CN112592738A - 一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，可以实现棕榈油均相加氢连续长期运转，且可以很好的处理棕榈油中的脂类、不饱和烃、含氧烃类及重金属等杂质，并且可以保证棕榈油均相加氢连续运转且保证固定床加氢精制设备不结焦、不腐蚀，不堵塞，增加棕榈油生产绿色生物柴油装置的开工时间。

Description

一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法

技术领域

本发明属于生物可再生能源技术领域，具体涉及一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法。

背景技术

棕榈油是从油棕树上的棕果(Elaeis Guineensis)中榨取出来的，产地集中在东南亚的马来西亚、印度尼西亚等国家。油棕是世界上生产效率最高的产油植物，每公顷油棕生产大约3.7吨的油脂，比同面积的花生高出5倍，比大豆高出9倍。棕榈油是世界第二大植物油，仅次于大豆油；而在国际植物油贸易市场中，棕榈油占有举足轻重的地位，是世界植物油出口得第一大类产品，占世界植物油出口总量的50％以上。棕榈油价格较菜籽油和大豆油低，利用棕榈油生产生物柴油具有较好的经济可行性，因此棕榈油是除废弃油脂以外的另一种生产生物柴油的低值原料。

现有棕榈油生产生物柴油的制备方法是在油脂中加入低碳醇和液体碱性催化剂进行酯交换反应生产粗生物柴油，粗生物柴油再经中和、水洗后得到精制生物柴油，采用上述方法制备生物柴油为一代生物柴油，并且会产生大量工业废水，造成环境污染。

目前世界及我国范围内针对棕榈油生产二代生物柴油的技术主要是催化加氢，但是棕榈油中含有大量脂类、不饱和烃、含氧烃类及重金属杂质，这些杂质会导致加氢加热设备结焦、堵塞、腐蚀及加氢固定床催化剂床层结焦，压力降升高，催化剂失活等，另含氧烃类加氢后会生成大量水，大量水会使催化剂粉化彻底堵塞反应器，当加氢系统造成以上环境后，会使得整个装置频繁停工清理设备及更换催化剂，且存在安全隐患。

CN102464998B涉及一种动植物油脂催化加氢生产优质柴油的方法与CN103374405B涉及一种生物油脂生产优质低凝点柴油的加氢组合方法，生物油原料与氢气混合后进入固体催化剂固定床反应器内进行加氢反应，由于此方法一段加氢为固体催化剂固定床反应器，植物油脂中脂类、不饱和烃、含氧烃类等会使得固定床反应器堵塞，导致装置停工。

CN102911696B涉及生物油脂生产马达燃料的加氢方法，生物油脂与氢气混合后进入固体催化剂固定床反应器内进行加氢反应，同样此方法加氢为固体催化剂固定床反应器，且无预处理设施，动植物油脂中脂类、不饱和烃、含氧烃类等会使得固定床反应器堵塞，导致装置停工。

CN103756716B涉及一种生物质油催化加氢反应装置及其催化剂加氢方法，同样此装置及方法为固体催化剂在床层内反应，容易造成反应器内结焦，堵塞。针对此以上问题发明人对棕榈油加氢技术进行了大量的试验研究，特发明一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，具体步骤为：

1.棕榈油均相加氢：从罐区来的50-80℃棕榈油经过进料泵(1)加压至3.0-20.0Mpa后，与氢气混合进入混合器(2)，再进入进料换热器(3)与加氢精制反应产物换热至100℃-300℃，再进入进料加热炉(4)升温至220℃-420℃与PPM级的油溶性液态液体催化剂混合进入均相反应器(5)，反应温度为220-420℃，压力为3.0-20.0Mpa；油溶性液态液体催化剂放置在催化剂罐(18)中。

2.棕榈油加氢精制：均相反应产物再进入热高压分离器(6)中进行气液相分离，热高压分离器(6)顶部的气相与减压塔(11)侧线馏分油混合进入加氢精制反应器(7)中进行加氢精制反应，加氢精制反应器装有一种抗水加氢精制催化剂，热高压分离器(6)分离温度为220-420℃，压力为3.0-20.0Mpa；加氢精制反应温度为150-360℃，压力为2.0-20.0Mpa，体积空速为：0.1-10.0h-1；加氢精制反应产物进入进料换热器(3)与棕榈油原料换热，将原料升温至100℃-300℃，加氢精制反应产物温度降至180℃-280℃再进入空冷器(12)冷却至40℃-60℃，此产物在冷高压分离器(13)及低压分离器(14)中分离出精制油、循环气及低分气，冷高压分离器(13)顶部循环氢进入循环氢压缩机(15)增压后与棕榈油原料混合；冷高压分离器(13)的分离温度为40-60℃，压力为2.0-20.0Mpa；低压分离器(14)的分离温度为40-60℃，压力为0.3-3.0Mpa。

