CN1818028A - 一种生物柴油的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物柴油的生产方法，工艺步骤为：收集榛子、油茶果、棕榈果、油桐籽、蓖麻籽、胡麻籽、葵花籽、棉籽中一种或几种的含油部分，进行去外壳、去皮、脱胶、脱臭、脱水、脱色和去除有害杂质的处理，然后进行预脂化，将预脂化后的原料油与甲醇和/或乙醇混合，经过反应装置进行生成脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的反应，初级产品经过脱甲醇、水洗后，干燥脱水、精制加工后生成脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的成品和废油，所述的脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的成品既生物柴油。本发明具有原料来源广泛、工艺步骤合理、能有效利用资源、污染小、酯化反应率高、设备投资规模小的优点。

Description

一种生物柴油的生产方法
技术领域
本发明涉及一种生物柴油的生产方法，特别是一种利用植物的果实、种子或者其他含油部分来制造生物质燃料的一种方法。
背景技术
现有的含油植物果实或者种子，比如榛子、油茶果、棕榈果、蓖麻籽、胡麻籽、葵花籽、棉籽等。一般都是用来作为食物，不能食用的部分或者经过食品加工后一般都会被抛弃或焚烧，造成了资源浪费。而这些含油植物中含有很丰富的能源原料，而且，可以利用山边地、山坡地、边角地和零星地、不适合种植粮食油料作物的土地种植的含油植物的种子和果实，用来发展生物柴油是具有战略意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种原料来源广泛、工艺步骤合理、能有效利用资源、污染小、酯化反应率高、设备投资规模小的生物柴油的生产方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该生物柴油的生产方法，其方法特点是：工艺步骤为：
①、收集榛子、油茶果、棕榈果、油桐籽、蓖麻籽、胡麻籽、葵花籽、棉籽中一种或几种的含油部分，进行去外壳、去皮处理，然后进行粉碎和压榨，得到初加工油；
②、将得到的初加工油进行脱胶、脱臭、脱水、脱色和去除有害杂质的处理，得到原料油；
③将得到的原料油进行预脂化，方法是把原料油通过一个预脂化反应器，内装强酸性固体催化剂；
④、将预脂化后的原料油与甲醇和/或乙醇混合，经过反应装置进行生成脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的反应，反应装置由连续的三个反应器组成，第一个反应器中填充有固体催化剂，原料油与甲醇和/或乙醇混合物先从第一个反应器上部送入，经过反应后，依次进入第二个反应器和第三个反应器进行反应，同时向第三个反应器补充甲醇和/或乙醇，上述反应为常压反应，反应温度为80℃以下，最终生成初级产品；
⑤、初级产品经过脱甲醇、水洗后，干燥脱水、精制加工后生成脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的成品和废油，所述的脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的成品既生物柴油。
本发明所述的第二个反应器中填充有固体催化剂。
本发明所述的固体催化剂为强碱性树脂。
本发明所述的第三个反应器中填充有液体催化剂或固体催化剂。
本发明所述的废油经过气提脱去甲醇，甲醇精馏回收，剩余的物质经中和、去脂、脱盐，用真空蒸馏脱水，再经活性炭脱色过滤，得精制丙三醇。
本发明所述的除去丙三醇的余留物，还可以再进行分离，出现两类产品：多种维生素和药物中间体的混合物。
本发明所述的固体催化剂为强碱性树脂。
本发明所述的液体催化剂为甲醇钠。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：1、本发明采用山上、山坡地、边角地里能生长的植物的果实或者种子，或者是不适合种植粮食、蔬菜等农作物的土地用来种植可提取油料的作物，用来提供生产生物质燃料的原料。既合理利用土地资源，又拓宽了生物质能源的原料来源，且提高了农民的收入；2、在技术路线上，本发明在将原料榨油后，添加了预处理工序，由于不同的原料有不同的杂质组成，所以需要将不同的原料产生的油脂经过预处理，分离出部分胶物质和不适应后续工艺的物质，从而保证后续工艺的一致性和连续性；本发明能适应多种原料，有效降低了生物柴油的原料成本；3、本发明在脂交换反应工序发明了连续三个反应器组成的反应装置，而且联续三个反应器的组成是：第1或者第1、第2二个反应器是由固体催化剂强碱性树脂填充的固定床反应器，第3个反应器可以考虑液态催化剂。