CN107663474A - 生物柴油精馏系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生物柴油精馏系统及工艺，涉及化工设备技术领域，包括换热器、闪蒸塔、生物柴油提馏塔和生物柴油精馏塔，换热器包括冷介质通道和热介质通道，所述冷介质通道、所述闪蒸塔、所述生物柴油提馏塔和所述生物柴油精馏塔依次连通，所述生物柴油精馏塔的顶部设置有生物柴油蒸气出口，所述生物柴油蒸气出口与所述热介质通道相连通，所述闪蒸塔的顶部还设置有低沸物出口，用于将低沸物排出，缓解了现有生物柴油精馏系统无法去除低沸物，导致精馏能耗大大增加，并且还会影响生物柴油品质的技术问题，达到了将粗生物柴油通过闪蒸将低沸物去除后再进行提馏和精馏，减少了能源消耗，保证了生物柴油品质稳定性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种生物柴油精馏系统及工艺。
背景技术
生物柴油的精馏是一个涉及高真空高温的单元操作，是整个生物柴油生产系统的主要能耗领域，高真空条件的维持是精馏操作的关键操作，这是因为：粗生物柴油中生物柴油沸点高，在高真空状态下生物柴油沸点可大大降低，同时生物柴油分子中不饱和键含量多，高真空状态下生物柴油沸点降低可避免在高温汽化过程中不饱和键分解。现有的生物柴油精馏系统在潜热回收方面做了很多改进，但是由于无法去除粗生物柴油中携带的甲醇、水和低碳物质等低沸物质，导致这些低沸物质进入精馏系统后会造成精馏系统的真空度降低，不仅会大大增加粗生物柴油精馏过程中的能耗，还会影响生物柴油的品质。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种生物柴油精馏系统，以缓解了现有的生物柴油精馏系统尽管在潜热回收方面做了很多改进，但是无法去除粗生物柴油中携带的甲醇、水和低碳物质等低沸物质，导致这些低沸物质进入精馏系统后会造成精馏系统真空度降低，不仅会大大增加精馏的能耗，还影响生物柴油品质的技术问题。
本发明提供的生物柴油精馏系统，包括换热器、闪蒸塔、生物柴油提馏塔和生物柴油精馏塔，所述换热器包括冷介质通道和热介质通道，所述冷介质通道、所述闪蒸塔、所述生物柴油提馏塔和所述生物柴油精馏塔依次连通，所述生物柴油精馏塔顶部设置有生物柴油蒸气出口，所述生物柴油蒸气出口与所述热介质通道的入口相连通，所述闪蒸塔的顶部还设置有低沸物出口，用于将低沸物排出。
进一步的，所述生物柴油精馏系统还包括轻组份产品罐，所述生物柴油提馏塔的顶部设置有轻组分出口，所述轻组分产品罐与所述轻组分出口相连通，所述轻组分产品罐与所述轻组分出口相连通，所述轻组分产品罐与所述轻组分出口之间设置有第一冷凝器。
进一步的，所述第一冷凝器与所述轻组分产品罐之间设置有轻组分出料泵，所述生物柴油提馏塔的中部设置有轻组分入口，所述第一冷凝器还与所述轻组分入口相连通，且所述第一冷凝器与所述轻组分出口之间设置有轻组分回流泵。
进一步的，所述生物柴油精馏系统还包括生物柴油产品罐，所述生物柴油产品罐与所述热介质通道的出口相连通，所述生物柴油产品罐与所述热介质通道之间设置有第二冷凝器。
进一步的，所述换热器与所述生物柴油产品罐之间设置有生物柴油中间罐，所述生物柴油中间罐与所述生物柴油产品罐之间设置有生物柴油出料泵，所述生物柴油中间罐与所述生物柴油精馏塔之间设置有生物柴油回流泵。
进一步的，所述生物柴油提馏塔与所述生物柴油精馏塔之间设置有提馏出料泵，所述生物柴油精馏塔还连通有沥青产品罐，所述生物柴油精馏塔和所述沥青产品罐之间设置有沥青出料泵。
进一步的，所述换热器包括第一换热器和第二换热其，所述第一换热器包括第一冷介质通道和第一热介质通道，所述第二换热器包括第二冷介质通道和第二热介质通道，所述第二冷介质通道的出口和所述第一冷介质通道的入口相连通，所述第二热介质通道的入口与所述第二热介质通道的出口相连通，所述第一冷介质通道的出口与所述闪蒸塔相连通，所述第一热介质通道的入口与所述生物柴油蒸气出口相连通。
