CN112678772B - 一种甘油沥青资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甘油沥青资源化处理方法，它将吸波材料放于反应器中作为高温气化床层，装有吸波材料的反应器放置于微波发生装置中，开启微波发生装置，对反应器中的吸波材料进行加热升温；待反应器中的床层温度升温至气化温度时，将甘油沥青及气化剂一并通入反应器内进行气化反应，所得气体产物通过旋风分离后，冷却分离出水分即获得合成气产品；定期取出反应器内的吸波材料，将吸波材料上积留的盐颗粒筛分下来收集，即得高纯硫酸盐产品。本发明的方法可很好的将生物柴油生产过程中产生的副产物甘油沥青进行资源化利用，在回收高纯硫酸盐的同时，得到高品质合成气，且整个工艺流程简单、能耗低，能提高生物柴油产业的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明属于气化技术领域，尤其是涉及一种甘油沥青资源化处理方法。
背景技术
目前工业上一般以废弃油脂为原料制备生物柴油，通过酸碱两步法或甘油酯化法制得。生物柴油生产过程中会副产甘油，然而，得到的粗甘油中含有盐类、胶质等杂质，降低了其品质和价值。因此，将粗甘油进行精制和资源化利用有利于提高生物柴油企业的经济效益，促进生物柴油产业的发展。
中国专利CN 111957062 A、CN 211585268 U、CN 210206174 U将生物柴油的副产粗甘油通过沉降、蒸馏、脱盐等工艺步骤得到高品质甘油。中国专利CN 110078589 A通过稀释、中和、沉降、蒸馏等工艺来精制粗甘油。但是，上述方法都只对粗甘油进行精制，未对甘油蒸馏后塔釜产生的甘油沥青进行处理。
甘油沥青是由甘油、聚合甘油、盐类、胶质等高沸点物质组成的复杂混合物，热值较低，难以直接利用且处理困难，工业上常作为危废处置。因此，将甘油沥青进行资源化处理和利用，不仅能保护生态环境，还有利于提高生物柴油企业的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种甘油沥青资源化处理方法，该方法不仅保护了环境，而且气化所得合成气可以作为燃气直接使用或用于合成其它液体燃料及化学品，高纯硫酸盐是重要的化工产品，从而可以提高企业的经济效益。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于工艺步骤为：将吸波材料放于反应器中作为高温气化床层，装有吸波材料的反应器放置于微波发生装置中，开启微波发生装置，对反应器中的吸波材料进行加热升温；待反应器中的床层温度升温至所需气化温度时，将甘油沥青通入至反应器内的床层表面，同时向反应器内通入气化剂，使得甘油沥青与气化剂一起在反应器内进行气化反应；反应所得气体产物通过旋风分离后，冷却分离出水分即获得合成气产品；当反应器内床层表面积留一层盐粒时，终止反应并取出反应器内的吸波材料，将吸波材料上积留的盐颗粒筛分下来收集，即得到高纯硫酸盐固体产品。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述甘油沥青为酸碱两步法或甘油酯化法制备生物柴油过程中得到的副产粗甘油，经蒸馏塔进行蒸馏纯化后，在蒸馏塔的塔釜得到的高沸点混合物，该高沸点混合物中含有硫酸盐成分。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述甘油沥青中硫酸盐成分的质量含量为20~50%。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述吸波材料为SiC、TiC、铁氧体中的一种或几种，粒径范围为1~3 mm。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述反应器为固定床或流化床反应器。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述气化温度为500~1200℃。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述气化剂为空气、氧气或水蒸汽，气化剂与甘油沥青的质量比为1:1~3:1。
所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述微波发生装置连有温控仪、无纸记录仪和红外测温仪，红外测温仪用于测量反应器中的床层温度并将测得的温度数据传输给温控仪，温控仪再反馈并控制微波发生装置的开启或关闭，使反应器中的床层温度保持恒定。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1）利用气化技术处理甘油沥青，可以实现副产物甘油沥青的资源化利用，同时得到高纯硫酸盐和高品质合成气，其中，硫酸盐是重要的化工产品和原料，合成气可用作化工生产的原料气，从而能够提高生物柴油企业的经济效益和环境效益。
2）本发明利用微波加热进行甘油沥青气化，其生产效率高、能耗低且生产过程绿色化，加之微波装置具有小型化、易于控制等优点，因而此方法适于推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：
在实施例1中，反应器的一侧顶部设有甘油沥青进口和气化剂进口，反应器的另一侧顶部设有气体产物出口，反应器的上端内部设置液体分布器。在实际工作时，甘油沥青先进行预热以提高流动性，然后通过反应器顶部的甘油沥青进口进入液体分布器中，经液体分布器流出并滴落至反应器内的床层表面，并与反应器内的气化剂在高温下反应，反应所得气体产物从反应器顶部的气体产物出口向外排出。
