一种利用废弃油脂连续化生产生物柴油的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用废弃油脂连续化生产生物柴油的方法，包括步骤：废弃油脂水解，将废弃油脂和水按照3～4∶1的体积比混合，进行水解；制取去水脂肪酸，将所述水解的得到的粗脂肪酸自然沉降0.5～1.5h，去除水和杂质，得到去水脂肪酸；酯化、脱醇，将所述去水脂肪酸、浓硫酸注入酯化釜内，通入压缩甲醇气，逐级酯化，酯化后，交替脱醇，制得粗酯；中和，向将所述粗酯中加入纯碱粉末，并在搅拌下进行中和；精馏，将上述中和后的粗酯经过多级精馏制得所述生物柴油，无需机械减压蒸馏除水，降低了逆向反应的发生，减少了冷却设备投资，提高了利用效率，降低了操作劳动强度，更好的保证了安全、稳定生产，减少了污水的产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工生产领域，尤其涉及。
技术介绍
生物柴油又称脂肪酸甲酯，主要是利用动植物油脂、废弃油脂等作为原料与甲醇经酯化反应获得。生物柴油以其可再生性、低污染，成为化石燃料的替代品，被很多国家作为未来新能源的开发方向。我国“十五发展纲要”已经明确提前鼓励发展石油替代品，并将发展生物燃料确定为新兴产业发展方向。然而我国生物柴油的开发和研究投入不足，尚处于起步阶段，许多生产企业规模小，生产技术和装置落后，使得生产成本相对较高，产品技术指标不能完全满足生物柴油使用标准。工业化制造生物柴油的方法主要有两种一是油脂直接醇解，即利用甲醇直接与油脂进行酯交换反应生成脂肪酸甲酯和甘油，反应时间较短，但对原料油脂的质量要求较高，如果其酸价过高，则需要进行预酯化；二是将废弃油脂先进行水解，生成脂肪酸，然后脱水后再与甲醇在酸催化作用下进行反应生成脂肪酸甲酯和水。此反应对脂肪酸中的水含量有一定的要求，水含量越低反应越充分。对于餐饮及其他废弃油脂生产生物柴油而言，由于其成分较复杂，品质很难保证， 采用先水解成脂肪酸再酯化的工艺较为合理。传统的酯化工艺，采用的是单只酯化釜间歇酯化，每只反应釜单独酯化、单独脱醇。采用液体甲醇加入方式，对水解的脂肪酸含水量有严格要求，这直接影响着酯化率的高低，影响产品的收率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种针对传统工业化制造生物柴油的缺点，能耗低、生产效率高、产品收率高、自动化程度高的利用废弃油脂连续化生产生物柴油的方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是，包括步骤I)废弃油脂水解将废弃油脂和水按照3 4 : I的体积比混合，进行水解；2)制取去水脂肪酸将所述水解的得到的粗脂肪酸自然沉降O. 5 I. 5h，去除水和杂质，得到去水脂肪酸；在沉降罐内自然沉降Ih后，排净底部水，无需机械减压蒸馏除水；3)酯化、脱醇将所述去水脂肪酸、浓硫酸注入酯化釜内，通入压缩甲醇气，逐级酯化，酯化后，交替脱醇，制得粗酯；采用气相甲醇酯化反应方式，甲醇气连续进出，将反应生成的水及时带出，降低了逆向反应的发生，提高了酯化效率，连续甲醇气酯化反应，避免了单只酯化釜反应后需要单独脱醇，减少了冷却设备投资，提高热能利用率，同时提高了甲醇的利用效率， 实现了酯化的连续化操作，降低了操作劳动强度，提高了酯化工艺的自动化操作水平，更好的保证了安全、稳定生产；4)中和向将所述粗酯中加入纯碱粉末，并在搅拌下进行中和；5)精馏将上述中和后的粗酯经过二级精馏制得所述生物柴油。作为优选的技术方案，所述废弃油脂水解步骤中的水解压力为2. O 3. 5MPa。作为优选的技术方案，所述酯化、脱醇步骤中酯化压力为O. 08 I. 5MPa，甲醇气加压酯化方式，使酯化反应在O. 08 I. 5MPa压力下进行，缩短了酯化时间，降低了酯化温度，降低了生产能耗。作为优选的技术方案，所述中和温度为70 90°C，采用固体纯碱在70 90°C下中和，减少了污水的产生，同时也防止了脂肪酸甲酯与碱反应生成皂角。