进一步的，所述生物柴油精馏系统还包括低沸物产品罐，所述低沸物产品罐与所述低沸物出口相连通。
本发明的目的之二在于提供一种生物柴油精馏工艺，以缓解了现有的生物柴油精馏系统尽管在潜热回收方面做了很多改进，但是无法去除粗生物柴油中携带的甲醇、水和低碳物质等低沸物质，导致这些低沸物质进入精馏系统后会造成精馏系统真空度降低，不仅会大大增加精馏的能耗，还影响生物柴油品质的技术问题。
本发明提供的生物柴油精馏工艺，包括如下步骤：
(a)将粗生物柴油通过换热器进行预热后，进入闪蒸塔，将低沸物从闪蒸塔中排出后，依次进行提馏和精馏，制得生物柴油蒸气和生物沥青；
(b)将生物柴油蒸气通过换热器进行冷却后，得到生物柴油，同时利用生物柴油蒸气冷却过程中产生的热能用来对粗生物柴油进行预热。
进一步的，在步骤(a)中，将粗生物柴油通过换热器预热至120-180度，再进入闪蒸塔中进行闪蒸。
本发明提供的生物柴油精馏系统，通过换热器将粗生物柴油进行预热后，通过闪蒸塔将预热后的粗生物柴油进行闪蒸，以将粗生物柴油中携带的甲醇、水和低碳物质等低沸物质通过闪蒸从低沸物出口排出后，再将粗生物柴油排入生物柴油提馏塔进行生物柴油提馏，从而有效避免因低沸物质进入生物柴油提馏塔而造成生物柴油提馏塔中的真空度降低，使得生物柴油提馏塔中的真空度能够保持稳定，从而不仅减少了粗生物柴油精馏过程中的能耗，而且保证了生物柴油的品质稳定性。另外，本发明提供的生物柴油精馏系统，将粗生物柴油依次通过换热器、闪蒸塔、生物柴油提馏塔和生物柴油提馏塔，以将粗生物柴油中的杂质去除，得到生物柴油蒸气，在生物柴油蒸气冷却液化的过程中，通过换热器，将释放出的热能用来预热粗生物柴油，从而有效减少了热能损失，提高了热能的综合利用效率。
本发明提供的生物柴油精馏工艺，通过将粗生物柴油进行预热后，排入闪蒸塔中进行闪蒸，以将粗生物柴油中携带的甲醇、水和低碳物质等低沸物质通过闪蒸从低沸物出口排出后，再将粗生物柴油排入生物柴油提馏塔进行生物柴油提馏，从而有效避免因低沸物质进入生物柴油提馏塔而造成生物柴油提馏塔中的真空度降低，使得生物柴油提馏塔中的真空度能够保持稳定，从而不仅减少了粗生物柴油精馏过程中的能耗，而且保证了生物柴油的品质稳定性。另外，本发明提供的生物柴油精馏工艺，将粗生物柴油依次通过预热、闪蒸、提馏塔和提馏，以将粗生物柴油中的杂质去除，得到生物柴油蒸气，在生物柴油蒸气冷却液化的过程中，通过换热器进行冷却，将生物柴油蒸气液化过程中释放出的潜热和显热用来预热粗生物柴油，从而有效减少了热能损失，提高了热能的综合利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的生物柴油精馏系统的流程示意图。
图标：101-第一换热器；102-第二换热器；103-闪蒸塔；104-生物柴油提馏塔；105-第一冷凝器；106-生物柴油精馏塔；107-生物柴油中间罐；108-第二冷凝器；109-轻组分出料泵；110-轻组分回流泵；111-生物柴油出料泵；112-生物柴油回流泵；113-提馏出料泵；114-沥青出料泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
图1为本发明实施例1提供的生物柴油精馏系统的流程示意图；如图1所示，本实施例提供了一种生物柴油精馏系统，包括换热器、闪蒸塔103、生物柴油提馏塔104和生物柴油精馏塔106，换热器包括冷介质通道和热介质通道，冷介质通道、闪蒸塔103、生物柴油提馏塔104和生物柴油精馏塔106依次连通，生物柴油精馏塔106的顶部设置有生物柴油蒸气出口，生物柴油蒸气出口与热介质通道的入口相连通，闪蒸塔103的顶部还设置有低沸物出口。
