CN102533449A

CN102533449A - 一种连续净化回收生活污油的方法

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Publication number: CN102533449A
Application number: CN2010106026670A
Authority: CN
Inventors: 陈淑芬; 陈天晓; 陈榕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: CN102533449B

Abstract

本发明涉及一种连续处理回收生活污油的方法，其特征在于以生活污油为原料，在加热、搅拌条件下加入酸，经过滤除去酸渣。将浆渣注入碱溶液中和后，经换热后进入中温沉降器沉降后经加热炉，进入高温过滤塔分离，气态组分进入冷却塔冷却，得到目的产物。水经处理循环使用。粗渣经高温蒸煮、过滤，油层返回原料重新利用，固体废渣留做他用。本发明实现了生活污油净化连续化，原料来源广泛，工艺路线短，热量利用充分，生产成本低，对环境无二次污染；浆渣处理过程中加入碱，为油、水和渣分离完全和减少工艺用水量奠定了基础；生产装置操作弹性灵活，参数调整范围较宽；改变了国内生活污油处理回收规模小，技术落后的局面。

Description

一种连续净化回收生活污油的方法

技术领域

本发明涉及一种常压高温连续处理生活污油的方法，特别是利用生活污油为原料，高温连续制取有机化工原料——甘油三酯和脂肪酸等的混合物。

背景技术

所谓的“生活污油”实际是一个泛指概念，确切称呼应为废弃油脂。具体包含三类：一是家庭或饭店、宾馆的泔水、洗刷餐具过程中随水流入下水道中的各种油脂、食品残渣(包括米饭、面条、各种菜叶、辣椒、花椒等)以及木筷等形成的组成复杂的混合物，这些物质经过生物发酵，形成一种褐色、粘稠、具有恶臭的粥状体，经过简单加工、提炼出的油；二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油；三是用于油炸食品的油使用次数超过规定后，再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。

防止回收的生活污油返回食物链，直接危害人们的身体健康，是每个城市面临急待解决的问题。故将生活污油作为一项工程，合理回收、精制，用于制备高级脂肪酸的原料，既可净化生活污物排放，杜绝生活污油的重新流入渗透饮食市场，又可为社会提供一种廉价的有机化工生产原料，造福社会，具有很好的社会和环保意义。

以往生活污油回收利用多以获得脂肪酸甲酯，即生物柴油为目的，采用生活污油酸化后分离、精制，再与甲醇进行酯化和酯交换反应。该方法不失为合理利用生活污油重要途经。但是，我国在发展生物柴油方面与国外相比还有相当大的差距，长期徘徊在初级研究阶段，未能形成生物柴油的产业化。

CN200310111696.7公开了一种利用高酸值动植物油脂生产生物柴油的方法，该发明涉及利用高酸值动植物油脂生产生物柴油的方法，更具体地说是以高酸值动植物油脂为原料，经过与甘油在强酸催化剂的存在下进行酯化，并采用共沸蒸馏溶剂蒸出酯化反应生成的水分得到酯化混合物；酯化混合物与甲醇混合在强碱催化剂下进行转酯化反应，脱除反应生成的甘油，再水洗脂肪酸甲酯得到水洗粗酯；对水洗粗酯进行冬化脱除高溶点物质得到脂肪酸甲酯——生物柴油。

CN200510200025.7公开了一种快速制备生物柴油的方法。该方法以动植物油脂、酸败了的动植物油脂、回收的各种煎炸油或潲水油为原料，加入由十二烷基硫酸钠与氢氧化钠混合制得的催化剂与甲醇或乙醇在密闭容器中作酯交换反应，再经分离、蒸馏和过滤得到生物柴油。

CN200510100139.4公开了一种利用高酸值动植物油下脚料生产生物柴油的方法，其特别之处在于以无机酸或无机酸与有机酸的复配物作催化剂，按常规的油醇摩尔比(即1∶3～6)在加热的条件下对高酸值油下脚料进行酯化，酯化反应时间为3～5小时，在临近酯化结束前0.5～1小时补加促进剂，最后通过沉降、水洗的方法分离掉非目的产品部分，得到合格的粗酯，然后蒸馏分离粗酯，最后得到成品生物柴油，促进剂是带有一定乳化能力的且弱酸性的有机物，如烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠、烷基羧酸的混合物。

CN200510131852.5涉及一种将废弃的植物油转化为生物柴油的新工艺。此工艺采用酯交换法，以废弃的动植物油脂或者高酸值潲水油为原料，加入小分子醇类，以浓硫酸、浓磷酸为催化剂，在常压下进行酯交换反应，反应时间在5～7个小时，将反应物蒸馏除去过量的甲醇，进行减压蒸馏，即可得到精致的生物柴油；将反应后得到的粗甘油进行后处理，得到精制的甘油。

