CN101892127B - 一种生物柴油的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物柴油的制备方法。油脂在连续酯交换反应器中与经热浴加热后甲醇蒸气发生酯交换反应,反应剩余的甲醇蒸气将反应产物生物柴油带出反应器并进入冷凝器;经控温冷凝后,生物柴油以液态形式从冷凝器底部排出得产品生物柴油。生物柴油可及时分离出反应器,促使反应彻底向正方向进行,同时甲醇气体循环利用,降低了能耗;甲醇气体在反应体系中既作为反应物参与反应,又起搅拌作用;使用介孔固体催化剂,产品易于分离,甘油的回收和提纯简单,产品不用水洗,具有环境友好性;工艺简单、原料适用性广,实现生物柴油的高效连续生产。

Description

一种生物柴油的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及油脂化工技术领域,具体地说是一种生物柴油的制备方法。 背景技术[0002] 生物柴油是一种良好的石化柴油替代品,与石化柴油相比,具有优良的环保性,较好的低温发动机启动性能和安全性能,良好的燃料性能及可再生等特点。目前生物柴油的生产主要以化学酯交换法为主,但是酯交换法对原料要求比较严格,酸值必须低于1.0,并且不能含水,使其应用推广受到了限制。生物柴油制备采用的催化剂多为传统的液体酸碱, 存在废液多,分离困难,对设备要求高、但同时产品需中和、洗涤而带来大量的工业废水,造成环境污染,后处理复杂等缺点。因此,生产工艺简单,产物分离容易的生物柴油制备技术是生物柴油产业发展的关键。发明内容[0003] 本发明针对现有技术存在的不足,提供一种集生物柴油制备和粗产品精制为一体,且原料适用性广和工艺流程简单的生物柴油制备方法。[0004] 本发明的生物柴油的制备方法按以下步聚完成:[0005] 1)连续酯交换和产品精制:将油脂连续加入酯交换反应器中,甲醇气化装置中产生的甲醇蒸气经热浴加热后从酯交换反应器底部安装的气体分布板通入到装有介孔固体碱催化剂的反应器中,在固定床中的介孔固体碱催化剂的作用下甲醇蒸气与油脂发生酯交换反应,反应剩余的甲醇蒸气将反应产物生物柴油带出反应器并进入冷凝器;经控温冷凝后,生物柴油以液态形式从冷凝器底部排出得产品生物柴油,甲醇以气体形式在气体循环泵作用下返回甲醇气化装置回循环利用。操作工艺条件:酯交换反应器的表压为0〜 0. 015MPa,温度为220〜250°C ;甲醇气化装置表压为0〜0. 02MPa,温度为60〜70°C ;热浴温度为200〜250°C,冷凝器温度为100〜120°C,甲醇蒸气流量为80〜IOOm3 ;[0006] 2)粗甘油分离:酯交换反应产生的甘油和未反应的原料从酯交换反应器底部排放出来后进入甘油分离器,从下层分离出来的粗甘油进入甘油回收系统进行回收利用;从上层分离得到的未反应油脂返回酯交换反应器再利用。[0007] 本发明的优点和积极效果:[0008] 1)生物柴油制备与精制同时进行,制备的产物生物柴油可及时分离出反应器,促使反应彻底向正方向进行,同时甲醇气体循环利用,降低了能耗;[0009] 2)甲醇气体在反应体系中既作为反应物参与反应,又起搅拌作用;[0010] 3)使用介孔固体催化剂,产品易于分离,甘油的回收和提纯简单,产品不用水洗, 具有环境友好性;[0011] 4)工艺简单、原料适用性广,可以根据原料的不同特性合理控制工艺条件,实现生物柴油的高效连续生产。附图说明[0012] 图1为本发明的工艺流程,图中序号为:1-甲醇气化装置,2-气体循环泵,3-热浴,4-酯交换反应器,5-粗甘油分离器,6-介孔固体碱催化剂固定床,7-冷凝器具体实施方式[0013] 实施例1 :小桐子生物柴油的制备[0014] 1)连续酯交换和产品精制:将小桐子油连续加入酯交换反应器4中,甲醇气化装置1中产生的甲醇蒸气经热浴3加热后从酯交换反应器4底部安装的气体分布板5通入到装有介孔固体碱催化剂(氧化钙)的反应器中,在固定床7中的介孔固体碱催化剂的作用下甲醇蒸气与小桐子油发生酯交换反应,反应剩余的甲醇蒸气将反应产物生物柴油带出反应器4并进入冷凝器8 ;经控温冷凝后,生物柴油以液态形式从冷凝器8底部排出得产品小桐子油生物柴油,甲醇以气体形式在气体循环泵2作用下返回甲醇气化装置1回循环利用。操作工艺条件:酯交换反应器的表压为O.OlMPa,温度为220°C ;甲醇气化装置表压为 0. 02MPa,温度为65°C ;热浴温度为250°C ;冷凝器温度为100°C,甲醇蒸气流量为90m3。[0015] 2)粗甘油分离:酯交换反应产生的甘油和未反应的小桐子油从酯交换反应器4底部排放出来后进入甘油分离器6,从下层分离出来的粗甘油进入甘油回收系统进行回收利用;从上层分离得到的未反应小桐子油返回酯交换反应器4再利用。[0016] 3)小桐子生物柴油产品的主要性能指标[0017]
Figure CN101892127BD00041
Figure CN101892127BD00051
[0018] 生产的小桐子生物柴油主要性能指标达到BD100生物柴油国家标准。[0019] 实施例2 :菜籽油生物柴油的制备[0020] 1)连续酯交换和产品精制:将菜籽油连续加入酯交换反应器4中,甲醇气化装置 1中产生的甲醇蒸气经热浴3加热后从酯交换反应器4底部安装的气体分布板5通入到装有介孔固体碱催化剂(氧化钡)的反应器中,在固定床7中的介孔固体碱催化剂的作用下甲醇蒸气与菜籽油发生酯交换反应,反应剩余的甲醇蒸气将反应产物生物柴油带出反应器 4并进入冷凝器8 ;经控温冷凝后,生物柴油以液态形式从冷凝器8底部排出得产品菜籽油生物柴油,甲醇以气体形式在气体循环泵2作用下返回甲醇气化装置1回循环利用。操作工艺条件:酯交换反应器的表压为0. 015MPa,温度为250°C;甲醇气化装置表压为0. OlMPa, 温度为70°C ;热浴温度为200°C ;冷凝器温度为120°C,甲醇蒸气流量为100m3。[0021] 2)粗甘油分离:酯交换反应产生的甘油和未反应的菜籽油从酯交换反应器4底部排放出来后进入甘油分离器6,从下层分离出来的粗甘油进入甘油回收系统进行回收利用; 从上层分离得到的未反应菜籽油返回酯交换反应器4再利用。[0022] 3)菜籽油生物柴油产品的主要性能指标[0023]
Figure CN101892127BD00052
Figure CN101892127BD00061
[0024] 生产的菜籽油生物柴油主要性能指标达到BD100生物柴油国家标准。[0025] 以上实施例中的油脂原料还可以用橡胶籽油、大豆油、花生油、棕榈油、茶籽油、工程藻类油脂、猪油、牛油等。