甘油沥青中含有硫酸钾成分，硫酸钾的质量含量为40%。
将粒径为1 mm左右的SiC吸波材料放于反应器中作为高温气化床层，将反应器放置于微波发生装置中，开启微波发生装置，对反应器中的SiC吸波材料进行加热升温。待SiC床层温度升温至气化温度700℃时，将甘油沥青先预热至90℃后再通入至反应器内的SiC床层表面，同时向反应器内通入气化剂水蒸气，使甘油沥青及气化剂水蒸气按质量比为1:1通入反应器内进行气化反应，反应所得气体产物通过旋风分离后，冷却至40~50℃使得其中的水分被冷凝下来，即获得最终的合成气产品。以甘油沥青原料中的有机物成分计，最终合成气产品的质量产率可达69%，合成气中氢气和一氧化碳的总体积含量可达65%。
本发明在气化反应过程中，甘油沥青中的硫酸钾成分会以固态的形式残留在SiC表面。而SiC材料的比表面积较小、表面基本没有孔隙结构，SiC表面残留的固态硫酸钾很容易筛分下来。在本发明的工艺中，当反应运行1-2天时，在SiC床层表面会有一层白色盐粒，可停止反应并将反应器中的SiC材料取出，并将SiC上的固态硫酸钾筛分下来进行收集，即得到硫酸钾产品。本实施例中硫酸钾产品纯度可达90%以上。
实施例2：
在实施例2中，反应器的一侧顶部设有甘油沥青进口和气化剂进口，反应器的另一侧顶部设有气体产物出口，反应器的上端内部设置液体分布器。在实际工作时，甘油沥青先进行预热以提高流动性，然后通过反应器顶部的甘油沥青进口进入液体分布器中，经液体分布器流出并滴落至反应器内的床层表面，并与反应器内的气化剂在高温下反应，反应所得气体产物从反应器顶部的气体产物出口向外排出。
甘油沥青副产物中含有硫酸钾成分，硫酸钾的质量含量为40%。
将粒径为1 mm左右的SiC吸波材料放于反应器中作为高温气化床层，将反应器放置于微波发生装置中，开启微波发生装置，对反应器中的SiC吸波材料进行加热升温。待SiC床层温度升温至气化温度900℃时，将甘油沥青先预热至90℃后再通入至反应器内的SiC床层表面，同时向反应器内通入气化剂水蒸气，使甘油沥青及气化剂水蒸气按质量比为1:2通入反应器内进行气化反应，反应所得气体产物通过旋风分离后，冷却至40~50℃使得其中的水分被冷凝下来，即获得最终的合成气产品。以甘油沥青原料中的有机物成分计，最终合成气产品的质量产率可达86%，合成气中氢气和一氧化碳的总体积含量可达78%。
本发明在气化反应过程中，甘油沥青中的硫酸钾成分会以固态的形式残留在SiC表面。而SiC材料的比表面积较小、表面基本没有孔隙结构，SiC表面残留的固态硫酸钾很容易筛分下来。在本发明的工艺中，当反应运行1-2天时，在SiC床层表面会有一层白色盐粒，可停止反应并将反应器中的SiC材料取出，并将SiC上的固态硫酸钾筛分下来进行收集，即得到硫酸钾产品。本实施例中硫酸钾产品纯度可达95%以上。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (8)
1.一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于工艺步骤为：将吸波材料放于反应器中作为高温气化床层，装有吸波材料的反应器放置于微波发生装置中，开启微波发生装置，对反应器中的吸波材料进行加热升温；待反应器中的床层温度升温至所需气化温度时，将甘油沥青通入至反应器内的床层表面，同时向反应器内通入气化剂，使得甘油沥青与气化剂一起在反应器内进行气化反应；反应所得气体产物通过旋风分离后，冷却分离出水分即获得合成气产品；当反应器内床层表面积留一层盐粒时，终止反应并取出反应器内的吸波材料，将吸波材料上积留的盐颗粒筛分下来收集，即得到高纯硫酸盐固体产品。
2.如权利要求1所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述甘油沥青为酸碱两步法或甘油酯化法制备生物柴油过程中得到的副产粗甘油，经蒸馏塔进行蒸馏纯化后，在蒸馏塔的塔釜得到的高沸点混合物，该高沸点混合物中含有硫酸盐成分。
3.如权利要求1所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述甘油沥青中硫酸盐成分的质量含量为20~50%。
4.如权利要求1所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述吸波材料为SiC、TiC、铁氧体中的一种或几种，粒径范围为1~3 mm。
5.如权利要求1所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述反应器为固定床或流化床反应器。
6.如权利要求1所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述气化温度为500~1200℃。
7.如权利要求1所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述气化剂为空气、氧气或水蒸汽，气化剂与甘油沥青的质量比为1:1~3:1。
8.如权利要求1所述的一种甘油沥青资源化处理方法，其特征在于：所述微波发生装置连有温控仪、无纸记录仪和红外测温仪，红外测温仪用于测量反应器中的床层温度并将测得的温度数据传输给温控仪，温控仪再反馈并控制微波发生装置的开启或关闭，使反应器中的床层温度保持恒定。
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