專利名稱：車用生物柴油的生產(chǎn)裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車用生物柴油的生產(chǎn)裝置及其制造方法，特別是涉及一種利用餐飲廢油做原料連續(xù)生產(chǎn)超低硫車用生物柴油的生產(chǎn)裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
餐飲廢油是指食品油加工企業(yè)廢棄的或餐館廢水中分離出來的不可食用的廢油脂。
餐飲廢油基本上都是經(jīng)過高溫煎或炸的食用油。油脂經(jīng)過反復(fù)高溫煎炸后可發(fā)生熱氧化、熱裂解、熱聚合等一系列反應(yīng)，產(chǎn)生許多有害物質(zhì)，同樣營養(yǎng)價(jià)值明顯降低。油脂的深度氧化，可分解出一百余種有害物質(zhì)，這些分解物有的毒性很大，有的可能致癌。同時(shí)，食品中的油脂會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，致使顏色變深、粘度增加、持續(xù)起泡，這叫煎炸油劣變。這種劣變油的脂肪酸和維生素基本已被破壞，而且經(jīng)聚合作用會(huì)產(chǎn)生丙烯醛等大量有毒物質(zhì)。吃這種油產(chǎn)生的毒副作用在醫(yī)學(xué)上稱為“蓄集中毒效應(yīng)”，它是慢慢在人的肌體中蓄積，使人慢慢中毒。因此，一般煎炸三次的油脂應(yīng)當(dāng)廢棄。
目前，大多數(shù)城市中的餐飲業(yè)都按規(guī)定安裝廢油隔離池，將油水進(jìn)行初步分離。隔離出的廢油由一些固定的注冊(cè)廢油回收商定期進(jìn)行回收。一般周期在2～4星期。在國內(nèi)，有一些非法收購商，利用餐飲廢油為原料，經(jīng)過簡單的加工后又將這些廢油同好油摻兌，造成廢油回流餐桌的問題，直接危害了人們的健康衛(wèi)生，給其所在地區(qū)造成了嚴(yán)重的環(huán)保問題。據(jù)考察，在國外，餐飲廢油一般是回收后采取掩埋及或制成沼氣的處理方式。這種處理方式的資源綜合利用率很低。
如果將各種城市餐飲廢油實(shí)行歸口管理，通過指定的工廠，利用科學(xué)工藝生產(chǎn)出高質(zhì)量低成本的生物柴油及各種高品質(zhì)副產(chǎn)品，就會(huì)大大提高資源的綜合利用率，不僅有效的解決了環(huán)保問題，健康衛(wèi)生危害問題，而且提供了新的替代能源。
餐飲廢油的成分一般很復(fù)雜，可能含有任何飽和的或不飽和的動(dòng)植物脂肪、油脂。而且廢油脂隔離池這樣的收集系統(tǒng)，使該原料都經(jīng)過一定水解、酸敗，酸值高(70～185mg KOH/g)，而且含有雜質(zhì)多，包括洗滌劑、磷脂、蛋白質(zhì)、糖份、水、硫份等。并且質(zhì)量也非常不穩(wěn)定，不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同氣候、不同的飲食習(xí)慣、清洗習(xí)慣和收集體系及收集周期都會(huì)影響其質(zhì)量規(guī)格。一般來講，溫度越高，放置/收集周期越長，水解作用逐步加速，廢油就會(huì)酸敗得越厲害，游離脂肪酸的含量就越高。
但無論是哪種餐飲廢油，其所含油脂的基本化學(xué)成分都是游離脂肪酸和各種脂肪酸甘油脂的混合物。因此，都可以同醇類(甲醇、乙醇)，通過酯交換和酯化反應(yīng)，都能轉(zhuǎn)化為脂肪酸酯，進(jìn)而，制成高品質(zhì)的超低硫生物柴油。
目前現(xiàn)有利用廢動(dòng)植物油生產(chǎn)柴油的工藝是在酸性或堿性催化劑存在的條件下，將各種廢動(dòng)植物油脂進(jìn)行醇解和酯化反應(yīng)；然后再分離出非產(chǎn)品部分的多余成分，得粗制產(chǎn)品；在粗制產(chǎn)品中加入含堿10％的飽和食鹽水進(jìn)行中和反應(yīng)，得到水洗粗酯，最后，在水洗粗酯中加入工業(yè)純堿后進(jìn)行加熱蒸餾，收集氣相溫度為220～320℃的餾分，得成品生物柴油。這種工藝產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，達(dá)不到超低硫車用生物柴油的標(biāo)準(zhǔn)，并且是間歇式操作模式，反應(yīng)時(shí)間長，不適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
