一种用植物沥青制取生物柴油的工艺方法

一种用植物沥青制取生物柴油的工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种用植物沥青制取生物柴油的工艺方法，包括以下步骤：（1）将混合好的甲醇、浓硫酸和植物沥青加入反应器中进行反应；（2）将反应结束的产物送入沉降分离器中，逆流加水进行水洗后，静置分层分离出液态粗甲酯；（3）将所得液态粗甲酯通过负压吸入塔顶接有真空系统的减压精馏塔进行精馏得到生物柴油。本发明采用植物油脚精炼之后的副产物为原料，既充分利用了资源，又降低生产成本；反应过程采用分离耦合技术，及时排出副产物水，保证反应深度进行，转化率高；采取减压精馏分离产品，纯度高；整个过程流程短，工艺简单，适合规模化连续生产。
【专利说明】一种用植物沥青制取生物柴油的工艺方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物柴油的制备工艺，具体为一种用植物浙青制取生物柴油的工艺，属于能源化工、生物质能源相关【技术领域】。

【背景技术】
[0002]为了缓解石油资源短缺和环境保护带来的压力，世界各国都在努力寻找一种更环保、更易再生的能源。近些年，生物柴油以其经济适用性、环境友好性以及可再生性等特点，被作为一种无限发展潜力的生物燃料而受到广泛关注和研究。生物柴油是由动植物油脂与醇经酯化或酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯。研究表明，与传统石化能源相比，其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到石化柴油中。
[0003]我国是食用油进口大国，不宜采用精炼植物油为原料制备生物柴油。基于国家的环保和再生能源政策，目前采用油脚等廉价原料成为生物柴油工业新的发展点，其中提高生物柴油的转化率成为生物柴油工艺研究的关键因素。我国现有的生物柴油炼油工艺中，植物油脚经过酸化水解精馏提取脂肪酸之后产生的副产物植物浙青，约占植物油脚的10%，目前主要作为重油燃烧处理，这就造成资源的极大浪费。研究分析表明植物浙青中含有609Γ70%的混合脂肪酸、59TlO%的植物甾醇及5%左右的维生素E等，而混合脂肪酸正好是生产生物柴油的主要原料，
本工艺以植物浙青为原料，不仅可以降低生产成本，使资源得到高效利用，而且也很好的保护了环境。本文开发的工艺能够有效利用剩余资源，流程简单，节约成本，产品纯度高，具备连续规模生产。


【发明内容】

[0004]针对上述技术问题，本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
[0005]本发明的目的在于避免造成植物浙青中有效成分的浪费，从而提供了一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，本工艺原料成本低，流程简单，产品纯度高，具备连续规模生产。
[0006]一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，包括以下步骤:
(1)将混合好的甲醇、浓硫酸和植物浙青加入反应器I中进行反应，反应压力为常压，反应温度加热至6(T65°C，在不断搅拌下反应I h?4h，所述甲醇加入量是所述植物浙青重量的45°/Γ75%,所述浓硫酸的用量是所述植物浙青重量的0.8°/Γ4% ；
(2)将反应结束的产物送入沉降分离器2中，逆流加水进行水洗后，静置分层，得到油相和水相，生成的甘油富集于下层水相中，分离出下层甘油和水构成的油水混合物，再将上层产物通入脱气塔3进行闪蒸脱除产物中夹杂的水蒸气和甲醇气体，从而得到液态粗甲酷；
(3)将所得液态粗甲酯通过负压吸入塔顶接有真空系统的减压精馏塔5进行精馏，精馏压力为0.1kPa?4kPa，馏分温度为18(T240°C，最后得到生物柴油，同时塔底得到未反应的植物留醇和维生素E组成的废渣。
[0007]进一步地，所在步骤(2)中水洗中水的体积用量与步骤(I)加入的甲醇重量相等。
[0008]进一步地，所述步骤(I)还包括在反应过程中，过量的甲醇将酯化反应产生的水带离反应器1，送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用的步骤。
[0009]进一步地，所述步骤(2)还包括将酯化反应产物经闪蒸脱除后得到的水蒸气和甲醇气体送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用的步骤。
[0010]进一步地，所述的植物浙青为植物油脚经过酸化水解之后的副产物。
[0011]与现有技术相比，本发明提供的工艺有效解决了植物浙青变废为宝的难题，其中具有以下优点:采用植物油脚精炼之后的副产物为原料，既充分利用了资源，又降低生产成本；反应过程采用分离耦合技术，及时排出副产物水，保证反应深度进行，转化率高；采取减压精馏分离产品，纯度高；整个过程流程短，工艺简单，适合规模化连续生产。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1为用植物浙青制取生物柴油的工艺流程图。
[0013]其中:1 一反应器；2—沉降分离器；3—脱气塔；4一甲醇精馏塔；5—生物柴油减压精馏塔。