3.棕榈油减压蒸馏：热高压分离器(6)底部的液相经过减压进入热低压分离器(9)进行气液相分离，热低压分离器(9)的分离温度为220-380℃，压力为0.3-3.0Mpa；热低压分离器(9)底部的液体进入减压加热炉(10)将介质加热至230-390℃后再进入减压蒸馏塔(11)中进行减压分馏，减压蒸馏塔(11)侧线馏分油经过馏分油泵(8)加压至3.0-20.0Mpa后与热高压分离器(6)顶部的气相混合进入加氢精制反应器(7)，且减压蒸馏塔(11)底将棕榈油均相加氢后的灰分、聚合物、金属杂质等分离出来作为道路沥青添加剂。减压蒸馏塔(11)的操作温度为：塔顶30-110℃，塔底210-360℃；操作压力为：塔顶1-50Kpa(绝)，塔底4-60Kpa(绝)，且减压塔为填料塔。

4.棕榈油反应生成油分馏：低压分离器(14)底部的油相经过加热炉(16)加热至200-360℃后再进入产品分馏塔(17)进行分馏，将反应生成油分馏出生物柴油进入罐区储存，并且产出少量生物石脑油；产品分馏塔(17)的操作温度为：塔顶60-180℃，塔底200-360℃；操作压力为：塔顶0-0.6MPa(表)，塔底0.1-0.8Kpa(表)，且产品分馏塔为塔盘塔或填料塔，优先选用塔盘塔。

本发明的有益效果是此步骤可以实现棕榈油均相加氢连续长期运转，且可以很好的处理棕榈油中的脂类、不饱和烃、含氧烃类及重金属等杂质。并且可以保证棕榈油均相加氢连续运转且保证固定床加氢精制设备不结焦、不腐蚀，不堵塞，增加棕榈油生产绿色生物柴油装置的开工时间。

附图说明

附图1为本发明棕榈油均相加氢生产绿色生物柴油方法的工艺流程图。

图中:1是进料泵、2是混合器、3是进料换热器、4是进料加热炉、5是均相反应器、6是热高压分离器、7是加氢精制反应器、8是馏分油泵、9是热低压分离器、10减压加热炉、11是减压蒸馏塔、12是空冷器、13是冷高压分离器、14是低压分离器、15是循环氢压缩机、16是加热炉、16是产品分馏塔、18是催化剂罐。

具体实施方式

处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法中的棕榈油生产绿色生物柴油步骤的基本原理是：

棕榈油在带压工况下与氢气混合在液体催化剂的作用下加氢反应，此反应可以将棕榈油中的脂类、不饱和烃、含氧烃类等物质加氢裂化、加氢饱和及加氢脱氧，另针对含氧烃类加氢脱氧后生成水，研究制作出抗水的半陶瓷化加氢精制催化剂。

下面结合附图1和具体实施方式对本发明进行详细说明，但本发明并不局限于实例说明。

实施例一：

棕榈油通过进料泵1与循环氢压缩机14出口的循环氢混合进入混合器2，混合均匀后的原料进入原料换热器3与加氢精制反应产物换热,将温度换热至200℃再进入进料加热炉4，将原料加热至320℃再与液态催化剂混合进入均相加氢反应器5进行加氢反应，反应温度为320℃，压力为3.0Mpa；自均相反应器5出来的反应产物进入热高压分离器6，热高压分离器6底部的液相经过降压进入热低压分离器9，热低压分离9器操作温度为380℃，压力为0.7Mpa，热低压分离器9底部的液相进入减压加热炉10将温度升至340℃再进入减压蒸馏塔11，减压蒸馏塔11的操作温度为：塔顶70℃，塔底330℃；操作压力为：塔顶12Kpa(绝)，塔底17Kpa(绝)，在减压蒸馏塔11分馏出侧线馏分油及塔底尾油。侧线馏分油经过馏分油泵8加压与热高压分离器6顶部的气相混合进入加氢精制反应器7，在温度320℃，压力2.5MPa的条件下进行加氢精制反应，经过反应后进入进料换热器3与棕榈油原料换热，热高分气相温度从320℃将至220℃进入空冷器12冷却至50℃再进入冷高压分离13分离出循环氢，循环氢经过循环氢压缩机15增压至3.6MPa与原料混合；冷高压分离器13底部液体经过降压进入低压分离器14，低压分离器14操作温度为50℃，压力为0.7Mpa，分离出低分气进下游处理部分，低分油经过加热炉16升温至230℃进入产品分馏塔，底部分馏出生物柴油进入罐区储存，顶部产出少量生物石脑油。此完成了棕榈油生产绿色生物柴油的方法的步骤。