本发明实施例提供的生物柴油精馏系统，通过换热器将粗生物柴油进行预热后，通过闪蒸塔103将预热后的粗生物柴油进行闪蒸，以将粗生物柴油中携带的甲醇、水和低碳物质等低沸物质通过闪蒸从低沸物出口排出后，再将粗生物柴油排入生物柴油提馏塔104进行生物柴油提馏，从而有效避免因低沸物质进入生物柴油提馏塔104而造成生物柴油提馏塔104中的真空度降低，使得生物柴油提馏塔104中的真空度能够保持稳定，从而不仅减少了粗生物柴油精馏过程中的能耗，而且保证了生物柴油的品质稳定性。另外，本发明提供的生物柴油精馏系统，将粗生物柴油依次通过换热器、闪蒸塔103、生物柴油提馏塔104和生物柴油提馏塔104，以将粗生物柴油中的杂质去除，得到生物柴油蒸气，在生物柴油蒸气冷却液化的过程中，通过换热器，将释放出的热能用来预热粗生物柴油，从而有效减少了热能损失，提高了热能的综合利用效率。
在本实施例中，通过换热器将粗生物柴油加热至120-180度后，再排入闪蒸塔103中进行闪蒸，在闪蒸的过程中，甲醇、水和低碳物质等低沸物质变成气体从闪蒸塔103顶部的低沸物出口排出，从而将粗生物柴油中携带的甲醇和水等低沸物质去除后再进行提馏和精馏，从而能够有效保证提馏塔和精馏塔中的真空度，减少能量消耗，为生物柴油品质的稳定性提供保证。
另外，本实施例提供的生物柴油精馏系统，将生物柴油蒸气液化过程中发出的潜热与显热来对粗生物柴油进行预热，有效提高了生物柴油精馏系统的余热利用效率，减少了能量的浪费，降低了生产成本。
在本实施例的优选实施方式中，本实施例提供的生物柴油精馏系统还包括轻组分产品罐，生物柴油提馏塔104的顶部设置有轻组分出口，轻组分产品罐与轻组分出口相连通，轻组分产品罐与轻组分出口之间设置有第一冷凝器105。
在本实施例中，生物柴油提馏塔104的顶部设置有轻组分出口，在将去除低沸物的粗生物柴油排入生物柴油提馏塔104中进行提馏的过程中，轻组分物质生成轻组分蒸气，通过轻组分出口排出生物柴油提馏塔104，以得到脱除轻组分的粗生物柴油。
轻组分出口连通有轻组分产品罐，通过轻组分产品罐对轻组分物质进行收集贮存，在本实施例中，在生物柴油提馏塔104与轻组分产品罐之间设置有第一冷凝器105，通过第一冷凝器105对轻组分蒸气进行冷却，使其被液化，成为液态轻组分物质，以输送至轻组分产品罐中进行贮存。
在本实施例的优选实施方式中，第一冷凝器105与轻组分产品罐之间设置有轻组分出料泵109，生物柴油提馏塔104的中部设置有轻组分入口，第一冷凝器105与轻组分入口相连通，第一冷凝器105与轻组分入口之间设置有轻组分回流泵110。
通过在第一冷凝器105与轻组分产品罐之间设置有轻组分出料泵109，以加快液态轻组分物质的出料速度，提高生物柴油的精馏效率；通过在第一冷凝器105与轻组分入口之间设置有轻组分回流泵110，以加快轻组分的回流速度。液态轻组分经过第一冷凝器105冷凝后，一部分经由轻组分回流泵110输送回生物柴油提馏塔104进行顶部循环继续进行回流，另一部分经由轻组分出料泵109输送至轻组分产品罐进行保存。
在本实施例的优选实施方式中，该生物柴油精馏系统还包括生物柴油产品罐，生物柴油产品罐与热介质通道的出口相连通，生物柴油产品罐与热介质通道之间设置有第二冷凝器108。
通过设置生物柴油产品罐，用于收集和贮存生物柴油，生物柴油产品罐与热介质通道的出口相连通，以将冷却液化后的生物柴油进行收集和贮存。为了加强生物柴油的冷却效果，避免生物柴油因温度过高被氧化，在生物柴油产品罐与热介质通道之间设置有第二冷凝器108，通过第二冷凝器108将经过热介质通道冷却后的液化生物柴油再次进行冷凝，以将生物柴油蒸气完全冷却后，再排入生物柴油产品罐进行贮存。
在本实施例的优选实施方式中，换热器与生物柴油产品罐之间设置有生物柴油中间罐107，生物柴油中间罐107与生物柴油精馏塔106之间设置有生物柴油回流泵112。
