的移动式生物柴油生产设备进行生物柴油的生产；其中甲醇回收罐17上还设置有阻火器18；所用的泵为三柱塞泵。
具体工艺流程如下：原料罐1中油脂原料经过泵3送入静态混合器5，甲醇罐2中的甲醇经过泵4送入静态混合器5，两者在静态混合器5混合后输入管式反应炉进行反应，所述反应温度为300-600℃，反应压力为1-15Mpa；反应时间为1-20分钟；反应完后的馏分进入闪蒸器7在360℃温度下分离出高沸点馏份至残液贮罐14；在闪蒸器7中未冷凝的气体进入第一冷凝器8降温至220℃冷凝出的部分即为蒸馏过的产品生物柴油；在第一冷凝器8中未冷凝的气体进入第二冷凝器9冷却到80℃，分离出含水的中间馏份，在第二冷凝器9中未冷凝的气体进入第三冷凝器10回收甲醇。
第三冷凝器10中未冷凝的气体经焚化处理后排放；所用的油脂原料为回收油脂，包括餐饮废油、地沟油、食用油精炼过程得到的酸化油和脱臭馏出物中的一种或几种。
油脂原料与甲醇的配料比为摩尔比为：1∶0.5至1∶50。
以上所述的工艺流程采用DCS控制系统实现自动控制操作。

Claims (6)

1.一种移动式生物柴油生产设备，其特征在于：包括用于存放油脂原料的原料罐1和存放甲醇的甲醇罐2，所述原料罐1和甲醇罐2分别通过设有泵的管路与静态混合器5连接，所述静态混合器5通过管路连接与管式反应炉6；所述管式反应炉6还连接有闪蒸器7；所述闪蒸器7连接有残液贮罐14，所述闪蒸器7还通过馏分输出管路连接第一冷凝器8，所述第一冷凝器8通过第一气液分离器11、冷却器13连接生物柴油成品贮罐15；所述第一气液分离器11还连接有第二冷凝器9，所述第二冷凝器9通过第二气液分离器12连接半成品贮罐16；所述第二气液分离器12还连接有第三冷凝器10，所述第三冷凝器10连接甲醇回收罐17；以上所述设备安装在一个集装箱大小的便于搬运的框架内；所述甲醇回收罐17上还设置有阻火器18。
2.根据权利要求1所述的移动式生物柴油生产设备，其特征在于：所述泵为三柱塞泵。
3.一种如权利要求1或2的移动式生物柴油生产设备的工艺流程，其特征在于：原料罐1中油脂原料经过泵3送入静态混合器5，甲醇罐2中的甲醇经过泵4送入静态混合器5，两者在静态混合器5混合后输入管式反应炉进行反应，所述反应温度为300-600℃，反应压力为1-15Mpa；反应时间为1-20分钟；反应完后的馏分进入闪蒸器7在360℃温度下分离出高沸点馏份至残液贮罐14；在闪蒸器7中未冷凝的气体进入第一冷凝器8降温至220℃冷凝出的部分即为蒸馏过的产品生物柴油；在第一冷凝器8中未冷凝的气体进入第二冷凝器9冷却到80℃，分离出含水的中间馏份，在第二冷凝器9中未冷凝的气体进入第三冷凝器10回收甲醇；所述油脂原料与甲醇的配料比为摩尔比为：1∶0.5至1∶50；所述工艺流程采用DCS控制系统实现自动控制操作。
4.根据权利要求3的移动式生物柴油生产设备的工艺流程，其特征在于：所述第三冷凝器10中未冷凝的气体经焚化处理后排放。
5.根据权利要求3的移动式生物柴油生产设备的工艺流程，其特征在于：所述油脂原料为回收油脂。
6.根据权利要求5的移动式生物柴油生产设备的工艺流程，其特征在于：所述回收油脂为餐饮废油、地沟油、食用油精炼过程得到的酸化油和脱臭馏出物中的一种或几种。
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