CN103194255A - 催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法，包括如下步骤：1）以废弃动植物油酯为原料，去掉杂质，用加热器将脱杂后的动植物油脂加热至90～95℃，经过闪蒸系统将加热后的动植物油脂脱水至含水量低于0.2％；2）将脱水脱杂后的废弃动植物油脂泵入催化反应釜，在催化反应釜内加入复合催化剂，搅拌加热到290℃，维持反应温度在290-320℃；3）将产生的气体导入蒸馏塔，通过蒸馏塔分离得到生物燃气、生物汽油、生物柴油和的锅炉燃料；与传统的酯化法或酯交换法生产生物柴油相比，本工艺用复合催化剂取代浓硫酸作催化剂，且不用甲醇，对环境污染小，对设备无腐蚀，没有污水排放。发明既节约了资源，又消除了目前废弃动植物油脂流回餐桌的危害，实现了变废为宝。

Description

催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法

技术领域

本发明涉及燃料的生产方法，具体涉及一种催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法。

 

背景技术

我国是世界上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，在现在的能源消耗构成中，除煤炭能够满足自给外，石油和天然气供给远远满足不了经济发展的需要，特别是石油，我国2003年消耗石油2.5亿吨，从国际市场上进口高达9,100万吨，国际依存度高达36.4%，从各种渠道得到的数据表明，2004年我国石油进口量突破亿吨大关，达到1.2亿吨，石油的国际依存度也突破40%。国际石油价格的高涨，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。

     在这样的背景情况下，可再生清洁能源的研究和开发对我国不仅具有非常重要的现实意义，同时还具有非常重要的战略意义。为此我国有相当一些科研人员和研究机构开展了这方面的研究工作，国家多年来也在各类政府资助的科研项目中予以立项和经费支持，取得了一大批具有价值的科研成果。随着人类对石油资源需求的不断增大和环保意识的不断增强，加之可利用的石油资源不断减少，生物能源作为一种新型能源，越来越显示出其良好的发展和应用前景。

另一方面，为了避免废弃动植物油脂流回餐桌危害人民群众身体健康或直接排放污染环境，近几年来，各省市相继出台餐厨垃圾管理办法，办法规定将餐厨垃圾集中收集处理，如何将废弃动植物油脂转化为清洁燃料、实现变废为宝的资源化利用，是一个重大的研究课题。传统利用废弃动植物油脂生产燃料技术一般采用将原料经预处理，浓硫酸催化水解成游离脂肪酸，然后在浓硫酸催化下与甲醇进行酯化反应，蒸馏得到生物柴油。这种技术在生产过程中需要大量的浓硫酸和甲醇，存在对原材料要求高、生产过程污染重、能耗高、产率低，产品质量不稳定、生产工艺复杂、设备腐蚀严重等系列弊端，难于实现产业化生产。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法，该方法对原材料要求低、生产过程无污染、能耗低、产率高、可同时得到生物燃气、生物汽油、生物柴油和重质生物燃油（锅炉燃料）等多种清洁燃料，工艺简单、易实现产业化生产。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法，包括如下步骤：

1）以废弃动植物油酯为原料，去掉杂质，用加热器将脱杂后的动植物油脂加热至90～95℃，经过闪蒸系统将动植物油脂脱水至含水量低于0.2％；

2）将脱水脱杂后的废弃动植物油脂泵入催化反应釜，在催化反应釜内加入复合催化剂，搅拌加热到290℃，维持反应温度在290-320℃；

所述复合催化剂为纳米硅酸铝和纳米三氧化二铝的混合物，纳米硅酸铝的重量占经脱水脱杂后动植物油酯重量的2%，纳米三氧化二铝的重量占经脱水脱杂后动植物油酯重量的2%；

3）将催化反应釜中产生的气体导入蒸馏塔，根据产物沸点不同，通过蒸馏塔分离得到生物燃气、生物汽油、生物柴油和锅炉燃料。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明是一种以废弃动植物油酯（潲水油、地沟油等）为原料，来源丰富，价格低廉。本工艺原料适用范围宽，种类包括动植物油脂、潲水油、地沟油、火锅油及酸化油等，对原料酸值没有限制。由于生物汽油、生物柴油与矿物汽柴油分子结构类似，相互间具有优异的可调合性。

2、与传统的酯化法或酯交换法生产生物柴油相比，本工艺用固体催化剂取代浓硫酸作催化剂，且不用甲醇，对环境污染小，对设备无腐蚀，没有污水排放。发明既节约了资源，又消除了目前废弃动植物油脂流回餐桌的危害，实现了变废为宝。

3、通过本工艺方法制备的清洁燃料理化性能指标较好，燃烧性能优良，热值高，完全能直接使用。

 

具体实施方式

一种催化裂化废弃动植物油脂高效生产清洁燃料方法，具体步骤如下：

(1)将一定量的动植物油酯经过过滤，使杂质含量<0.1%，将去掉杂质后的动植物油脂用加热器加热至90～95℃，将加热后的动植物油酯经过闪蒸系统快速脱水，使水分含量<0.2%。动植物油脂可采用废弃的潲水油、地沟油、火锅油和酸化油等，也可以采用普通的动植物油脂。

(2)将脱水脱杂后的废弃动植物油脂泵入催化反应釜内，在催化反应釜内加入经复合好的复合催化剂，搅拌加热到290℃，维持反应温度在290-320℃。

复合催化剂为纳米硅酸铝和纳米三氧化二铝的混合物，其中，纳米硅酸铝的重量占经脱水脱杂后动植物油酯重量的2%，纳米三氧化二铝的重量占经脱水脱杂后动植物油酯重量的2%。

 (3)将催化裂化产生的气体导入蒸馏塔内进行减压蒸馏，根据产物沸点不同，通过蒸馏塔分离分别得到约10%的生物燃气（沸点-5℃）、10%的生物汽油（沸点20℃）、70%生物柴油（沸点130℃）和10%的锅炉燃料（沸点290℃）。

该方法可加工原料范围宽，生产过程污染小。由于得到的清洁燃料与矿物燃料分子结构类似，相互间具有优异的可调合性。原料转化率近100%；所得生物柴油十六烷值不低于46,生物汽油辛烷值不低于70，其他理化指标均符合车用柴油和车用汽油国家标准要求（见附表），锅炉燃料热值不低于3.7×10⁷KJ/Kg。

本发明既节约了资源，又消除了目前废弃动植物油脂流回餐桌的危害，变废为宝。

下表为生物柴油理化性能指标：

以下为生物汽油理化指标：

Claims (1)

1.催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）以废弃动植物油酯为原料，去掉杂质，用加热器将脱杂后的动植物油脂加热至90～95℃，经过闪蒸系统将加热后的动植物油脂脱水至含水量低于0.2％；

2）将脱水脱杂后的废弃动植物油脂泵入催化反应釜，在催化反应釜内加入复合催化剂，搅拌加热到290℃，维持反应温度在290-320℃；

所述复合催化剂为纳米硅酸铝和纳米三氧化二铝的混合物，纳米硅酸铝的重量占经脱水脱杂后动植物油酯重量的2%，纳米三氧化二铝的重量占经脱水脱杂后动植物油酯重量的2%；

3）将催化反应釜中产生的气体导入蒸馏塔，根据产物沸点不同，通过蒸馏塔分离得到生物燃气、生物汽油、生物柴油和锅炉燃料。