通过在换热器与生物柴油产品罐之间设置有生物柴油中间罐107，通过将生物柴油中间罐107分别与生物柴油精馏塔106与生物柴油产品罐连通，以通过控制生物柴油的回流比，提高生物柴油的品质。
在本实施例的优选实施方式中，生物柴油中间罐107设置于第二冷凝器108与生物柴油产品罐之间，生物柴油中间罐107与生物柴油产品罐之间设置有生物柴油出料泵111，生物柴油中间罐107与生物柴油精馏塔106之间设置有生物柴油回流泵112。
在本实施例的优选实施方式中，生物柴油提馏塔104与生物柴油精馏塔106之间设置有提馏出料泵113，生物柴油精馏塔106还连通有沥青产品罐，生物柴油精馏塔106和沥青产品罐之间设置有沥青出料泵114。
通过在生物柴油提馏塔104与生物柴油精馏塔106之间设置有提馏出料泵113，以加快脱除轻组分的粗生物柴油的转移速度，加快生物柴油的精馏效率，脱除轻组分后的生物柴油经过提馏出料泵113，一部分输送至生物柴油精馏塔106进行精馏提纯，另一部分通过输送回生物柴油提馏塔104进行底部循环继续参与生物柴油轻组分提馏。
通过设置沥青产品罐，以用于收集粗生物柴油精馏后产生的副产品沥青，脱除轻组分的粗生物柴油进入生物柴油精馏塔106中进行精馏后，生物柴油蒸气排出精馏塔，其它高沸点物质沉积在精馏塔的底部形成生物沥青，通过设置生物沥青产品罐以将生物沥青进行收集和利用。
通过在生物柴油精馏塔106和沥青产品罐之间设置有沥青出料泵114，以加快生物沥青从生物柴油精馏塔106中的排出速度，提高生物柴油的精馏效率。另外需要说明的是，从生物柴油精馏塔106底部排出的生物沥青一部分输送至沥青产品罐进行储存，另一部分通过沥青出料泵114输送回生物柴油精馏塔106中进行底部循环继续参与生物柴油精馏提纯。
在本实施例的优选实施方式中，换热器包括第一换热器101和第二换热器102，第一换热器101包括第一冷介质通道和第一热介质通道，第二换热器102包括第二冷介质通道和第二热介质通道，第二冷介质通道的出口和第一冷介质通道的入口相连通，第二热介质通道的入口与第一热介质通道的出口相连通，第一冷介质通道的出口与闪蒸塔103相连通，第一热介质通道的入口与生物柴油蒸气出口相连通。
通过设置相互串联的第一换热器101和第二换热器102，以将粗生物柴油进行二级预热，将生物柴油蒸气进行二级冷却，从而使得生物柴油蒸气的液化更加完全，粗生物柴油预热的更加充分，使得本实施例提供的生物柴油精馏系统的余热能够更有效的利用，提高能源的综合利用效率，降低生物柴油的精馏成本。
在本实施例的优选实施方式中，该生物柴油精馏系统还包括低沸物产品罐，低沸物产品罐与低沸物出口相连通，用于收集和贮存低沸物产品，更优选的，在低沸物产品罐与闪蒸塔103之间设置有第三冷凝器，以将低沸物进行冷却液化。
实施例2
本实施例提供了一种生物柴油精馏工艺，本实施例是在实施例1基础上的改进，实施例1所描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。
本实施例提供了一种生物柴油精馏工艺，包括如下步骤：
(a)将粗生物柴油作为冷介质通过换热器进行预热后，进入闪蒸塔，将低沸物从闪蒸塔中排出后，依次进行提馏和精馏，制得生物柴油蒸气和生物沥青；
(b)将生物柴油蒸气作为热介质通入换热器中进行冷却，得到生物柴油，同时利用生物柴油蒸气液化放出的热量对作为冷介质的粗生物柴油进行预热。
本实施例提供的生物柴油精馏工艺，通过将粗生物柴油进行预热后，排入闪蒸塔中进行闪蒸，以将粗生物柴油中携带的甲醇、水和低碳物质等低沸物质通过闪蒸从低沸物出口排出后，再将粗生物柴油排入生物柴油提馏塔进行生物柴油提馏，从而有效避免因低沸物质进入生物柴油提馏塔而造成生物柴油提馏塔中的真空度降低，使得生物柴油提馏塔中的真空度能够保持稳定，从而不仅减少了粗生物柴油精馏过程中的能耗，而且保证了生物柴油的品质稳定性。另外，本发明提供的生物柴油精馏工艺，将粗生物柴油依次通过预热、闪蒸、提馏塔和提馏，以将粗生物柴油中的杂质去除，得到生物柴油蒸气，在生物柴油蒸气冷却液化的过程中，通过换热器进行冷却，将释放出的热能用来预热粗生物柴油，从而有效减少了热能损失，提高了热能的综合利用效率。