由此可見，上述現(xiàn)有的利用動(dòng)植物油生產(chǎn)生物柴油的工藝，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。同時(shí)，為了解決餐飲廢油的利用問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。有鑒于上述現(xiàn)有的問題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的利用廢動(dòng)植物油生產(chǎn)生物柴油的工藝，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有車用生物柴油的生產(chǎn)工藝存在的缺陷，而提供一種新的車用生物柴油的生產(chǎn)裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠以餐飲廢油為原料連續(xù)生產(chǎn)超低硫車用生物柴油，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝存在的缺陷，而提供一種新的車用生物柴油的制造方法，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠以餐飲廢油為原料連續(xù)生產(chǎn)超低硫車用生物柴油，并最大化地提高原料的利用率，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種車用生物柴油的生產(chǎn)裝置，其包括有反應(yīng)器；第一閃蒸塔；加熱器；換熱器；第二閃蒸塔；沉降分離器；減壓蒸餾塔；中和水洗器；以及脫硫精制塔，所述的反應(yīng)器分為第一段管式反應(yīng)器和第二段管式反應(yīng)器，并且，在第一段管式反應(yīng)器與第二段管式反應(yīng)器之間設(shè)有第一閃蒸塔和加熱器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的車用生物柴油的生產(chǎn)裝置，其還包括有提濃醇類的醇分餾塔、對(duì)減壓蒸餾塔塔底出料進(jìn)行回收的瀝青回收裝置、連接于中和水洗器的皂膠處理器，沉降分離器底部連接至皂膠處理器。
前述的車用生物柴油的生產(chǎn)裝置，其中所述的脫硫精制塔為貨柜式脫硫裝置。
前述的車用生物柴油的生產(chǎn)裝置，其中所述的第一段管式反應(yīng)器之前設(shè)有第一增壓泵，在第一段管式反應(yīng)器之后設(shè)有第二增壓泵。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種車用生物柴油的制造方法，其包括以下步驟(a)將油脂、催化劑和醇類混合原料送入第一段管式反應(yīng)器，在下進(jìn)行反應(yīng)；(b)將第一段管式反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物送入第二段管式反應(yīng)器，在溫度為60～120℃，壓力為0.8～2.0MPa下進(jìn)行反應(yīng)；(c)第二段管式反應(yīng)器的出料進(jìn)入沉降分離器進(jìn)行分離；(d)沉降分離器頂部分離物進(jìn)入減壓蒸餾塔進(jìn)行蒸餾；(e)切取減壓蒸餾塔一定溫度范圍內(nèi)的餾分，對(duì)該餾分進(jìn)行中和、水洗和脫硫；本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的車用生物柴油的制造方法，其中所述第一段管式反應(yīng)器的出料進(jìn)入第一閃蒸塔進(jìn)行提濃，塔頂物料送入醇分餾塔，第一閃蒸塔的塔底出料補(bǔ)充高濃度醇類并進(jìn)入加熱器升溫，升溫后的物料進(jìn)入第二段管式反應(yīng)器。
前述的車用生物柴油的制造方法，其中所述油脂是餐飲廢油，所述的醇類是甲醇或者乙醇。