CN 200610057164.3提供了一种两步催化含酸油脂制备生物柴油的方法，工艺步骤为：酸催化-酸沉淀-碱催化。首先将含酸油脂，甲醇和硫酸按100∶15～50∶0.5～2混合后放入反应器中反应，反应温度控制在40～80℃。反应停止后混合液中加入BaCO₃与剩余硫酸反应后得到固体盐，通过沉淀过滤去掉固体盐。往滤液中再次加入甲醇，用碱NaOH或KOH作催化剂，将剩余油脂进一步酯化，酯化率可以达到95％以上。反应结束后静置分层，上层为粗制产品，下层为甘油和甲醇的混合物。将上层粗酯精馏后得生物柴油，下层精馏得到甲醇和甘油，甲醇可再循环使用，釜底液可作肥料或重油。

发明内容

本发明的目的是克服现有生活污油处理技术不足，提供一种常压高温连续净化回收生活污油的方法。通过酸化、中和、高温沉降和高温过滤等手段达到油水分离，再经冷却得到甘油三酯和脂肪酸等的混合物。改变以往生活污油处理需加催化剂、破胶剂、吸附剂等繁琐工艺过程，实现常压高温连续操作，进而缩短工艺路线，大幅度降低投资，缩短反应时间，提高装置生产能力。

本发明的步骤是：

第一步：酸化

将原料——生活污油由泵输送至反应器，搅拌下加入原料重量的0.2～2%的酸溶液，加热至80～100℃，时间为20～100min，过滤除去酸渣得到渣浆。

第二步：中和

搅拌下在渣浆中注入浓度15～30wt%、温度60～80℃碱溶液，中和渣浆，调pH为5～8，过滤除去碱渣后送至换热器换热。

第三步：中温沉降

中和后的渣浆经过换热器加热至80～105℃，进入沉降器沉降5～20min，除去粗渣。

第四步：高温过滤

沉降后的渣浆经加热炉（最好为管式加热炉）加热至180～320℃后进入高温过滤塔，常压滤去固态杂质（细渣），引出气态反应产物，冷却后得到产品。

本发明中酸溶液最好是浓的无机酸，如浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、浓磷酸等，特别推荐使用浓硫酸，特别是95~98wt%的浓硫酸；碱溶液最好是NaOH、KOH等。

本发明中沉降器可以是通用沉降器，通常为桶体结构。

本发明中高温过滤塔可以是专用过滤塔，塔式结构，内有耐高温过滤网。

对渣浆进行加热沉降、过滤的目的在于可降低渣浆黏度，优化产物组成，加快过滤速度，缩短反应时间，而较低温实现不了本发明的目的。

本发明中步骤1、4中残渣可以经200～300℃高温蒸煮、过滤，油层返回原料重新利用，固体废渣留做肥料等它用；回收下层水，经处理循环使用。

本发明的产品主要为甘油三酯和脂肪酸等的混合物，除可作为制备生物柴油，其深加工产物则多是高附加值产品，如CN200710020438.6、CN93105958.5等专利以植物油残渣的脂肪酸为原料的醇酸树脂、涂料环氧增塑剂等。

本发明的主要技术特点是：

第一、本发明中运用物理和化学相结合的方法，连续净化回收生活污油。

第二、根据不同生活污油，调节油酸碱比例、反应温度和反应时间，操作灵活；

第三、本发明的酸溶液最好是硫酸，硫酸是强酸和强电解质，可使原料中的蛋白质凝固，中和乳浊状和粘液质的电荷，使其发生凝聚或絮凝；使纤维素物质比其他降解产物溶解性更好；同时能使这些物质全部混溶于硫酸水相之中，提高了油、水分离效果。

第四、加碱中和，抑制有机羧酸酯水解的可逆反应，既提高了原料的利用率，又防止了含酸污水等残渣对环境的污染。

第五、整个操作中不加催化剂、破胶剂、吸附剂等，实现常压、中温沉降80～105℃和高温过滤（180～320℃），极大地缩短了反应时间，大幅度降低了投资，提高了生产的安全系数。

本发明的优点在于：

1、减少了废食用油脂对水源与环境的污染，产生极好的经济效益和社会效益。为生活污油找到了一条合适可靠的利用途径，杜绝了生活污油的重新流入渗透饮食市场，具有很好的社会和环保意义。

2、可将废食用油转化成甘油三酯和脂肪酸等的混合物。具有投资少、见效快等优良特点。所得的目标产物可以单独使用，也可用于石油化工、皮革化工和日用化工等领域，可作为制备生物柴油和化工产品的原料。

3、生活污油是废弃物，价格低，易得。一般省会城市一年的生活污油有2～5万吨左右，普通城市一年也有1万吨左右。这对人口众多、幅员辽阔的我国而言，是一个数量可观的原料来源。因此，本发明提供了一种回收利用生活污油的方法，使之变废为宝，成为可再生资源。

附图说明

图1为本发明的一种连续净化回收生活污油的方法的一种工艺流程示意图。

图中： 1-污油储罐 2-酸化反应器 3-中和反应器 4-沉降器 5-高温过滤塔 6-冷却塔 7-原料泵 8.9-换热器 10-油泵 11-加热炉 12,13-冷却器 14,15- 油储罐 ;