这样用混合型催化剂的好处是可以大幅度减少下面工序的污水处理量，是一种环境友好型的工艺路线；4、由于采用了三级脂交换反应器，使酯化反应完全，在每一级反应都补充甲醇，使脂交换过程充分。该设计的酯化反应率可达95％～98％；5、为了方便对固体催化剂强碱性树脂的清洗，固体催化剂强碱性树脂反应器设计为并列的两套，一套工作时，一套处于清洗和备用状态，可以方便地相互切换；5、本发明利用在常压、60℃下的连续脂交换工艺，通过重力进行相分离，生产工艺相对简单，设备投资规模可以减少，容易实现产业化。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
如图1所示的工艺流程，取油茶果1000公斤，先将油茶果去外壳、去皮，然后进行粉碎和压榨，得到初加工油，将初加工后的残渣备用，将初加工油进行脱胶、脱臭、脱水、脱色和去除有害杂质的处理，得到原料油，并得到脱臭馏出物；将原料油进行预脂化，然后与甲醇混合，进入反应装置，反应装置由连续三个反应器组成，从第一个反应器上部送入，第一个反应器中填充有固体催化剂强碱性树脂，后依次进入第二个反应器和第三个反应器，第二个反应器中填充有固体催化剂强碱性树脂，第三个反应器中填充有液体催化剂甲醇钠，在这个过程中，不断的向第二个反应器和第三个反应器中添加甲醇，以保证脂交换过程反应充分，反应率可达95％～98％。整个反应过程中，反应温度控制在60℃左右，产物经过沉降分离出粗脂肪酸甲酯和粗丙三醇，将粗脂肪酸甲酯经过脱甲醇、水洗后，干燥脱水成为成品油。经过精制加工后生成脂肪酸甲脂150公斤，可以直接用作燃料，即生物柴油；
将初加工后的残渣和脱臭馏出物混合，可以提取维生素E和β胡萝卜素，提取后的物质经无毒处理后可以生产生物饲料。
将粗丙三醇和洗涤水经过气提脱去甲醇，甲醇精馏回收
分离出的丙三醇经过脱甲醇后，再经中和、去脂、脱盐，用真空蒸馏脱水，再经活性炭脱色过滤，得精制丙三醇；可以直接用化工和医药原料，还可以经过深加工生成1.3丙二醇。
除去丙三醇的余留物，还可以再进行分离，出现两类产品：多种维生素和药物中间体的混合物。
最后将所有加工所得到的废水进行统一处理后排放。
实施例2：
如图1所示的工艺流程，取蓖麻籽500公斤、棕榈果500公斤，先将蓖麻籽和棕榈果去外壳、去皮，然后进行粉碎和压榨，得到初加工油，将初加工后的残渣备用，将初加工油进行脱胶、脱臭、脱水、脱色和去除有害杂质的处理，得到原料油，并得到脱臭馏出物；将原料油进行预脂化，然后与与甲醇混合，进入反应装置，反应装置由连续三个反应器组成，从第一个反应器上部送入，第一个反应器中填充有固体催化剂强碱性树脂，然后依次进入第二个反应器和第三个反应器，第二个反应器中填充有固体催化剂强碱性树脂，第三个反应器中填充有液体催化剂甲醇钠，在这个过程中，不断的向第二个反应器和第三个反应器中添加甲醇，以保证脂交换过程反应充分，反应率可达95％～98％。整个反应过程中，反应温度控制在75℃左右，产物经过沉降分离出粗脂肪酸甲酯和粗丙三醇，将粗脂肪酸甲酯经过脱甲醇、水洗后，干燥脱水成为成品油。经过精制加工后生成脂肪酸甲脂160公斤，可以直接用作燃料，即生物柴油；
将初加工后的残渣和脱臭馏出物混合，可以提取维生素E和β胡萝卜素，提取后的物质经无毒处理后可以生产生物饲料。
将粗丙三醇和洗涤水经过气提脱去甲醇，甲醇精馏回收
分离出的丙三醇经过脱甲醇后，再经中和、去脂、脱盐，用真空蒸馏脱水，再经活性炭脱色过滤，得精制丙三醇；可以直接用化工和医药原料，还可以经过深加工生成1.3丙二醇。
除去丙三醇的余留物，还可以再进行分离，出现两类产品：多种维生素和药物中间体的混合物。
最后将所有加工所得到的废水进行统一处理后排放。
实施例3：
如图1所示的工艺流程，取榛子250公斤、油桐籽250公斤、胡麻籽500公斤，先将榛子、油桐籽和胡麻籽去外壳、去皮，然后进行粉碎和压榨，得到初加工油，将初加工后的残渣备用，将初加工油进行脱胶、脱臭、脱水、脱色和去除有害杂质的处理，得到原料油，并得到脱臭馏出物；将原料油进行预脂化，然后与与乙醇混合，进入反应装置，反应装置由连续三个反应器组成，从第一个反应器上部送入，第一个反应器中填充有固体催化剂强碱性树脂，然后依次进入第二个反应器和第三个反应器，第二个反应器中填充有固体催化剂强碱性树脂，第三个反应器中填充有液体催化剂甲醇钠，在这个过程中，不断的向第二个反应器和第三个反应器中添加乙醇，以保证脂交换过程反应充分，反应率可达95％～98％。整个反应过程中，反应温度控制在65℃左右，产物经过沉降分离出粗脂肪酸乙酯和粗丙三醇，将粗脂肪酸乙酯经过脱乙醇、水洗后，干燥脱水成为成品油。经过精制加工后生成脂肪酸乙脂170公斤，可以直接用作燃料，即生物柴油；
