用于生产生物柴油和相关产品的工艺制造技术

描述了一种用于从混合物中生产生物柴油和相关产品的工艺。还描述了一种用于生产生物柴油和相关产品的前体和原料材料的工艺。工艺使用酯化和酯交换、分离和纯化。还可以使用其他工艺步骤诸如酸化和蒸馏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产生物柴油和相关产品的工艺专利
本专利技术涉及一种用于生产生物柴油和相关产品的工艺。本专利技术还涉及一种用于生产用于生产生物柴油和相关产品的前体和/或原料材料的工艺。专利技术背景术语“生物柴油”用于指植物或动物脂肪、油或油脂衍生的柴油，由长链的烷基甲基(乙基或丙基)酯组成。生物柴油与石化柴油(petroleumdiesel)(又称石化柴油(petrodiesel)或石油衍生的柴油)不同，其是石油燃料油的特定的分馏液。生物柴油典型地从包括可食用和不可食用的脂肪和油的多种原料中生产。脂肪是甘油三酯(甘油和任何若干脂肪酸的三酯)，并且在室温下可以是固体或液体。油是具有高的烃含量的中性、非极性分子。油脂是半固体的润滑剂，其通常由用矿物油或植物油乳化的脂肪酸盐组成。油脂可以是天然来源的，并且可以是植物或者动物衍生的。这些原料脂肪或油中的很多具有高纯度，并且因此可以使用已知工艺和已知的反应条件、以可预期的方式容易地转化成生物柴油。然而，通常纯原料更昂贵，原料具有其他潜在的用途。各种质量差和较低纯度的脂肪和油(和油脂)的来源也是可用的，其可以潜在地用于生产生物柴油。然而，不纯的原料通常更有问题，导致不可预测的反应条件和较低纯度的、较不可预测的生物柴油产物。燃料被要求具有一定的纯度以便是可用的。例如，为了在发动机或类似物中是可用的，生物柴油需要具有一定的纯度或FAME(脂肪酸甲酯)值。目前的立法(EN14214)规定，为了适于在发动机中使用，生物柴油必须具有96.5％的最低酯含量。通常，使用的起始材料对得到的生物柴油的质量有很大的影响。因此，由于质量差的原料的不纯和不可预测的性质，使用这样的原料作为脂肪和油(和油脂)的来源用于生产燃料诸如生物柴油未曾是可行的。此外，用于生产生物柴油的现有工艺是冗长的，并且增加由原料生产生物柴油的总产出时间(throughputtime)将是不切实际的。此外，减少现有的生物柴油生产工艺所花费的时间将是有利的。本专利技术的目标是克服或缓解现有技术的问题中的至少一些。专利技术概述根据本专利技术的第一方面，提供了一种由混合物生产生物柴油的工艺，所述工艺包括以下步骤：(i)向酯交换反应容器提供混合物；(ii)将酯交换条件引入到酯交换反应容器中；(iii)使混合物中的甘油三酯进行酯交换；和(iv)提供酯交换的混合物的第一纯化；其中酯交换的混合物的第一纯化包括将水溶液，任选地水，喷射到酯交换反应容器中的混合物的表面上，水溶液渗入混合物并且促进从其中除去杂质。工艺可以包括将混合物加热到用于酯交换的反应温度的另外的步骤。工艺可以包括使混合物保持在用于酯交换的反应温度的另外的步骤。酯交换反应温度可以在约48℃和约62℃之间，任选地在约52℃和约58℃之间，任选地是约55℃。在酯交换之前混合物中的游离脂肪酸(FFA)的量可以是按重量计约3％或更少。游离脂肪酸通常通过首字母缩略词FFA(s)提到，并且术语“FFA”和“FFAs”在本文中分别关于“游离脂肪酸(freefattyacid)”和“游离脂肪酸(freefattyacids)”被使用。引入酯交换条件的步骤可以包括将酯交换催化剂(任选地碱)和醇(任选地甲醇)添加到反应容器中。酯交换催化剂可以是甲醇盐或其合适的盐，任选地从按重量计约12％至按重量计约14％的甲醇盐，任选地从按重量计约12.5％至按重量计约13％的甲醇盐。相对于酯化后混合物中按重量计％的FFA，使用的酯交换催化剂的质量可以是从按重量计每％的FFA约1,000kg至按重量计每％的FFA约1,500kg、任选地从按重量计每％的FFA约1,100kg至按重量计每％的FFA约1,450kg。酯交换步骤可以包括：(i)第一酯交换步骤；和(ii)第二酯交换步骤。在第一酯交换步骤中，相对于酯化后混合物中按重量计％的FFA，使用的酯交换催化剂的质量可以是从按重量计每％的FFA约1,000kg催化剂至按重量计每％的FFA约1,500kg催化剂、任选地从按重量计每％的FFA约1,100kg催化剂至按重量计每％的FFA约1,450kg催化剂。在第二酯交换步骤中，相对于酯化后混合物中按重量计％的FFA，使用的酯交换催化剂的质量可以是从按重量计每％的FFA约550kg催化剂至按重量计每％的FFA约650kg催化剂、任选地按重量计每％的FFA约500kg催化剂。