A-污油进口 B-注酸口 C-注碱口 D-酸渣 E-碱渣 F-粗渣 G-细渣 H-轻油出口管（﹤C14组分），I-水出口管 J-重油出口管（﹥C14组分）。

具体实施方式

分析方法及标准

酸值：＜60 mg KOH/g GB264-83, 石油产品酸值测定法

凝固点：-5～8℃ GB510-83, 石油产品凝点测定法

实施例1

使用图1所示的工艺流程，在处理能力20Kg/h的小型连续装置上，将取自火锅店的污油经流量计计量由泵输送反应器，搅拌下加入原料重量2%的95~98%浓硫酸，加热至95~100℃，时间30min后过滤掉酸渣。搅拌下在过滤后的渣浆中注入浓度20~25%、60~65℃的NaOH溶液，经计量泵输送至换热器；中和后的浆渣（pH为8）经过换热器换热至90~100℃后，进入沉降器沉降15min，然后经管式加热炉加热至300℃后进入高温过滤塔，常压滤去固态杂质，引出气态反应产物；进入冷却塔6后轻组份（少量油脂和大量水）主要从塔顶出去，少量油脂经冷凝为液体进入储罐；大量重组份油从塔底流出，主要是甘油三酸脂和少量的脂肪酸等的混合物，常温常压下为液体，其酸值为58.6mgKOH/g，凝固点4℃。

粗渣经200～300℃高温蒸煮、过滤，油层返回原料重新利用，固体废渣留做肥料用；回收下层水，经处理循环使用。

实施例2

在实施例1的装置上，以中餐馆泔水油为原料，加35~38%盐酸，加入量为原料重量0.5%，加热至 80~85℃，80min后过滤掉酸渣。搅拌下在过滤后的渣浆中注入温度为70~75℃的饱和Ca(OH)₂溶液；中和后的浆渣（pH为7.5）换热至85~90℃，沉降10min，加热至200℃后常压过滤。冷却后得产品，其酸值为13.5mgKOH/g，凝固点-4℃。

实施例3

在实施例1的装置上，以油炸食品渣油为原料，加70~85%浓磷酸，加入量为原料重量1.5%，加热至95~100℃，100min后过滤掉酸渣。搅拌下在过滤后的渣浆中注入浓度25~30%、温度75~80℃的KOH溶液；中和后的浆渣（pH为6.5）换热至100℃左右，高温沉降20min，加热至320℃后常压过滤。冷却后得产品，其酸值为16.5mgKOH/g，凝固点2℃。

对比例1

采用实施例2的条件，在实施例1的装置上，以中餐馆泔水油为原料，加35~38%盐酸，加入量为原料重量0.5%，加热至 80~85℃，80min后过滤掉酸渣。搅拌下在过滤后的渣浆中，注入常温下的饱和Ca(OH)₂溶液，中和后的浆渣（pH为7.5），换热至85~90℃，沉降10min，加热至200℃后常压过滤。冷却得产品，其酸值为190.5mgKOH/g，凝固点10℃。

对比例2

采用实施例2的条件，在实施例1的装置上，以中餐馆泔水油为原料，加35~38%盐酸，加入量为原料重量0.5%，加热至 80~85℃，80min后过滤掉酸渣。搅拌下在过滤后的渣浆中注入温度为70~75℃的饱和Ca(OH)₂溶液中和后的浆渣（pH为7.5），换热至85~90℃℃，沉降10min，加热至95~100℃后常压过滤。冷却得产品，其酸值为133.5mgKOH/g，凝固点-7℃，色泽浑浊，内有悬浮物。

说明常温中和与低温过滤（低于180～320℃），得到的产品不合格。

Claims

1.一种连续处理回收生活污油的方法，其特征在于该方法为：

第一步：酸化

将原料——生活污油由泵输送至反应器,搅拌下加入原料重量的0.2～2%的酸溶液，加热至80～100℃，时间为20～100min，过滤除去酸渣得到渣浆；

第二步：中和

搅拌下在渣浆中注入浓度15～30wt%、温度60～80℃碱溶液，中和渣浆，调pH为5～8，过滤除去碱渣后送至换热器换热；

第三步：中温沉降

中和后的渣浆经过换热器加热至80～105℃，进入沉降器沉降5～20min，除去粗渣；

第四步：高温过滤

沉降后的渣浆经加热炉加热至180～320℃后进入高温过滤塔，常压滤去固态杂质（细渣），引出气态反应产物，冷却后得到产品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于酸溶液是指浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、浓磷酸。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于酸溶液是指95~98 wt%浓硫酸。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于碱溶液是指NaOH或KOH溶液。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于加热炉为管式加热炉。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤4中粗渣经200～300℃高温蒸煮、过滤，油层返回原料重新利用，固体废渣留做肥料用；回收下层水，经处理循环使用。