前述的車用生物柴油的制造方法，其中所述的催化劑是有機(jī)酸或硫酸、硼酸、鹽酸中的一種或幾種的組合的無機(jī)酸。
前述的車用生物柴油的制造方法，其中所述的中和是用金屬鹽溶液作為中和液，較佳的金屬鹽為NaHCO3、NaCl。
前述的車用生物柴油的制造方法，其中所述的金屬鹽溶液的質(zhì)量濃度范圍在5～50％之間，較佳的范圍是10～25％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下經(jīng)由上述可知，本發(fā)明提出一種車用生物柴油的生產(chǎn)工藝，它采用兩段管式反應(yīng)、減壓蒸餾、高效脫硫的工藝及設(shè)備，無需攪拌，從而改變了現(xiàn)有技術(shù)采用靜態(tài)反應(yīng)器間歇式或半連續(xù)式生產(chǎn)的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)投料、連續(xù)生產(chǎn)，有利于自動(dòng)化控制、大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的商業(yè)推廣；同時(shí)，也解決了餐飲廢油原料中各種復(fù)雜的微量有機(jī)硫和無機(jī)硫的脫硫精制問題，能夠生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的超低硫車用生物柴油。
該工藝可根據(jù)原料的質(zhì)量，可以采用酸性催化劑或堿性催化劑。但實(shí)際應(yīng)用中，可以利用廢油脂游離脂肪酸含量一般都大于15％的特點(diǎn)，主要使用微酸性催化劑，使脂肪酸部分同醇類的酯化反應(yīng)和甘三脂同醇類的酯交換反應(yīng)在同一步進(jìn)行，配合加壓兩段管式反應(yīng)工藝，無需采用“加酸進(jìn)行酯化，加堿進(jìn)行酯交換的兩步法”，就可以達(dá)到95％的轉(zhuǎn)換率?？梢詫⒏鞣N不同游離脂肪酸含量的原料進(jìn)行調(diào)和，即可以達(dá)到將原料游離脂肪酸提高到15％以上的目的。
該工藝使醇類的回收效率提高，減少物耗；該工藝使生產(chǎn)全過程為密閉循環(huán)式，一次未反應(yīng)完全的原料部分可以繼續(xù)循環(huán)參與反應(yīng)，使產(chǎn)品的收率最大化；并且使環(huán)保、安全、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。
在生產(chǎn)過程中，該發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于餐飲廢油原料中帶入的各種復(fù)雜微量硫份(包括有機(jī)硫和無機(jī)硫)的脫硫精制問題，可生產(chǎn)出國際標(biāo)準(zhǔn)的高品質(zhì)的超低硫(＜10ppm)車用生物柴油，而當(dāng)今任何其它技術(shù)都還沒有有效的解決餐飲廢油生產(chǎn)的生物柴油微量硫脫硫這個(gè)問題。
在生產(chǎn)過程中，蒸餾塔蒸餾出的不同沸點(diǎn)的餾分按一定比例調(diào)和，在調(diào)和過程中加入各種改性添加劑(例如抗氧化劑，降凝劑等)，最大限度的得出高品質(zhì)的超低硫車用生物柴油及副產(chǎn)品。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明車用生物柴油的生產(chǎn)工藝至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1、原料成本低，來源廣只要有餐飲業(yè)的地方，尤其是大中型城市餐飲業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，都有餐飲廢油；因此，原料可以就地取材，成本低廉；每個(gè)大中型城市都可以建設(shè)萬噸規(guī)模以上的生物柴油廠。