第一纯化步骤可以在约47℃和约61℃之间、任选地在约51℃和约57℃之间、任选地约54℃的温度下实施。工艺可以包括使包含杂质的相从混合物中分离的酯交换之后的另外的步骤，所述分离包括将酸溶液、任选地磷酸溶液喷射到酯交换反应容器中的混合物的表面上，所述酸溶液渗入混合物并且促进从其中除去杂质。分离步骤可以在约48℃和约62℃之间、任选地在约52℃和约58℃之间、任选地约55℃的温度下实施。分离步骤中的酸溶液可以是从按重量计约1.0％的酸至按重量计约1.8％的酸、任选地从按重量计约1.2％的酸至按重量计约1.6％的酸、任选地按重量计约1.4％的酸。分离步骤可以在第一纯化步骤之前进行。工艺可以包括酯交换的混合物的第二纯化的另外的步骤。第二纯化步骤可以包括将酸溶液、任选地磷酸溶液喷射到酯交换反应容器中的混合物的表面上，酸溶液渗入混合物并且促进从其中除去杂质。第二纯化步骤可以在约47℃和约61℃之间、任选地在约51℃和约57℃之间、任选地约54℃的温度下实施。第二纯化步骤中的酸溶液可以是从按重量计约0.8％的酸至按重量计约1.4％的酸、任选地从按重量计约1.0％的酸至按重量计约1.6％的酸、任选地按重量计约1.2％的酸。第二纯化步骤可以在第一纯化步骤之后进行。工艺可以包括酯交换的混合物的第三纯化的另外的步骤。第三纯化步骤可以包括将水溶液，任选地水，喷射到酯交换反应容器中的混合物的表面上，水溶液渗入混合物并且促进从其中除去杂质。第三纯化步骤可以在约47℃和约61℃之间、任选地在约51℃和约57℃之间、任选地约54℃的温度下实施。第三纯化步骤可以在第二纯化步骤之后进行。工艺可以包括纯化后蒸馏混合物的另外的步骤，所述蒸馏工艺被配置成从混合物中除去硫和/或含有硫的材料。蒸馏步骤可以包括：(i)第一蒸馏；和(ii)第二蒸馏。蒸馏可以在真空下、任选地在从约0.1毫巴(10Pa)至约3毫巴(300Pa)的压力下。第一蒸馏步骤可以包括在从约3.5巴(350kPa)至约9巴(900kPa)的压力下注入蒸汽。第二蒸馏步骤可以包括在从约4.5巴(450kPa)至约11巴(1,100kPa)的压力下注入蒸汽。杂质可以选自由以下组成的组中的一种或更多种：甘油酯、甘油、甲醇、水、盐、酸、碱、冷凝的挥发性化合物(condensedvolatilecompound)和脂肪酸盐。工艺可以包括从混合物中除去杂质的另外的步骤。工艺可以包括从杂质中分离一种或更多种材料的另外的步骤，所述分离的材料选自由甘油酯、甘油、甲醇和FFA组成的组中的一种或更多种。分离的材料可以在用于生产生物柴油的所述工艺中或后续工艺中再利用。工艺可以包括在使混合物酯交换之前使混合物酯化的另外的步骤，所述酯化工艺包括以下步骤：(i)向至少第一酯化反应容器提供混合物的至少第一部分；(ii)将混合物的第一部分加热到用于酯化的反应温度；(iii)将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从混合物中生产生物柴油的工艺，所述工艺包括以下步骤：(i)向酯交换反应容器提供所述混合物；(ii)将酯交换条件引入到所述酯交换反应容器中；(iii)使所述混合物中的甘油三酯进行酯交换；和(iv)提供酯交换的混合物的第一纯化；其中所述酯交换的混合物的所述第一纯化包括将水溶液，任选地水，喷射到所述酯交换反应容器中的所述混合物的表面上，所述水溶液渗入所述混合物并且促进从其中除去杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.19 GB 1310962.4;2013.06.19 GB 1310961.6;201.一种用于从混合物中生产生物柴油的工艺，所述工艺包括以下步骤：(i)向酯交换反应容器提供所述混合物；(ii)将酯交换条件引入到所述酯交换反应容器中；(iii)使所述混合物中的甘油三酯进行酯交换；(iv)提供酯交换的混合物的第一纯化；(v)所述酯交换的混合物的第二纯化；和(vi)所述酯交换的混合物的第三纯化；其中所述酯交换的混合物的所述第一纯化和所述酯交换的混合物的所述第三纯化包括将水溶液喷射到所述酯交换反应容器中的所述混合物的表面上，所述水溶液渗入所述混合物并且促进从其中除去杂质；并且其中所述酯交换的混合物的所述第二纯化包括将酸溶液喷射到所述酯交换反应容器中的所述混合物的表面上，所述酸溶液渗入所述混合物并且促进从其中除去杂质。2.