一种粗生物柴油的精制方法技术

本发明专利技术提供了一种新型的粗生物柴油的精制方法，所述精制方法包括如下步骤：将粗生物柴油置于结晶器中，加入调节剂混合均匀；以一定的降温速率从室温降至冷却结晶温度，并维持一定的结晶时间；甘油、催化剂及残皂等杂质以固相析出附着于结晶器的冷却结构壁面；以液相形态存在的生物柴油通入精馏塔，在塔顶得到精制后的生物柴油。所述精制方法添加非极性溶剂通过冷却结晶将粗生物柴油中残留的包括甘油、催化剂及残皂等杂质的含量大幅降低，通过进一步精馏满足标准要求；无需采用水洗工艺，不会产生废水排放；有利于高真空精馏工艺的控制，减轻精馏工艺的分离负荷，延长精馏塔中填料使用寿命；同时提高了生物沥青作为副产品的质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种粗生物柴油的精制方法


[0001]本专利技术属于生物柴油的
，具体地讲，是涉及一种粗生物柴油的精制方法。

技术介绍

[0002]生物柴油作为清洁的可再生能源，十六烷值高，降解性能好，物理性质与石化柴油非常接近，是石化柴油的重要替代燃料之一，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代和减轻环境压力具有重要的战略意义。
[0003]生物柴油可通过动、植物油脂经酯化反应和酯交换反应制得，其主要成分是脂肪酸烷基酯，如脂肪酸甲酯。经过反应得到的反应产物包括脂肪酸甲酯、甘油、水、未反应掉的甲醇、催化剂、皂化副反应生成的少量的皂等，在产品精制过程中需要将甘油、水、甲醇、催化剂等杂质除去，才能得到合格的生物柴油产品。目前，生物柴油的精制如图1所示，通常是将反应产物混合物经过蒸馏将过量的甲醇除去；通过静置分层将甘油和水除去，下层重相为甘油和水，上层轻相为脂肪酸甲酯；上层脂肪酸甲酯相经水洗除去残余的甲醇、甘油以及催化剂和残皂，经脱水干燥后蒸馏精制，塔釜采出重质的生物沥青作为副产物，可用于锅炉、船舶等的燃料，塔顶馏出物经冷凝回流制成符合国家标准GB 25199
‑
2017《B5柴油》附录C：BD100生物柴油产品。
[0004]所述水洗过程中为了将杂质脱除干净，通常需要大量水反复洗涤，造成大量生物柴油废水的排放，而且水洗后的粗生物柴油需要再次加温脱水，增加了后续处理的难度和成本。为了避免大量复杂难处理废水的排放，也可将分层后的上层液相脂肪酸甲酯直接通过减压精馏的方式对产品进行进一步精制，但在实际生产过程中，通常需设置2
‑
3个塔进行精制处理，对减压精馏塔的控制精度和控制难度非常高，且塔釜采出的生物沥青由于含有甘油、催化剂和残皂等杂质，影响了副产品的质量。
[0005]因此，有必要对现有的生物柴油的精制工艺进行改进，开发一种新型的粗生物柴油精制方法，提高产品精制效果，同时避免废水的排放，降低精馏控制难度且改善生物沥青副产品的质量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种新型的粗生物柴油的精制方法，为实现上述目的，本专利技术采用冷却结晶代替水洗工艺，避免废水排放，具体采取以下技术方案：
[0007]一种粗生物柴油的精制方法，所述精制方法包括如下步骤：
[0008](1)将粗生物柴油置于结晶器中，加入调节剂混合均匀；
[0009](2)以一定的降温速率从室温降至冷却结晶温度，并维持一定的结晶时间；
[0010](3)甘油、催化剂及残皂等杂质以固相析出附着于结晶器的冷却结构壁面；
[0011](4)以液相形态存在的生物柴油固液分离后通入精馏塔，在塔顶得到精制后的生物柴油，塔釜得到副产品生物沥青。
[0012]本专利技术进一步设置为，所述调节剂为非极性溶剂，为正戊烷、环戊烷、正丁醇、正己
烷或环己烷。
[0013]本专利技术进一步设置为，所述调节剂的添加量为粗生物柴油质量的0.5％
‑
3.0％。
[0014]本专利技术进一步设置为，所述冷却结晶温度为5
‑
15℃。
[0015]本专利技术进一步设置为，所述冷却结晶时间为10
‑
60min。
[0016]本专利技术还提供了一种应用于所述粗生物柴油的精制方法的结晶器，所述结晶器包括结晶器壳体，所述结晶器壳体的顶部设有物料进口，底部设有物料出口；侧壁下端设有冷却介质入口，侧壁上端设有冷却介质出口；所述结晶器壳体内部设有连通所述冷却介质入口和冷却介质出口的冷却结构，所述冷却结构包括同心分布的外环冷却结构、中环冷却结构和内环冷却结构；所述结晶器壳体的轴心处安装有由外部电机驱动的机械搅拌桨；所述结晶器壳体内部位于物料进口下方设有物料分布器。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述外环冷却结构为沿着所述结晶器壳体内壁的夹套结构，与所述冷却介质入口和冷却介质出口连通；所述中环冷却结构和内环冷却结构分别包括沿圆周均匀分布的若干个呈圆弧夹层结构的中环冷却板和内环冷却板，且所述内环冷却板分布所在的圆周直径小于所述中环冷却板；所述中环冷却板和内环冷却板分别通过数个中环连接杆和内环连接杆水平固定连接于所述外环冷却结构的内壁上；所述中环冷却结构和内环冷却结构的下端和上端分别水平连接中环冷却介质管、内环冷却介质管，均与所述外环冷却结构连通。