在本实施例的优选实施方式中，在步骤(a)中，将粗生物柴油通过换热器预热至120-180度，再进入闪蒸塔中进行闪蒸。
通过将粗生物柴油通过换热器预制至120-180度，进入闪蒸塔中进行闪蒸，能够加快低沸物的闪蒸去除效率，使得低沸物去除的更加完全。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种生物柴油精馏系统，其特征在于，包括换热器、闪蒸塔、生物柴油提馏塔和生物柴油精馏塔，所述换热器包括冷介质通道和热介质通道，所述冷介质通道、所述闪蒸塔、所述生物柴油提馏塔和所述生物柴油精馏塔依次连通，所述生物柴油精馏塔的顶部设置有生物柴油蒸气出口，所述生物柴油蒸气出口与所述热介质通道的入口相连通，所述闪蒸塔的顶部还设置有低沸物出口，用于将低沸物排出。
2.根据权利要求1所述的生物柴油精馏系统，其特征在于，还包括轻组分产品罐，所述生物柴油提馏塔的顶部设置有轻组分出口，所述轻组分产品罐与所述轻组分出口相连通，所述轻组分产品罐与所述轻组分出口之间设置有第一冷凝器。
3.根据权利要求2所述的生物柴油精馏系统，其特征在于，所述第一冷凝器与所述轻组分产品罐之间设置有轻组分出料泵，所述生物柴油提馏塔的中部设置有轻组分入口，所述第一冷凝器还与所述轻组分入口相连通，且所述第一冷凝器与所述轻组分入口之间设置有轻组分回流泵。
4.根据权利要求1所述的生物柴油精馏系统，其特征在于，还包括生物柴油产品罐，所述生物柴油产品罐与所述热介质通道的出口相连通，所述生物柴油产品罐与所述热介质通道之间设置有第二冷凝器。
5.根据权利要求4所述的生物柴油精馏系统，其特征在于，所述换热器与所述生物柴油产品罐之间设置有生物柴油中间罐，所述生物柴油中间罐与所述生物柴油产品罐之间设置生物柴油出料泵，所述生物柴油中间罐与所述生物柴油精馏塔之间设置有生物柴油回流泵。
6.根据权利要求1所述的生物柴油精馏系统，其特征在于，所述生物柴油提馏塔与所述生物柴油精馏塔之间设置有提馏出料泵，所述生物柴油精馏塔还连通有沥青产品罐，所述生物柴油精馏塔和所述沥青产品罐之间设置有沥青出料泵。
7.根据权利要求1-6任一项所述的生物柴油精馏系统，其特征在于，所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器包括第一冷介质通道和第一热介质通道，所述第二换热器包括第二冷介质通道和第二热介质通道，所述第二冷介质通道的出口和所述第一冷介质通道的入口相连通，所述第二热介质通道的入口与所述第一热介质通道的出口相连通，所述第一冷介质通道的出口与所述闪蒸塔相连通，所述第一热介质通道的入口与所述生物柴油蒸气出口相连通。
8.根据权利要求1-6任一项所述的生物柴油精馏系统，其特征在于，还包括低沸物产品罐，所述低沸物产品罐与所述低沸物出口相连通。
9.一种生物柴油精馏工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将粗生物柴油作为冷介质通过换热器进行预热后，进入闪蒸塔，将低沸物从闪蒸塔中排出后，依次进行提馏和精馏，制得生物柴油蒸气和生物沥青；
(b)将生物柴油蒸气作为热介质通入换热器中进行冷却，得到生物柴油，同时利用生物柴油蒸气液化放出的热量对作为冷介质的粗生物柴油进行预热。
10.根据权利要求8所述的生物柴油精馏工艺，其特征在于，在步骤(a)中，将粗生物柴油通过换热器预热至120-180度，再进入闪蒸塔中进行闪蒸。
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