餐饮废油改性甲醇生产高闪点纯油燃料方法与流程

本发明属于餐饮废弃动植物油脂加工应用技术领域，具体涉及餐饮废油改性甲醇生产高闪点纯油燃料方法。

背景技术：

甲醇燃料是利用工业甲醇或燃料甲醇，加变性醇添加剂，与现有国标汽柴油(或组分油)，按一定体积(或重量比)经严格科学工艺调配制成的一种新型清洁燃料。可替代汽柴油，用于各种机动车，锅灶炉使用.生产甲醇的原料主要是煤，天然气，煤层气，焦炉气等，特别是利用高硫劣质煤和焦炉气生产甲醇，既可提高资源综合利用又可减少环境污染.发展煤制甲醇燃料，补充和部分替代石油燃料，是缓解我国能源紧张局势，提高资源综合利用，保护生态环境的一条有效捷径。

甲醇燃料一般分为甲醇汽油和甲醇柴油。

甲醇汽油是车用燃料替代，是新能源的重要组成部分。原油是全球最主要的一次能源，当前能源短缺的实质是原油短缺。车用燃料是原油最主要的应用领域，占全球原油总消耗量的70％以上。甲醇汽油是一种"以煤代油"路径，甲醇汽油由汽油、甲醇和甲醇汽油添加剂配置而成的新能源燃料，可以作为汽油的替代物从而实现对原油的部分替代。

甲醇柴油：柴油、甲醇、添加剂按照一定的体积或质量比经过严格的流程调配而成的新型环保清洁燃料。清洁甲醇柴油是国标轻柴油中按体积或重量比加入一定比例(15％，50％，90％)的变性燃料甲醇配制而成的一种环保节能燃料。甲醇柴油其外观为接近于柴油的澄清透明液体，粘度、热值等指标均接近柴油，可替代柴油使用于内燃机柴油机车、工业锅炉、灶炉等领域。但不适宜于车用。

由于甲醇具有沸点低辛烷值高等特点，使得它作为燃料具有含氧量高、热值比汽油弱的特点，汽化潜热是汽油的3倍多。同时，由于甲醇燃料理化性能接近汽油，在汽油机上使用甲醇燃料，发动机不需做大的变动，甲醇与汽油相溶性较好，可实现各种比例掺烧。而且几十万吨/年的装置就可达到经济规模(合成油则至少应达到几百万吨/年规模)，甲醇可以不必过分集中生产，便于企业投资兴建和产品输送，即使较长距离的输送，也比输煤和输气便利。再加上它是含氧化合物，燃烧完全，在汽车发动机中的能量利用效率高于汽油，其经济性很具有竞争力。

由上可知，现有的甲醇燃料，一般分为甲醇汽油和甲醇柴油，制备时，甲醇汽油是采用甲醇、汽油和甲醇汽油添加剂配置而成，甲醇柴油是采用柴油、甲醇和添加剂调配而成，其制备主要原料需要用到汽油或柴油，生产成本高。

因此，设计餐饮废油改性甲醇生产高闪点纯油燃料方法，以降低甲醇燃料生产成本，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供餐饮废油改性甲醇生产高闪点纯油燃料方法，解决现有技术甲醇燃料生产成本高及运输使用过程中的安全技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

餐饮废油改性甲醇生产高闪点纯油燃料方法，包括以下步骤：

步骤1、将甲醇与n-已基酰胺混合反应生成甲醇混合液，将餐饮废油加工制成脂肪酸；

步骤2、将步骤一中所制得甲醇混合液和脂肪酸混合反应生成脂肪酸改性甲醇液；

步骤3、在脂肪酸改性甲醇液内加入用于形成悬浮体系的煤油，搅拌形成微乳悬浮液，再滴加十二醇调节直至液体透明为止，静置24小时后再次搅拌，均匀出料，即得高闪点纯油燃料。