2、采用加壓兩段管式反應(yīng)的工藝，突破了現(xiàn)有技術(shù)采用的間歇式靜態(tài)反應(yīng)器技術(shù)，也突破了現(xiàn)有技術(shù)酯化和酯交換反應(yīng)不能同時(shí)進(jìn)行的局限，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)酯化和酯交換同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)了全生產(chǎn)過程的連續(xù)化，從而有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的商業(yè)推廣。
3、解決了利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油的質(zhì)量問題，可以生產(chǎn)超低硫車用生物柴油；4、該工藝便于DCS自動(dòng)化控制的實(shí)施，使生產(chǎn)工藝操作過程簡單、安全、準(zhǔn)確、可靠，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人工管理成本。
綜上所述，本發(fā)明的車用生物柴油的生產(chǎn)裝置及其制造方法，能夠以餐飲廢油為原料連續(xù)生產(chǎn)超低硫車用柴油。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類工藝中未見有類似的設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在工藝上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。


圖1是本發(fā)明車用生物柴油的生產(chǎn)工藝流程簡圖。
1原料罐2換熱器3第一段管式反應(yīng)器 4第一閃蒸塔5加熱器6第二段管式反應(yīng)器7第二閃蒸塔8沉降分離器9減壓蒸餾塔10中和水洗器11脫硫精制塔 12A、12B增壓泵13醇分餾塔 14產(chǎn)品儲(chǔ)罐15皂膠處理器 16瀝青回收裝置具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的車用生物柴油的生產(chǎn)工藝其具體實(shí)施方式
、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請(qǐng)參閱圖1所示，是本發(fā)明的工藝流程簡圖。本發(fā)明的車用柴油生產(chǎn)裝置，主要包括第一段管式反應(yīng)器3、第一閃蒸塔4、加熱器5、第二段管式反應(yīng)器6、換熱器2、第二閃蒸塔7、沉降分離器8、減壓蒸餾塔9、中和水洗器10、脫硫精制塔11以及產(chǎn)品儲(chǔ)罐14，上述設(shè)備順利連接，構(gòu)成整套裝置的主流程，還包括有增壓泵12A和增壓泵12B，用于輸送物料并提供各個(gè)設(shè)備中所需的壓力。
另外本裝置還包括有一醇分餾塔13，第一閃蒸塔4和第二閃蒸塔7的塔頂連接于該醇分餾塔13，醇分餾塔13的塔頂出料送至原料罐1或者第一閃蒸塔4的塔底出料中，醇分餾塔13的塔底排出廢水。同時(shí)，減壓蒸餾塔9的塔頂也連接至醇分餾塔13，從而在本發(fā)明的車用生物柴油生產(chǎn)裝置中形成一個(gè)醇的封閉循環(huán)系統(tǒng)，保證了醇類原料的高利用率。
另外，本發(fā)明車用生物柴油生產(chǎn)裝置還包括有皂膠處理器15和瀝青回收裝置16，中和水洗器10和沉降分離器8連接至皂膠處理器15，皂膠處理器15的出料管連接至原料罐1；瀝青回收裝置16接至減壓蒸餾塔9塔底，瀝青回收裝置16的出料管連接至原料罐1。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝主要包括連續(xù)酯化酯交換(一步式)反應(yīng)；減壓蒸餾和循環(huán)；中和、水洗、循環(huán)、脫硫過程。主要過程如下以餐飲廢油為例，本發(fā)明所述的餐飲廢油是經(jīng)過脫水雜的預(yù)處理的呈液態(tài)的油脂。
