CN101260310A - 一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法，将破碎后的含油籽实和氧化钙、甲醇或乙醇、乳化剂混合后，在酯交换反应器中进行剪切反应，反应结束后反应物进入离心分离机，分离出的粗脂肪酸甲(乙)酯经蒸馏后得到生物柴油。一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的装置，包含若干原料储罐、与原料储罐管路连接的混合罐、与混合罐管路连接的酯交换反应器、与酯交换反应器管路连接的离心分离机，与离心分离机管路连接的若干蒸馏塔和干燥机；所述的酯交换反应器包含管路连接的两个剪切机和两个静态混合器，通过两个三通阀门进行交错设置。本发明提供的一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置，工艺简单，反应速度快，效率高，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置
背景技术
目前生产生物柴油的方法，均采用除去各种杂质纯化后的油脂作为原料，但是由于油脂提取和纯化所涉及的工艺复杂，使得生产成本大幅提高。目前采用的酯化工艺，均采用一般搅拌，使反应物之间的接触效率不高，反应速度慢，时间长，反应效率低。
发明内容
本发明提供的一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置，工艺简单，反应速度快，效率高，生产成本低。
为了达到上述目的，本发明提供了一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法，包含以下步骤：
步骤1、混合：将破碎后的含油籽实(油菜籽、大豆、米糠、棉籽)、粉碎的经活化处理的氧化钙(CaO)碱催化剂、甲醇或乙醇、乳化剂(硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸单甘油脂等)按比例在混合罐中进行混合，所述的破碎后的含油籽实、粉碎的经活化处理的氧化钙(CaO)碱催化剂、甲醇或乙醇、乳化剂的重量比例为1∶(0.005～0.05)∶(1.5～5)∶(0.005～0.05)；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在60℃～75℃条件下进行剪切反应30分钟至3小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸甲(乙)酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸甲(乙)酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇(乙醇)及生物柴油，粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇(乙醇)和精制甘油，生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出甲醇(乙醇)，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的甲醇(乙醇)，被回收到甲醇(乙醇)储罐内。
步骤1中的含油籽实还可以用未经提纯的含油动物组织代替，或者用各种废弃油脂代替。
本发明还提供了一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的装置，包含若干原料储罐、与原料储罐管路连接的混合罐、与混合罐管路连接的酯交换反应器、与酯交换反应器管路连接的离心分离机，还包含与所述的离心分离机管路连接的若干蒸馏塔和干燥机；
所述的原料储罐分别储存反应所需的原料；
所述的混合罐将原料储罐中的原料进行混合后，输送到酯交换反应器；
所述的酯交换反应器包含管路连接的两个剪切机和两个静态混合器，通过两个三通阀门进行交错设置，第一个三通阀门连接所述的混合罐，第二个三通阀门连接所述的离心分离机，混合罐中的料液通过第一个三通阀门进入酯交换反应器后，依次经过第一剪切机、第二静态混合器、第二剪切机、第一静态混合器，再进入第一剪切机，以上述的循环方式不断地进行酯交换反应，转化率大于85％；
所述的离心分离机将经过酯交换反应器后的料液进行分离，得到粗脂肪酸甲(乙)酯、粗甘油和残渣；
所述的蒸馏塔分别对离心分离机分离出的粗脂肪酸甲(乙)酯和粗甘油进行蒸馏，得到产物精制生物柴油和副产物精制甘油，并将蒸馏得到的甲醇(乙醇)回收到甲醇(乙醇)储罐中；
所述的干燥机对离心分离机分离出的残渣进行干燥，得到副产物干燥的残渣，并将得到的甲醇(乙醇)回收到甲醇(乙醇)储罐中；
本发明提供的一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置，工艺简单，反应速度快，效率高，生产成本低。
附图说明
图1是本发明提供的一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法的流程图；
图2是本发明提供的一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的装置的结构示意图。
具体实施方式
以下根据图1和图2，具体说明本发明的较佳实施方式：
如图1所示，本发明提供了一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法，包含以下步骤：
步骤1、混合：将破碎后的含油籽实、粉碎的经活化处理的氧化钙(CaO)碱催化剂、甲醇或乙醇、乳化剂(硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸单甘油脂等)按重量比例1∶0.005～0.05∶1.5～5∶0.005～0.05在混合罐中进行混合；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在60℃～75℃条件下进行剪切反应30分钟至3小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸甲(乙)酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸甲(乙)酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇(乙醇)及生物柴油，粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇(乙醇)和精制甘油，生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出甲醇(乙醇)，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的甲醇(乙醇)，被回收到甲醇(乙醇)储罐内。