将初加工后的残渣和脱臭馏出物混合，可以提取维生素E和β胡萝卜素，提取后的物质经无毒处理后可以生产生物饲料。
将粗丙三醇和洗涤水经过气提脱去乙醇，乙醇精馏回收
分离出的丙三醇经过脱乙醇后，再经中和、去脂、脱盐，用真空蒸馏脱水，再经活性炭脱色过滤，得精制丙三醇；可以直接用化工和医药原料，还可以经过深加工生成1.3丙二醇。
除去丙三醇的余留物，还可以再进行分离，出现两类产品：多种维生素和药物中间体的混合物。
最后将所有加工所得到的废水进行统一处理后排放。
实施例4
如图1所示的工艺流程，取葵花籽500公斤、棉籽500公斤，先将葵花籽、棉籽去外壳、去皮，然后进行粉碎和压榨，得到初加工油，将初加工后的残渣备用，将初加工油进行脱胶、脱臭、脱水、脱色和去除有害杂质的处理，得到原料油，并得到脱臭馏出物；将原料油进行预脂化，然后与与甲醇混合，进入反应装置，反应装置由连续三个反应器组成，从第一个反应器上部送入，然后依次进入第二个反应器和第三个反应器，3个反应器中都填充有固体催化剂强碱性树脂，在这个过程中，不断的向第二个反应器和第三个反应器中添加甲醇，以保证脂交换过程反应充分，反应率可达95％～98％。整个反应过程中，反应温度控制在65℃左右，产物经过沉降分离出粗脂肪酸甲酯和粗丙三醇，将粗脂肪酸甲酯经过脱甲醇、水洗后，干燥脱水成为成品油。经过精制加工后生成脂肪酸甲脂140公斤，可以直接用作燃料，即生物柴油；
将初加工后的残渣和脱臭馏出物混合，可以提取棉仁蛋白、维生素E和β胡萝卜素，提取后的物质经无毒处理后可以生产生物饲料。
将粗丙三醇和洗涤水经过气提脱去甲醇，甲醇精馏回收
分离出的丙三醇经过脱甲醇后，再经中和、去脂、脱盐，用真空蒸馏脱水，再经活性炭脱色过滤，得精制丙三醇；可以直接用化工和医药原料，还可以经过深加工生成1.3丙二醇。
除去丙三醇的余留物，还可以再进行分离，出现两类产品：多种维生素和药物中间体的混合物。
最后将所有加工所得到的废水进行统一处理后排放。
在以上实施例中，，提取维生素、β胡萝卜素和药物中间体的混合物的工艺，主要视原料中各种所含物质的数量多少不同，采取针对性的方法，解决提取问题，针对不同的原料，可获得不同的副产物，有的原料中含有上述物质的量很少，提取代价大，就放弃提取。

Claims (8)

1、一种生物柴油的生产方法，其特征是：工艺步骤为：
①、收集榛子、油茶果、棕榈果、油桐籽、蓖麻籽、胡麻籽、葵花籽、棉籽中一种或几种的含油部分，进行去外壳、去皮处理，然后进行粉碎和压榨，得到初加工油；
②、将得到的初加工油进行脱胶、脱臭、脱水、脱色和去除有害杂质的处理，得到原料油；
③将得到的原料油进行预脂化，方法是把原料油通过一个预脂化反应器，内装强酸性固体催化剂；
④、将预脂化后的原料油与甲醇和/或乙醇混合，经过反应装置进行生成脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的反应，反应装置由连续的三个反应器组成，第一个反应器中填充有固体催化剂，原料油与甲醇和/或乙醇混合物先从第一个反应器上部送入，经过反应后，依次进入第二个反应器和第三个反应器进行反应，同时向第三个反应器补充甲醇和/或乙醇，上述反应为常压反应，反应温度为80℃以下，最终生成初级产品；
⑤、初级产品经过脱甲醇、水洗后，干燥脱水、精制加工后生成脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的成品和废油，所述的脂肪酸甲脂和/或脂肪酸乙脂的成品既生物柴油。
2、根据权利要求1所述的生物柴油的生产方法，其特征是：所述的第二个反应器中填充有固体催化剂。
3、根据权利要求1所述的生物柴油的生产方法，其特征是：所述的固体催化剂为强碱性树脂。
4、根据权利要求1所述的生物柴油的生产方法，其特征是：所述的第三个反应器中填充有液体催化剂或固体催化剂。
5、根据权利要求1所述的生物柴油的生产方法，其特征是：所述的废油经过气提脱去甲醇，甲醇精馏回收，剩余的物质经中和、去脂、脱盐，用真空蒸馏脱水，再经活性炭脱色过滤，得精制丙三醇。
6、根据权利要求1所述的生物柴油的生产方法，其特征是：所述的除去丙三醇的余留物，还可以再进行分离，出现两类产品：多种维生素和药物中间体的混合物。
7、根据权利要求2或4所述的生物柴油的生产方法，其特征是：所述的固体催化剂为强碱性树脂。
8、根据权利要求4所述的生物柴油的生产方法，其特征是：所述的液体催化剂为甲醇钠。
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