連續(xù)酯化酯交換(一步式)反應(yīng)將儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐中的經(jīng)過預(yù)處理脫水雜的餐飲廢油(液態(tài)，游離脂肪酸含量50％，水分0.5％以下)、催化劑(硫酸、硼酸或鹽酸)及醇類(甲醇或乙醇)按比例混合(質(zhì)量比為餐飲廢油100，催化劑為餐飲廢油的3-6；醇類為餐飲廢油的10-25)，混合后的原料經(jīng)過增壓泵12A送至換熱器2，從而獲得熱量而提高溫度，該升溫后的混合原料被連續(xù)送入第一段管式反應(yīng)器3?？刂品磻?yīng)壓力為0.8～1.1MPa，反應(yīng)溫度為60～80℃。各種原料進(jìn)入管式反應(yīng)器后在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力和流速下，使各分子界面充分得到接觸，無需攪拌，就可以進(jìn)行酯交換和酯化反應(yīng)。
第一段管式反應(yīng)器3的出料進(jìn)入第一閃蒸塔4，根據(jù)原料中添加的醇的種類，采用適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件(現(xiàn)有技術(shù)，如操作溫度70～95℃)，從塔頂蒸餾出濃度較低的醇溶液，被送入醇分餾塔13采用適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件(現(xiàn)有技術(shù))進(jìn)行提濃。該甲醇分餾塔13塔頂出來的高濃度的甲醇一部分返回原料罐1，另一部分補(bǔ)充到物料流程中(如第一閃蒸塔4的塔底出料)，以提高反應(yīng)物料的甲醇濃度。
從第一閃蒸塔4底部出來的物料被補(bǔ)充高濃度的甲醇，該物料經(jīng)過增壓泵12B送入加熱器5，物料經(jīng)加熱后進(jìn)入第二段管式反應(yīng)器6進(jìn)一步進(jìn)行酯交換和酯化反應(yīng)?？刂频诙喂苁椒磻?yīng)器6的反應(yīng)溫度為80～120℃，反應(yīng)壓力為1.0～2.0MPa。生成粗酯和含甘油的廢水雜。
第二段管式反應(yīng)器的出料經(jīng)由換熱器2與原料換熱，其降低溫度后進(jìn)入第二閃蒸塔7，根據(jù)原料中添加的醇的種類，采用適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件(現(xiàn)有技術(shù))。該第二閃蒸塔7頂部的出料進(jìn)入甲醇分餾塔13；而該第二閃蒸塔7的底部出料被送入沉降分離器8，分離出粗酯和甘油以及廢水，將甘油以及廢水送入皂膠處理器15，經(jīng)過處理的物料送回原料罐1；將粗酯部分進(jìn)行過濾后，送入減壓蒸餾塔9。
減壓蒸餾和循環(huán)在減壓蒸餾塔9中，首先會(huì)從頂部分出多余未反應(yīng)的醇，送入醇分餾塔13進(jìn)行回收；并根據(jù)粗酯中不同沸點(diǎn)的餾分，切取150～250℃的餾分，作為生物柴油產(chǎn)品；蒸餾塔中餾程大于250℃的大分子及一些高分子聚合物及未反應(yīng)完全的微量油脂成為重餾分，從塔的底部餾出，被稱為瀝青或渣油。重餾分通過瀝青回收裝置16處理后可以循環(huán)進(jìn)入原料罐循環(huán)使用，從而提高總收率。
中和、水洗、循環(huán)、脫硫減壓蒸餾得到的生物柴油餾分在中和水洗器10中，加入質(zhì)量濃度為10～25％的鹽溶液(如小蘇打NaHCO3、NaCl)，及適量的堿溶液，該鹽溶液與柴油餾分的質(zhì)量比為5～10∶100。產(chǎn)品部分再進(jìn)行水洗，沉降分出各種水溶性雜質(zhì)，并控制產(chǎn)品其他指標(biāo)合格。柴油餾分中殘留的微量游離脂肪酸同堿反應(yīng)生成皂膠沉淀，將皂膠分離出來送入皂膠處理器15中，并與沉降分離器出來的甘油廢酸水進(jìn)行酸化反應(yīng)生成酸化油，然后送入原料罐1循環(huán)使用，從而提高總收率，減少總的物耗。
因?yàn)椴惋嫃U油里含有各種復(fù)雜的有機(jī)硫和無機(jī)硫化合物，一方面，有些食物含硫較高，如魚類、蛋、豆類、瘦肉及乳制品，魚貝、酵母等都含有豐富的含硫胺基酸，大蒜、蔥類(洋蔥、青蔥、蒜苗、韭菜等)含豐富的硫硒有機(jī)化合物，用油煎炸炒的過程中，這些硫份都會(huì)帶入餐飲廢油；另一方面，在清洗過程大量的洗滌劑(一般含有烷基苯磺酸)會(huì)帶入餐飲廢油；并且，在預(yù)處理或加工過程中，硫酸等無機(jī)硫也可能帶入。因此，為了保證產(chǎn)品的高品質(zhì)，需要進(jìn)一步脫硫精制。水洗后的物料進(jìn)入脫硫精制塔11進(jìn)行脫硫過程。采用氧化脫硫法，用定型的貨柜式脫硫裝置。