实施例1
步骤1、混合：将经过粉碎并干燥处理后的油菜籽2000kg、无水乙醇4000kg、粉碎的氧化钙20kg、粉末状硬脂酸钠20kg在混合罐中进行混合；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在70℃条件下进行剪切反应1小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸乙酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸乙酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出乙醇及生物柴油，在100℃～220℃时分离得到生物柴油578kg；粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出乙醇和精制甘油；生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出乙醇，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的乙醇被回收到乙醇储罐内。
实施例2
步骤1、混合：将经过粉碎并干燥处理后的油菜籽2000kg、甲醇4000kg、粉碎的氧化钙20kg、粉末状硬脂酸钠20kg在混合罐中进行混合；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在65℃条件下进行剪切反应1小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸甲酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸甲酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇及生物柴油，在100℃～220℃时分离得到生物柴油573kg；粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇和精制甘油；生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出甲醇，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的甲醇被回收到甲醇储罐内。
实施例3
步骤1、混合：将经过粉碎并干燥处理后的大豆粉2000kg、无水乙醇4000kg、粉碎的氧化钙20kg、粉末状硬脂酸钙22kg在混合罐中进行混合；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在70℃条件下进行剪切反应1小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸乙酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸乙酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出乙醇及生物柴油，在100℃～220℃时分离得到生物柴油305kg；粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出乙醇和精制甘油；生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出乙醇，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的乙醇被回收到乙醇储罐内。
实施例4
步骤1、混合：将经过粉碎并干燥处理后的大豆粉2000kg、甲醇4000kg、粉碎的氧化钙20kg、粉末状硬脂酸钙22kg在混合罐中进行混合；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在65℃条件下进行剪切反应1小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸甲酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸甲酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇及生物柴油，在100℃～220℃时分离得到生物柴油306kg；粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇和精制甘油；生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出甲醇，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的甲醇被回收到甲醇储罐内。
实施例5
步骤1、混合：将经过粉碎并干燥处理后的去壳棉籽粉2000kg、无水乙醇4000kg、粉碎的氧化钙20kg、粉末状硬脂酸单甘油酯16kg在混合罐中进行混合；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在70℃条件下进行剪切反应1小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸乙酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸乙酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出乙醇及生物柴油，在100℃～220℃时分离得到生物柴油312kg；粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出乙醇和精制甘油；生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出乙醇，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的乙醇被回收到乙醇储罐内。
实施例6