实施例二：

棕榈油通过进料泵1与循环氢压缩机14出口的循环氢混合进入混合器2，混合均匀后的原料进入原料换热器3与加氢精制反应产物换热,将温度换热至220℃再进入进料加热炉4，将原料加热至340℃再与液态催化剂混合进入均相加氢反应器5进行加氢反应，反应温度为340℃，压力为6.0Mpa；自均相反应器5出来的反应产物进入热高压分离器6，热高压分离器6底部的液相经过降压进入热低压分离器9，热低压分离9器操作温度为390℃，压力为1.0Mpa，热低压分离器9底部的液相进入减压加热炉10将温度升至360℃再进入减压蒸馏塔11，减压蒸馏塔11的操作温度为：塔顶70℃，塔底350℃；操作压力为：塔顶50Kpa(绝)，塔底60Kpa(绝)，在减压蒸馏塔11分馏出侧线馏分油及塔底尾油。侧线馏分油经过馏分油泵8加压与热高压分离器6顶部的气相混合进入加氢精制反应器7，在温度310℃，压力2.5MPa的条件下进行加氢精制反应，经过反应后进入进料换热器3与棕榈油原料换热，热高分气相温度从310℃将至220℃进入空冷器12冷却至50℃再进入冷高压分离13分离出循环氢，循环氢经过循环氢压缩机15增压至6.8MPa与原料混合；冷高压分离器13底部液体经过降压进入低压分离器14，低压分离器14操作温度为50℃，压力为1.0Mpa，分离出低分气进下游处理部分，低分油经过加热炉16升温至260℃进入产品分馏塔，底部分馏出生物柴油进入罐区储存，顶部产出少量生物石脑油。此完成了处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法的步骤。

上表棕榈油经过实施例一及实施例二处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法后，原料与产品对比情况如下：

从实施例一、二可以看出本发明能够利用棕榈油生产出绿色生物柴油，并且生产的生物柴油品质较高。

Claims (8)

1.一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法,其特征在于采用液体催化剂均相加氢预处理方法与固定床加氢耦合方法在临氢条件生产绿色生物柴油，所涉及的方法步骤在于：(A)棕榈油均相加氢反应：棕榈油在临氢及液态催化剂状态下进入一个均相加氢反应器反应；(B)棕榈油固定床加氢：热高分气相与减压蒸馏塔侧线馏分油进入固定床加氢反应器反应；(C)棕榈油减压蒸馏：热高分液相减压后进入减压蒸馏塔分离出侧线馏分油；(D)棕榈油反应生成油分馏：反应生成油进入产品分馏塔分离为生物柴油和生物石脑油。

2.如权利要求1所述的一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，其中催化剂特征含有ⅢB、ⅥB和Ⅷ族元素的混合物。

3.如权利要求1所述的一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，其中耦合加氢方法包括均相加氢预处理和固定床加氢精制后处理，其中均相加氢反应体系临氢状态压力是3.0-15.0MPa，所涉及的均相加氢温度为220-420℃，且此均相加氢反应需要在一种液体催化剂环境中进行。

4.如权利要求1所述的一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，其中加氢精制反应体系临氢状态的压力是2.0-20.0MPa，所涉及的加氢精制温度为150-360℃，最好是260-340℃，体积空速为：0.1-10.0h-1。

5.如权利要求1所述的一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，其中减压蒸馏塔11的操作温度为：塔顶30-110℃，塔底210-360℃；操作压力为：塔顶1-50Kpa(绝)，塔底4-60Kpa(绝)，且减压塔为填料塔。

6.如权利要求1所述的一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，其中均相加氢的方法,其特征在于棕榈油总氧含量(w％)为2％～20％。

7.如权利要求1所述的一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，其中绿色生物柴油为加氢产物，其特征在于密度750～800kg/m³，馏程干点315～340℃、90点280～315℃。

8.如权利要求1所述的一种处理棕榈油生产绿色生物柴油的方法，其中产品分馏塔(17)的操作温度为：塔顶60-180℃，塔底200-360℃；操作压力为：塔顶0-0.6MPa(表)，塔底0.1-0.8MPa(表)，且产品分馏塔为塔盘塔或填料塔，优先选用塔盘塔。

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