进一步地，在所述步骤2中，甲醇混合液和脂肪酸的混合比例为7～8∶2～3，甲醇混合液和脂肪酸混合后，添加氨水调节ph值至8-9，常温搅拌充分反应1小时。

进一步地，在所述步骤3中，所添加煤油的密度为0.7-0.78g/cm³，透明液体静置后，静止状态下液面煤油厚度为0.5-1mm。

进一步地，在所述步骤1中，生成甲醇混合液时，先将甲醇与水以17∶3的比例混合成甲醇水混合液，再将甲醇水混合液与n-已基酰胺以8～9∶1～2的比例混合，充分搅拌，升温至40℃后反应1小时。

进一步地，在所述步骤1中，将餐饮废油加工制成脂肪酸时，包括以下步骤：

步骤(1)、餐饮废油通过精炼油系统精炼得到精炼混和油脂；

步骤(2)、精炼混和油脂经过冷冻压滤后分离得到液体油脂；

步骤(3)、将液体油脂经过脂肪酶水解后，分离得到脂肪酸。

进一步地，在所述步骤(3)中，液体油脂水解时，采用等体积份的液体油脂和水混合，再添加适量脂肪酶，升温至40℃后恒温48小时，液体油脂即可水解成脂肪酸。

进一步地，所述精炼油系统包括用于除去餐饮废弃动植物油脂中水、杂的预处理罐，从预处理罐接出用于对从预处理罐输送的物料进行蒸汽加热的蒸汽加热罐，从蒸汽加热罐接出用于对经过蒸汽加热后的物料进行闪蒸干燥的闪蒸罐，从闪蒸罐接出用于对闪蒸干燥后的物料进行导热油加热的导热油加热器，以及从导热油加热器接出用于对加热后的物料进行脱酸处理的脱酸塔；闪蒸罐连接有用于为其内抽真空的第一抽真空管，第一抽真空管与外界抽真空设备连接，脱酸塔连接有精炼油外输管，精炼油外输管上设有第三泵。

进一步地，预处理罐连接有用于为其内输送餐饮废弃动植物油脂的餐饮废油输送管、用于为其内添加辅料的辅料添加管、以及用于将其内所分离出水和杂外排的水杂外排管，预处理罐和蒸汽加热罐之间连接有第一输送管，并且第一输送管上设有第一泵，预处理罐上设有用于为其内物料进行搅拌的搅拌器。

进一步地，闪蒸罐和导热油加热器之间连接有第二输送管，并且第二输送管上设有第二泵第二输送管和精炼油外输管之间设有换热器；

导热油加热器和脱酸塔之间连接有第三输送管，第三输送管出料端伸入至脱酸塔内顶部，并且第三输送管出料端设有喷淋器，喷淋器位于脱酸塔内。

进一步地，脱酸塔顶部通过第四输送管连接有脂肪酸收集罐，脂肪酸收集罐连接有第二抽真空管，第二抽真空管与外界抽真空设备连接，第四输送管上设有冷凝器，冷凝器为水冷器，脂肪酸收集罐连接有脂肪酸外输管，脂肪酸外输管上设有第四泵。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明高闪点纯油燃料生产方法，可以有效降低甲醇燃料生产成本，并且可以制备得到闪点超过60℃的纯油燃料，其生产运输均很安全、环保。