最后，水洗精制得到的產(chǎn)品部分，按一定比例調(diào)和，在調(diào)和過程中加入各種改性添加劑(例如抗氧化劑2-6-4，降凝劑等)，最大限度地得到高品質(zhì)的生物柴油，進(jìn)入產(chǎn)品儲(chǔ)罐14。
實(shí)施例1、酯化及酯交換首先，將1000g脫水雜的餐飲廢油(液態(tài)，游離脂肪酸含量為40％)，與50g的酸性催化劑硫酸(98％)和215g的甲醇(98％)進(jìn)行混合。通過增壓泵12A將壓力增加到0.8MPa，并通過換熱器2將溫度升到70～75℃，連續(xù)送入第一段管式反應(yīng)器3，經(jīng)反應(yīng)的物料連續(xù)轉(zhuǎn)移到第一閃蒸塔4(操作溫度為80～85℃)，稀甲醇從第一閃蒸塔4頂部導(dǎo)入醇分餾塔13里提濃成98％甲醇(約160.5g)，然后再同第一閃蒸塔4底部出來的物料混合，通過增壓泵12B將壓力增加到2.0MPa，用加熱器5將溫度升到110℃，送入第二段管式反應(yīng)器6，進(jìn)一步進(jìn)行酯化及酯交換反應(yīng)。
2、第二段管式反應(yīng)器6出來的物料通過換熱器2將溫度從110℃降到80℃，連續(xù)轉(zhuǎn)移到第二閃蒸塔7(溫度控制在80℃～85℃)，稀甲醇從閃蒸器頂部回流，并導(dǎo)入甲醇分餾器提濃后(80.6g)回收使用。第二閃蒸塔7底部物料連續(xù)轉(zhuǎn)移到沉降分離器8，分離出粗脂相(1035.6g)和含甘油廢酸水相(148.8g)。粗酯(1035.6g)送入減壓蒸餾塔9。甘油廢酸水(148.8g)送入皂膠處理器15。
3、減壓精餾在減壓精餾塔9(壓力5mmHg)，部分殘留稀甲醇從頂部餾出，導(dǎo)入醇分餾塔13提濃回收(14g)。收集減壓精餾塔9的150～250℃的中間餾分作為生物柴油(902.5g)，250℃以上重餾分從塔底餾出，得瀝青119.1g。送入瀝青回收裝置16濾去殘?jiān)?43g)，其余液態(tài)部分(76.1g)送入原料罐1循環(huán)參與反應(yīng)。
4、中和水洗、回收將生物柴油餾分902.5g轉(zhuǎn)移到中和水洗器10，加入89.7g飽和食鹽水，82.1g堿液NaOH(15％質(zhì)量濃度)，常溫下進(jìn)行攪拌，然后轉(zhuǎn)入沉降分離器，分離出生物柴油825.79g(酸值＜0.5mgKOH/g)，皂膠76.71g和鹽水171.8g。將皂膠(76.71g)轉(zhuǎn)移到皂膠處理器15，利用其中的甘油廢酸水(148.8g)對(duì)其進(jìn)行酸化，沉降分離出酸化油72.88g(游離脂肪酸含量為98％)，和中性甘油水152.64g；然后將酸化油(72.88g)返回原料罐1循環(huán)參與反應(yīng)。中性甘油水(152.4g)進(jìn)行提濃回收為80％濃度甘油(40.1g)，中性廢水(112.3g)。鹽水通過過濾后可回收(171g)循環(huán)使用。
5、脫硫、調(diào)和最后，生物柴油產(chǎn)品送入脫硫精制塔11進(jìn)行脫硫精制，然后再加入抗氧化劑和降凝劑進(jìn)行調(diào)和(此步驟并非必要，要根據(jù)品質(zhì)要求決定)，得到成品。
本實(shí)施例的主要物料消耗情況如表1所示表1本發(fā)明車用生物柴油的主要物料消耗情況

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容做出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車用生物柴油的生產(chǎn)裝置，其包括有反應(yīng)器；第一閃蒸塔；加熱器；換熱器；第二閃蒸塔；沉降分離器；減壓蒸餾塔；中和水洗器；以及脫硫精制塔，其特征在于所述的反應(yīng)器分為第一段管式反應(yīng)器和第二段管式反應(yīng)器，并且，在第一段管式反應(yīng)器與第二段管式反應(yīng)器之間設(shè)有第一閃蒸塔和加熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用生物柴油生產(chǎn)裝置，其特征在于在其還包括有接受第一閃蒸塔、第二閃蒸塔