[0018]本专利技术进一步设置为，所述中环冷却结构和内环冷却结构从下至上包括若干层结构相同的冷却结构；所述上下相邻的两块中环冷却板、内环冷却板之间分别通过若干根中环冷却介质联通杆和内环冷却介质联通杆连通。
[0019]本专利技术进一步设置为，所述中环冷却板和内环冷却板沿圆周交错排列。
[0020]本专利技术进一步设置为，所述中环冷却结构和内环冷却结构从下至上均包括三层冷却结构，即所述中环冷却板和内环冷却板重复三层排列；所述每层中环冷却结构和内环冷却结构分别包括沿圆周均匀分布的四个中环冷却板和内环冷却板。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022](1)本专利技术将非极性溶剂作为调节剂添加至粗生物柴油中，通过冷却结晶可以将粗生物柴油中残留的包括甘油、催化剂及残皂等杂质的含量大幅降低；所述残留的催化剂包括酯化反应的催化剂硫酸和酯交换反应的催化剂碱，所述硫酸和碱反应生成硫酸盐、酯交换反应残余的脂肪酸甘油酯与所述碱反应生成残皂、酯化反应残余的脂肪酸与所述碱反应生成脂肪酸盐以及残余的碱催化剂在冷却结晶过程中随甘油共同结晶析出，工艺简单。
[0023](2)本专利技术所述精制方法无需采用水洗工艺，避免了大量废水的排放。
[0024](3)本专利技术所述精制方法有利于高真空精馏工艺的控制，减轻后续精馏工艺的分离负荷，延长精馏塔中填料的使用寿命。
[0025](4)本专利技术所述精制方法同时减少了精馏塔釜采出的生物沥青中甘油、催化剂和残皂等杂质的含量，降低了生物沥青的粘度，提高了生物沥青作为副产品的质量。
[0026](5)本专利技术的结晶器内的冷却结构为结晶提供了充分的换热面积，与传统的夹套换热结构相比，结晶器内设置了呈内环、中环分布的冷却板，在外环冷却结构的基础上，所述内环、中环冷却板的内侧壁和外侧壁均为冷却结晶提供了充足的结晶析出场所，使得粗生物柴油中残余的甘油、催化剂和残皂可以沿着所述冷却结构的壁面结晶析出，实现粗生
物柴油中所述杂质的除杂分离；所述中环、内环冷却结构的中环、内环冷却板沿圆周交错排列，沿轴向重复排列，且物料进口下方设置物料分布器，均有利于结晶器内粗生物柴油的分布均匀，充分混合且避免产生流动死区，有利于提高结晶析出效率。
附图说明
[0027]图1为现有生物柴油的精制工艺；
[0028]图2为本专利技术所涉及的新型的生物柴油的精制工艺；
[0029]图3为本专利技术所涉及的结晶器的纵截面的结构剖面图；
[0030]图4为本专利技术所涉及的结晶器的冷却结构于图1中A
‑
A面的剖面图；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粗生物柴油的精制方法，其特征在于，所述精制方法包括如下步骤：(1)将粗生物柴油置于结晶器中，加入调节剂混合均匀；(2)以一定的降温速率从室温降至冷却结晶温度，并维持一定的结晶时间；(3)甘油、催化剂及残皂等杂质以固相析出附着于结晶器的冷却结构壁面；(4)以液相形态存在的生物柴油固液分离后通入精馏塔，在塔顶得到精制后的生物柴油，塔釜得到副产品生物沥青。2.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，所述调节剂为非极性溶剂，为正戊烷、环戊烷、正丁醇、正己烷或环己烷。3.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，所述调节剂的添加量为粗生物柴油质量的0.5％
‑
3.0％。4.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，所述冷却结晶温度为5
‑
15℃。5.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，所述冷却结晶时间为10
‑
60min。6.应用于权利要求1
‑
5中任一粗生物柴油的精制方法的结晶器，其特征在于，所述结晶器包括结晶器壳体，所述结晶器壳体的顶部设有物料进口，底部设有物料出口；侧壁下端设有冷却介质入口，侧壁上端设有冷却介质出口；所述结晶器壳体内部设有连通所述冷却介质入口和冷却介质出口的冷却结构，所述冷却结构包括同心分布的外环冷却结构、中环冷却结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建斌，张学旺，
申请(专利权)人：上海中器环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：