本发明精炼油系统结构简单、设计科学合理，使用方便，可以高效快捷地将餐饮废弃动植物油脂预处理并精炼成精炼油供纯油燃料生产用。本发明精炼油系统主要包括预处理罐、蒸汽加热罐、闪蒸罐、导热油加热器、脱酸塔和脂肪酸收集罐，餐饮废弃动植物油脂通过餐饮废油输送管进入预处理罐，辅料添加管为预处理罐内添加辅料，辅料为甲酸、柠檬酸和磷酸其中的一种或二种，搅拌器对预处理罐内的餐饮废弃动植物油脂进行搅拌，水和杂质通过水杂外排管先排出，排完水杂后，餐饮废弃动植物油脂在第一泵的作用下通过第一输送管进入蒸汽加热罐加热后进入闪蒸罐，与闪蒸罐连接的第一抽真空管在外界抽真空设备的作用下对闪蒸罐抽真空闪蒸干燥，经过闪蒸干燥后的餐饮废弃动植物油脂在第二泵的作用下经由第二输送管来到导热油加热器经过导热油加热，过程中，第二输送管内的餐饮废弃动植物油脂在换热器内与精炼油外输管内的成品精炼油进行换热，第二输送管内的餐饮废弃动植物油脂预热后再进入导热油加热器加热，节约能源，经过导热油加热后的餐饮废弃动植物油脂经由第三输送管来到脱酸塔，通过喷淋器喷淋至脱酸塔内，脱酸后即得精炼油，精炼油经过精炼油外输管外输。脂肪酸经由脱酸塔顶部的第四输送管进入脂肪酸收集罐，脂肪酸在第四输送管内经过水冷式冷凝器冷却，脂肪酸收集罐内收集的脂肪酸经过第二抽真空管抽真空管抽真空处理后得到副产品脂肪酸，副产品脂肪酸在第四泵作用下经由脂肪酸外输管外输。整个过程顺畅高效，可有效将餐饮废弃动植物油脂进行除水杂预处理及精炼得到精炼油，该精炼油可为纯油燃料和生物煤油生产提供原料。

附图说明

图1为本发明精炼油系统的系统框图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-餐饮废油输送管、2-辅料添加管、3-预处理罐、4-水杂外排管、5-蒸汽加热罐、6-闪蒸罐、7-导热油加热器、8-脱酸塔、9-第一抽真空管、10-精炼油外输管、11-第三泵、12-第一输送管、13-第一泵、14-第二输送管、15-第二泵、16-换热器、17-第三输送管、18-喷淋器、19-第四输送管、20-脂肪酸收集罐、21-第二抽真空管、22-冷凝器、23-脂肪酸外输管、24-第四泵、25-搅拌器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供的餐饮废油改性甲醇生产高闪点纯油燃料方法，包括以下步骤：

步骤1、将甲醇与n-已基酰胺混合反应生成甲醇混合液，将餐饮废油加工制成脂肪酸。生成甲醇混合液时，先将甲醇与水以17∶3的比例混合成甲醇水混合液，再将甲醇水混合液与n-已基酰胺以8～9∶1～2的比例混合，充分搅拌，升温至40℃后反应1小时。将餐饮废油加工制成脂肪酸时，包括以下步骤：步骤(1)、餐饮废油通过精炼油系统精炼得到精炼混和油脂；步骤(2)、精炼混和油脂经过冷冻压滤后分离得到液体油脂；步骤(3)、将液体油脂经过脂肪酶水解后，分离得到脂肪酸，液体油脂水解时，采用等体积份的液体油脂和水混合，再添加适量脂肪酶，升温至40℃后恒温48小时，液体油脂即可水解成脂肪酸。

步骤2、将步骤一中所制得甲醇混合液和脂肪酸混合反应生成脂肪酸改性甲醇液，甲醇混合液和脂肪酸的混合比例为7～8∶2～3，甲醇混合液和脂肪酸混合后，添加氨水调节ph值至8-9，常温搅拌充分反应1小时。

步骤3、在脂肪酸改性甲醇液内加入用于形成悬浮体系的煤油，搅拌形成微乳悬浮液，再滴加十二醇调节直至液体透明为止，静置24小时后再次搅拌，均匀出料，即得高闪点纯油燃料；所添加煤油的密度为0.7-0.78g/cm³，透明液体静置后，静止状态下液面煤油厚度为0.5-1mm。

本发明高闪点纯油燃料生产方法，可以有效降低甲醇燃料生产成本，并且可以制备得到闪点超过60℃的纯油燃料，其生产运输均很安全、环保。

本发明通过上述制备方法，可有效将废弃动植物油脂与甲醇制备成闪点超过60℃的纯油燃料，方法流畅高效，可有效降低甲醇燃料的原料成本，同时还能有效利用废弃动植物油脂，可有效环保、安全、节约原材料成本。