步骤1、混合：将经过粉碎并干燥处理后的去壳棉籽粉2000kg、甲醇4000kg、粉碎的氧化钙20kg、粉末状硬脂酸单甘油酯16kg在混合罐中进行混合；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在65℃条件下进行剪切反应1小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸甲酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸甲酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇及生物柴油，在100℃～220℃时分离得到生物柴油308kg；粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇和精制甘油；生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出甲醇，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的甲醇被回收到甲醇储罐内。
如图2所示，本发明还提供了一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的装置，包含若干原料储罐101、与原料储罐101管路连接的混合罐102、与混合罐102管路连接的酯交换反应器103、与酯交换反应器103管路连接的离心分离机104，还包含与所述的离心分离机104管路连接的若干蒸馏塔105和干燥机106；
所述的原料储罐101分别储存反应所需的原料；
所述的混合罐102将原料储罐101中的原料进行混合后，输送到酯交换反应器103；
所述的酯交换反应器103包含管路连接的两个剪切机和两个静态混合器，通过两个三通阀门进行交错设置，第一个三通阀门1031连接所述的混合罐102，第二个三通阀门1032连接所述的离心分离机104，混合罐102中的料液通过第一个三通阀门1031进入酯交换反应器103后，依次经过第一剪切机1033、第二静态混合器1034、第二剪切机1035、第一静态混合器1036，再进入第一剪切机1033，以上述的循环方式不断地进行酯交换反应，转化率大于85％；
本实施例中，剪切机的型号为SB450/1/2，离心分离机的型号为LW630×1860N，静态混合器的型号为SX-125/500静态混合器；
所述的离心分离机104将经过酯交换反应器103后的料液进行分离，得到粗脂肪酸甲(乙)酯、粗甘油和残渣；
所述的蒸馏塔105分别对离心分离机104分离出的粗脂肪酸甲(乙)酯和粗甘油进行蒸馏，得到产物精制生物柴油和副产物精制甘油，并将蒸馏得到的甲醇(乙醇)回收到甲醇(乙醇)储罐中；
所述的干燥机106对离心分离机104分离出的残渣进行干燥，得到副产物干燥的残渣，并将得到的甲醇(乙醇)回收到甲醇(乙醇)储罐中；
本发明提供的一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置，工艺简单，反应速度快，效率高，生产成本低。
Claims (6)
1. 一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1、混合：将破碎后的含油籽实、粉碎的经活化处理的氧化钙碱催化剂、甲醇或乙醇、乳化剂按比例在混合罐中进行混合，所述的破碎后的含油籽实、粉碎的经活化处理的氧化钙碱催化剂、甲醇或乙醇、乳化剂的比例为1∶(0.005～0.05)∶(1.5～5)∶(0.005～0.05)；
步骤2、反应：混合后的原料进入酯交换反应器中，在60℃～75℃条件下进行剪切反应30分钟至3小时；
步骤3、分离：步骤2中的反应结束后反应物进入离心分离机，分别分离出粗脂肪酸甲酯或者粗脂肪酸乙酯、粗甘油和残渣；
步骤4、蒸馏：粗脂肪酸甲酯或者粗脂肪酸乙酯进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇或者乙醇及生物柴油，粗甘油进入蒸馏塔，通过蒸馏分离出甲醇或者乙醇和精制甘油，生物柴油即为本发明的最终产物，而精制甘油为附加产物；
步骤5、干燥：残渣通过干燥分离出甲醇或者乙醇，干燥后残渣作为本发明的附加产物，可作为动物饲料；
步骤6、回收：步骤4和步骤6中分离出的甲醇或者乙醇，被回收到甲醇或者乙醇储罐内。
2. 如权利要求1所述的直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法，其特征在于，所述的含油籽实为油菜籽，或者大豆，或者米糠，或者棉籽。
3. 如权利要求1所述的直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法，其特征在于，所述步骤1中的乳化剂为硬脂酸钠，或者硬脂酸甘油脂，或者硬脂酸单甘油脂。
4. 如权利要求1所述的直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法，其特征在于，所述步骤1中的含油籽实还可以用未经提纯的含油动物组织代替，或者用各种废弃油脂代替。
5. 一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的装置，其特征在于，包含若干原料储罐(101)、与原料储罐(101)管路连接的混合罐(102)、与混合罐(102)管路连接的酯交换反应器(103)、与酯交换反应器(103)管路连接的离心分离机(104)，还包含与所述的离心分离机(104)管路连接的若干蒸馏塔(105)和干燥机(106)；
所述的酯交换反应器(103)包含管路连接的两个剪切机和两个静态混合器，通过两个三通阀门进行交错设置，第一个三通阀门(1031)连接所述的混合罐(102)，第二个三通阀门(1032)连接所述的离心分离机(104)。
6. 如权利要求1和权利要求5所述的直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置，其特征在于，在所述酯交换反应器中进行酯交换反应时，所述混合罐(102)中的料液通过第一个三通阀门(1031)进入酯交换反应器(103)后，依次经过第一剪切机(1033)、第二静态混合器(1034)、第二剪切机(1035)、第一静态混合器(1036)，再进入第一剪切机(1033)，以上述的循环方式不断地进行酯交换反应。
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| CNA2007100378369A CN101260310A (zh) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | 一种直接使用含油植物籽实生产生物柴油的方法和装置 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN101260310A (zh) |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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