【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
[0015]实施例一
一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，包括以下步骤:
(1)将0.45kg甲醇、8g浓硫酸和Ikg植物浙青加入反应器I中进行反应，反应压力为常压，反应温度加热至60°C，在不断搅拌下反应2h，同时，过量的甲醇将反应产生的水带离反应器1，送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用，如图1所示，精馏后分离出的甲醇可通过塔顶管道送入反应器I，供下一次反应使用，分离出的水则通过塔底的管路送入沉降分离器2供水洗使用，所述的植物浙青为植物油脚经过酸化水解之后的副产物，约含60°/Γ70%的混合脂肪酸、59Γ10%的植物留醇及5%左右的维生素E等；
(2)将酯化反应结束的产物送入沉降分离器2中，逆流加入重量为0.45kg的水进行水洗后，静置分层，得到油相和水相，生成的甘油富集于下层水相中，分离出下层甘油和水构成的油水混合物，再将上层产物通入脱气塔3进行闪蒸脱除产物中夹杂的水蒸气和甲醇气体，从而得到液态粗甲酯，同时，经闪蒸脱除后得到的水蒸气和甲醇气体被送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用，如图1所示，精馏后分离出的甲醇可通过塔顶管道送入反应器1，供下一次反应使用，分离出的水则通过塔底的管路送入沉降分离器2供水洗使用；
(3)将所得液态粗甲酯通过负压吸入塔顶接有真空系统的减压精馏塔5进行精馏，精馏压力为3kPa?4kPa，馏分温度为21(T240°C，最后得到生物柴油0.55kg，同时塔底得到未反应的植物留醇和维生素E组成的废渣，这些都是高档天然油脂化学品，提纯之后具有非常广泛的应用。
[0016]实施例二
一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，包括以下步骤:
(1)将1.2kg甲醇、48g浓硫酸和2kg植物浙青加入反应器I中进行反应，反应压力为常压，反应温度加热至60°C，在不断搅拌下反应2h，同时，过量的甲醇将酯化反应产生的水带离反应器1，送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用，如图1所示，精馏后分离出的甲醇可通过塔顶管道送入反应器I，供下一次反应使用，分离出的水则通过塔底的管路送入沉降分离器2供水洗使用，所述的植物浙青为植物油脚经过酸化水解之后的副产物，约含60°/Γ70%的混合脂肪酸、59Γ10%的植物留醇及5%左右的维生素E等；
(2)将反应结束的产物送入沉降分离器2中，加入重量为1.2kg的水进行水洗后，静置分层，得到油相和水相，生成的甘油富集于下层水相中，分离出下层甘油和水构成的油水混合物，再将上层产物通入脱气塔3进行闪蒸脱除产物中夹杂的水蒸气和甲醇气体，从而得到液态粗甲酯，同时，经闪蒸脱除后得到的水蒸气和甲醇气体被送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用，如图1所示，精馏后分离出的甲醇可通过塔顶管道送入反应器1，供下一次反应使用，分离出的水则通过塔底的管路送入沉降分离器2供水洗使用；
(3)将所得液态粗甲酯通过负压吸入塔顶接有真空系统的减压精馏塔5进行精馏，精馏压力为1.5kPa?2.5kPa，馏分温度为19(T220°C，最后得到生物柴油1.17kg，同时塔底得到未反应的植物留醇和维生素E组成的废渣，这些都是高档天然油脂化学品，，提纯之后具有非常广泛的应用。
[0017]实施例3
一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，包括以下步骤:
(1)将2.25kg甲醇、120g浓硫酸和3kg植物浙青加入反应器I中进行反应，所述的植物浙青为植物油脚经过酸化水解之后的副产物，反应压力为常压，反应温度加热至65°C，在不断搅拌下反应3h，同时，过量的甲醇将酯化反应产生的水带离反应器1，送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用，如图1所示，精馏后分离出的甲醇可通过塔顶管道送入反应器1，供下一次反应使用，分离出的水则通过塔底的管路送入沉降分离器2供水洗使用，所述的植物浙青为植物油脚经过酸化水解之后的副产物，约含60°/Γ70%的混合脂肪酸、59TlO%的植物甾醇及5%左右的维生素E等；
(2)将酯化反应结束的产物送入沉降分离器2中，加入重量为2.25kg的水进行水洗后，静置分层，得到油相和水相，生成的甘油富集于下层水相中，分离出下层甘油和水构成的油水混合物,再将上层产物通入脱气塔3进行闪蒸脱除产物中夹杂的水蒸气和甲醇气体，从而得到液态粗甲酯，同时，经闪蒸脱除后得到的水蒸气和甲醇气体被送入甲醇精馏塔4分离出甲醛和水供循环回收使用，如图1所示，精馏后分离出的甲醛可通过塔顶管道送入反应器1，供下一次反应使用，分离出的水则通过塔底的管路送入沉降分离器2供水洗使用；
(3)将所得液态粗甲酯通过负压吸入塔顶接有真空系统的减压精馏塔5进行精馏，精馏压力为0.1kPa?lkPa，馏分温度为18(T210°C，最后得到生物柴油1.85kg，同时塔底得到未反应的植物留醇和维生素E组成的废渣，这些都是高档天然油脂化学品，，提纯之后具有非常广泛的应用。
[0018]本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，包括以下步骤: (1)将混合好的甲醇、浓硫酸和植物浙青加入反应器I中进行反应，反应压力为常压，反应温度加热至60°c?65°C，在不断搅拌下反应I h?4h，所述甲醇加入量是所述植物浙青重量的45°/Γ75%,所述浓硫酸的用量是所述植物浙青重量的0.8°/Γ4% ； (2)将反应结束的产物送入沉降分离器2中，逆流加水进行水洗后，静置分层，得到油相和水相，生成的甘油富集于下层水相中，分离出下层甘油和水构成的油水混合物，再将上层产物通入脱气塔3进行闪蒸脱除产物中夹杂的水蒸气和甲醇气体，从而得到液态粗甲酷； (3)将所得液态粗甲酯通过负压吸入塔顶接有真空系统的减压精馏塔5进行精馏，精馏压力为0.1kPa?4kPa，馏分温度为18(T240°C，最后得到生物柴油，同时塔底得到未反应的植物留醇和维生素E组成的废渣。
2.根据权利要求1所述的一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，其特征在于:所在步骤(2)中水洗中水的体积用量与步骤(I)加入的甲醇重量相等。
3.根据权利要求1所述的一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，其特征在于，所述步骤(I)还包括在反应过程中，过量的甲醇将酯化反应产生的水带离反应器1，送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用的步骤。
4.根据权利要求1所述的一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括将反应产物经闪蒸脱除后得到的水蒸气和甲醇气体送入甲醇精馏塔4分离出甲醇和水供循环回收使用的步骤。
5.根据权利要求1所述的一种用植物浙青制取生物柴油的工艺方法，其特征在于:所述的植物浙青为植物油脚经过酸化水解之后的副产物。
【文档编号】C11C3/00GK104232324SQ201410457272
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】陈可娟, 徐丹 申请人:华南理工大学