Claims (3)

1. 一种生物柴油的制备方法,其特征在于按以下步聚完成:1)连续酯交换和产品精制:将油脂连续加入酯交换反应器中,甲醇气化装置中产生的甲醇蒸气经热浴加热后从酯交换反应器底部安装的气体分布板通入到装有介孔固体碱催化剂的反应器中,在固定床中的介孔固体碱催化剂的作用下甲醇蒸气与油脂发生酯交换反应,反应剩余的甲醇蒸气将反应产物生物柴油带出反应器并进入冷凝器;经控温冷凝后,生物柴油以液态形式从冷凝器底部排出得产品生物柴油;操作工艺条件:酯交换反应器的表压为0〜0. 015MPa,温度为220〜250°C ;甲醇气化装置表压为0〜0. 02MPa,温度为60〜 700C ;热浴温度为200〜250°C,冷凝器温度为100〜120°C,甲醇蒸气流量为80〜IOOm3 ;2)粗甘油分离:酯交换反应产生的甘油和未反应的原料从酯交换反应器底部排放出来后进入甘油分离器,从下层分离出来的粗甘油进入甘油回收系统进行回收利用;从上层分离得到的未反应油脂返回酯交换反应器再利用。
2.根据权利要求1所述的生物柴油的制备方法,其特征在于所述油脂为小桐子油、橡胶籽油、菜籽油、大豆油、花生油、棕榈油、茶籽油、工程藻类油脂、猪油、牛油中的一种。
3.根据权利1所述的生物柴油的制备方法,其特征在于:所述介孔固体碱催化剂为氧化钡、氧化镁、氧化钙中的一种。
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