如图1所示，本发明餐饮废油通过精炼油系统精炼得到精炼混和油脂，其中所述精炼油系统包括用于除去餐饮废弃动植物油脂中水、杂的预处理罐3，从预处理罐3接出用于对从预处理罐3输送的物料进行蒸汽加热的蒸汽加热罐5，从蒸汽加热罐5接出用于对经过蒸汽加热后的物料进行闪蒸干燥的闪蒸罐6，从闪蒸罐6接出用于对闪蒸干燥后的物料进行导热油加热的导热油加热器7，以及从导热油加热器7接出用于对加热后的物料进行脱酸处理的脱酸塔8；闪蒸罐6连接有用于为其内抽真空的第一抽真空管9，第一抽真空管9与外界抽真空设备连接，脱酸塔8连接有精炼油外输管10，精炼油外输管10上设有第三泵11。

本发明所述精炼油系统的预处理罐3连接有用于为其内输送餐饮废弃动植物油脂的餐饮废油输送管1、用于为其内添加辅料的辅料添加管2、以及用于将其内所分离出水和杂外排的水杂外排管4，预处理罐3和蒸汽加热罐5之间连接有第一输送管12，并且第一输送管12上设有第一泵13，预处理罐3上设有用于为其内物料进行搅拌的搅拌器25。

本发明所述精炼油系统的闪蒸罐6和导热油加热器7之间连接有第二输送管14，并且第二输送管14上设有第二泵15第二输送管14和精炼油外输管10之间设有换热器16；导热油加热器7和脱酸塔8之间连接有第三输送管17，第三输送管17出料端伸入至脱酸塔8内顶部，并且第三输送管17出料端设有喷淋器18，喷淋器18位于脱酸塔8内。

本发明所述精炼油系统的脱酸塔8顶部通过第四输送管19连接有脂肪酸收集罐20，脂肪酸收集罐20连接有第二抽真空管21，第二抽真空管21与外界抽真空设备连接，第四输送管19上设有冷凝器22，冷凝器22为水冷器，脂肪酸收集罐20连接有脂肪酸外输管23，脂肪酸外输管23上设有第四泵24。

本发明精炼油系统主要包括预处理罐、蒸汽加热罐、闪蒸罐、导热油加热器、脱酸塔和脂肪酸收集罐，餐饮废弃动植物油脂通过餐饮废油输送管进入预处理罐，辅料添加管为预处理罐内添加辅料，辅料为甲酸、柠檬酸和磷酸其中的一种或二种，搅拌器对预处理罐内的餐饮废弃动植物油脂进行搅拌，水和杂质通过水杂外排管先排出，排完水杂后，餐饮废弃动植物油脂在第一泵的作用下通过第一输送管进入蒸汽加热罐加热后进入闪蒸罐，与闪蒸罐连接的第一抽真空管在外界抽真空设备的作用下对闪蒸罐抽真空闪蒸干燥，经过闪蒸干燥后的餐饮废弃动植物油脂在第二泵的作用下经由第二输送管来到导热油加热器经过导热油加热，过程中，第二输送管内的餐饮废弃动植物油脂在换热器内与精炼油外输管内的成品精炼油进行换热，第二输送管内的餐饮废弃动植物油脂预热后再进入导热油加热器加热，节约能源，经过导热油加热后的餐饮废弃动植物油脂经由第三输送管来到脱酸塔，通过喷淋器喷淋至脱酸塔内，脱酸后即得精炼油，精炼油经过精炼油外输管外输。脂肪酸经由脱酸塔顶部的第四输送管进入脂肪酸收集罐，脂肪酸在第四输送管内经过水冷式冷凝器冷却，脂肪酸收集罐内收集的脂肪酸经过第二抽真空管抽真空管抽真空处理后得到副产品脂肪酸，副产品脂肪酸在第四泵作用下经由脂肪酸外输管外输。整个过程顺畅高效，可有效将餐饮废弃动植物油脂进行除水杂预处理及精炼得到精炼油，该精炼油可为纯油燃料和生物煤油生产提供原料。餐饮废弃动植物油脂在脱水、除杂质、脱胶质后，最终水份控制在0.5％以内、杂质控制在0.1-0.2％、胶质控制在0.1％以内。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。