作为优选的技术方案，所述多级精馏为二级精馏，中和后粗酯中含有少量水分，经过一级精馏脱除水分及其他低沸物，然后进入二级精馏装置，得到的生物柴油符合国家相关质量标准，若是经过二级精馏后仍含有水分或其他低沸物，则经过三次精馏甚至四次精馏后得到符合国家相关质量标准的生物柴油。由于采用了上述技术方案，，包括步骤I)废弃油脂水解，将废弃油脂和水按照3 4 I的体积比混合，进行水解；2)制取去水脂肪酸，将所述水解的得到的粗脂肪酸自然沉降O. 5 I. 5h，去除水和杂质，得到去水脂肪酸；3)酯化、脱醇，将所述去水脂肪酸、浓硫酸注入酯化釜内，通入压缩甲醇气，逐级酯化，酯化后，交替脱醇，制得粗酯；4)中和，向将所述粗酯中加入纯碱粉末，并在搅拌下进行中和；5)精馏，将上述中和后的粗酯经过多级精馏制得所述生物柴油，在沉降罐内自然沉降Ih后，排净底部水，无需机械减压蒸馏除水，采用气相甲醇酯化反应方式，甲醇气连续进出，将反应生成的水及时带出，降低了逆向反应的发生，提高了酯化效率，连续甲醇气酯化反应，避免了单只酯化釜反应后需要单独脱醇，减少了冷却设备投资，提高热能利用率，同时提高了甲醇的利用效率，实现了酯化的连续化操作，降低了操作劳动强度，提高了酯化工艺的自动化操作水平，更好的保证了安全、稳定生产，采用固体纯碱在70 90°C下中和，减少了污水的产生，同时也防止了脂肪酸甲酯与碱反应生成皂角。附图说明附图是本专利技术实施例的工艺流程图。具体实施例方式如附图所示，脂肪酸与气相甲醇由酯化釜底部进入1#酯化釜，经过溢流口再从2# 酯化釜底部进入，依次进入3#酯化釜。多余甲醇气，由3#酯化釜进入甲醇回收塔纯化后继续参与酯化。3#酯化釜排出的初步酯化产品再进入后续酯化釜，利用甲醇压缩机注入的精制甲醇气进一步酯化至99%以上，多余甲醇气进入1#酯化釜参与酯化循环，如此形成连续酯化，最终酯化粗酯在后续酯化釜内交替进行脱醇操作后，转入中和装置，经中和除渣后即可进行精馏制得生物柴油。实施例II、酸化植物油脚高压水解制取脂肪酸酸化植物油脚与热水按比例4 I注入水解塔，利用2. OMPa蒸汽加压升温，制得水解率98%以上的粗脂肪酸，在沉降罐内自然沉降 O. 5h去除水杂。2、酯化、脱醇去水脂肪酸、浓硫酸注入酯化釜内，通入压缩甲醇气，在O. OSMPa压力下，逐级酯化，酯化后，交替脱醇。3、中和脱醇后粗酯，转入中和釜降温至70°C，搅拌下加入纯碱粉末中和至规定酸价，沉降去除碱渣。4、精馏中和粗酯进入二级级精馏塔，经减压蒸馏，得到精制生物柴油，酸价小于 O. 8mg/g。实施例2I、酸化植物油脚和地沟油混合物高压水解制取脂肪酸酸化植物油脚与热水按比例3 I注入水解塔，利用3. OMPa蒸汽加压升温，制得水解率96%以上的粗脂肪酸，在沉降罐内自然沉降Ih去除水杂。2、酯化、脱醇去水脂肪酸、浓硫酸注入酯化釜内，通入压缩甲醇气，在O. 55MPa压力下逐级酯化，酯化后，交替脱醇。3、中和脱醇后粗酯，转入中和釜降温至80°C，搅拌下加入纯碱粉末中和至规定酸价，沉降去除碱渣。4、精馏中和粗酯进入二级精馏塔，经减压蒸馏，得到精制生物柴油，酸价小于 O. 8mg/g。实施例3I、酸化植物油脚高压水解制取脂肪酸酸化植物油脚与热水按比例3. 5 I注入水解塔，利用3. 5MPa蒸汽加压升温，制得水解率98 %以上的粗脂肪酸，在沉降罐内自然沉降I. 5h去除水杂。2、酯化、脱醇去水脂肪酸、浓硫酸注入酯化釜内，通入压缩甲醇气，在1.5MPa压力下，逐级酯化，酯化后，交替脱醇。3、中和脱醇后粗酯，转入中和釜降温至90°C，搅拌下加入纯碱粉末中和至规定酸价，沉降去除碱渣。4、精馏中和粗酯进入二级级精馏塔，经减压蒸馏，得到精制生物柴油，酸价小于 O. 8mg/g。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。一切从本专利技术的构思出发，不经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩立斌，刘斌，朱培才，赵修武，
申请(专利权)人：潍坊大明生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：