、減壓蒸餾塔塔頂出料的醇分餾塔；對(duì)減壓蒸餾塔塔底出料進(jìn)行回收的瀝青回收裝置；連接于中和水洗器的皂膠處理器；沉降分離器底部連接至皂膠處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用生物柴油生產(chǎn)裝置，其特征在于其中所述的脫硫精制塔為貨柜式脫硫裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的車用生物柴油生產(chǎn)裝置，其特征在于在其中所述的第一段管式反應(yīng)器之前設(shè)有第一增壓泵，在第一段管式反應(yīng)器之后設(shè)有第二增壓泵。
5.一種車用生物柴油的制造方法，其特征在于其包括以下步驟(a)將油脂、催化劑和醇類混合原料送入第一段管式反應(yīng)器，在下進(jìn)行反應(yīng)；(b)將第一段管式反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物送入第二段管式反應(yīng)器，在溫度為60～120℃，壓力為0.8～2.0MPa下進(jìn)行反應(yīng)；(c)第二段管式反應(yīng)器的出料進(jìn)入沉降分離器進(jìn)行分離；(d)沉降分離器頂部分離物進(jìn)入減壓蒸餾塔進(jìn)行蒸餾；(e)切取減壓蒸餾塔一定溫度范圍內(nèi)的餾分，對(duì)該餾分進(jìn)行中和、水洗和脫硫；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用生物柴油的制造方法，其特征在于其中所述第一段管式反應(yīng)器的出料進(jìn)入第一閃蒸塔進(jìn)行提濃，塔頂物料送入醇分餾塔，第一閃蒸塔的塔底出料補(bǔ)充高濃度醇類并進(jìn)入加熱器升溫，升溫后的物料進(jìn)入第二段管式反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用生物柴油的制造方法，其特征在于其中所述油脂是餐飲廢油，所述的醇類是甲醇或者乙醇。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用生物柴油的制造方法，其特征在于其中所述的催化劑是有機(jī)酸或硫酸、硼酸、鹽酸中的一種或幾種的組合的無機(jī)酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用生物柴油的制造方法，其特征在于其中所述的中和是用金屬鹽溶液作為中和液，較佳的金屬鹽為NaHCO3、NaCl。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車用生物柴油的制造方法，其特征在于其中所述的金屬鹽溶液的質(zhì)量濃度范圍是5～50％，較佳的范圍是10～25％。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種超低硫車用生物柴油的生產(chǎn)裝置及其制造方法，該生產(chǎn)裝置主要包括第一段管式反應(yīng)器；第二段管式反應(yīng)器；第一閃蒸塔；加熱器；換熱器；第二閃蒸塔；沉降分離器；減壓蒸餾塔；中和水洗器；以及脫硫精制塔。將原料連續(xù)送入兩段式加壓管式反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)；管式反應(yīng)器的出料進(jìn)入沉降分離器進(jìn)行分離；沉降分離器頂部分離物進(jìn)入減壓蒸餾塔；切取一定溫度范圍內(nèi)的餾分，對(duì)其進(jìn)行中和、水洗和脫硫，從而得到生物柴油。以上所有步驟都是連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出料的過程。該工藝采用餐飲廢油、醇類以及微酸性催化劑為原料，醇類組分在整個(gè)工藝流程中呈一個(gè)封閉的循環(huán)。
文檔編號(hào)C10G3/00GK1743416SQ200410064280
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者丁志源, 楊學(xué)風(fēng), 溫明 申請(qǐng)人:中油雙星生物柴油有限公司