如权利要求1所述的工艺，其中所述工艺包括将所述混合物加热到用于酯交换的反应温度的另外的步骤。3.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述工艺包括使所述混合物保持在用于酯交换的反应温度的另外的步骤。4.如权利要求2所述的工艺，其中所述酯交换反应温度在48℃和62℃之间。5.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中在酯交换之前所述混合物中游离脂肪酸(FFA)的量是按重量计3％或更少。6.如权利要求1所述的工艺，其中引入酯交换条件包括添加酯交换催化剂。7.如权利要求6所述的工艺，其中所述酯交换催化剂是从按重量计12％至按重量计14％的甲醇盐。8.如权利要求6或权利要求7所述的工艺，其中相对于酯化后所述混合物中按重量计％的FFA，使用的酯交换催化剂的质量是从按重量计每％的FFA1,000kg至按重量计每％的FFA1,500kg。9.如权利要求1所述的工艺，其中所述酯交换步骤包括：(i)第一酯交换步骤；和(ii)第二酯交换步骤。10.如权利要求9所述的工艺，其中在所述第一酯交换步骤中，相对于酯化后所述混合物中按重量计％的FFA，使用的酯交换催化剂的质量是从按重量计每％的FFA1,000kg催化剂至按重量计每％的FFA1,500kg催化剂。11.如权利要求9或权利要求10所述的工艺，其中在所述第二酯交换步骤中，相对于酯化后所述混合物中按重量计％的FFA，使用的酯交换催化剂的质量是从按重量计每％的FFA550kg催化剂至按重量计每％的FFA650kg催化剂。12.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述第一纯化步骤在47℃和61℃之间的温度下实施。13.如权利要求1所述的工艺，所述工艺包括使包含杂质的相从所述混合物中分离的酯交换后的另外的步骤，所述分离包括将酸溶液喷射到所述酯交换反应容器中的所述混合物的表面上，所述酸溶液渗入所述混合物并且促进从其中除去杂质。14.如权利要求13所述的工艺，其中所述分离步骤在48℃和62℃之间的温度下实施。15.如权利要求13或权利要求14所述的工艺，其中所述分离步骤中的所述酸溶液是从按重量计1.0％的酸至按重量计1.8％的酸。16.如权利要求13或权利要求14所述的工艺，其中所述分离步骤在所述第一纯化步骤之前进行。17.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述第二纯化步骤包括将磷酸溶液喷射到所述酯交换反应容器中的所述混合物的表面上，所述磷酸溶液渗入所述混合物并且促进从其中除去杂质。18.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述第二纯化步骤在47℃和61℃之间的温度下实施。19.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中在所述第二纯化步骤中的所述酸溶液是从按重量计0.8％的酸至按重量计1.6％的酸。20.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述第二纯化步骤在所述第一纯化步骤之后进行。21.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述第三纯化步骤包括将水喷射到所述酯交换反应容器中的所述混合物的表面上，所述水渗入所述混合物并且促进从其中除去杂质。22.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述第三纯化步骤在47℃和61℃之间的温度下实施。23.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述第三纯化步骤在所述第二纯化步骤之后进行。24.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，所述工艺包括在纯化后蒸馏所述混合物的另外的步骤，所述蒸馏工艺被配置成从所述混合物中除去硫和/或含有硫的材料。25.如权利要求24所述的工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·斯科特，
申请(专利权)人：阿根特能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB