兩步酯化法生產生物柴油的工藝及設備的制作方法
【專利摘要】本發明創造提供一種兩步酯化法生產生物柴油的工藝及設備，以獲得純度高、收率高的生物柴油，如圖所示，其中附圖1是酸反應工藝流程示意圖，附圖2是堿反應工藝流程示意圖，1是硫酸槽，2是硫酸泵，3是硫酸計量罐，4是甲醇計量罐，5是酸反應釜，6是防腐泵，7是沉降釜，8是防腐泵，9是齒輪泵，10是隔油池，11是防腐泵，12是調和釜，13是甲醇泵，14是中間罐，15是甲醇泵，16是堿反應釜，17是齒輪泵，18是預熱器，19是多層蒸發器，20是齒輪泵，21是沉降釜，22是齒輪泵，23是甘油聚集器，24是甘油地槽，25是齒輪泵。
【專利說明】兩步酯化法生產生物柴油的工藝及設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種兩步酯化法生產生物柴油的工藝及設備，屬于化學化工領域，具體地涉及一種用廢油脂兩步酯化法生產生物柴油的工藝及設備以獲得高收率高品質的生物柴油。
【背景技術】
[0002]廢油脂是指食品生產經營單位在經營過程中產生的不能再食用的動植物油脂，包括油脂使用后產生的不可再食用的油脂，餐飲業廢棄油脂以及含油脂廢水經油水分離器或者隔油池分離后產生的不可再食用的油脂。例如:煎炸廢油、工業豬皮雜碎熬制的非食用豬油、潲水油、油煙機排放的廢油脂等。中國廢油脂的產量很大，據估算，廢棄油脂的量約占食用油總消費量的20%-30%。以中國年均消費食用油21Mt計，每年產生廢油4-8Mt。收集起來能夠作為資源利用的廢棄油脂有4Mt左右。據報道，北京市內的餐館一天就可以產生約20t廢油脂，每年可達7kt以上。中國又是世界上制油大國，每年可加工食用油1Mt以上，而且有幾千家食用油及肉類、皮革、骨粉、骨膠、明膠等骨產品加工企業，每年可排放動植物油脂下腳料幾百萬噸。這些廢油脂和動植物油下腳料若直接排放，不僅造成環境和水質污染，而且也是一種嚴重的資源浪費。據報道，日本每年使用約2Mt食用油，產生400-600kt廢食用油，其中有250-260kt被回收再利用。目前，利用餐飲廢油脂和動植物油下腳料的主要工業用途是生產動物飼料用油、肥皂、涂料及洗滌劑等化工產品，用廢食用油脂添加的動物飼料存在嚴重的安全隱患，已經被嚴令禁止。為了徹底杜絕廢食用油脂及動植物油下腳料的危害，提高其利用價值，尋找新的利用途徑已成為當務之急，將其用于生產生物柴油是一個很好的發展方向。
[0003]由于廢油脂大多腐敗嚴重，酸值很高，常規生產工藝轉化率很低。酯化反應屬于可逆反應，同時酯化反應又會產生大量水分，水分的存在對酯化反應的深入進行起著抑制作用，這是常規生產工藝收率低、品質差的根本原因。
【發明內容】
[0004]為了解決以上問題，本發明創造提供一種兩步酯化法生產生物柴油的工藝及設備，以獲得聞收率聞品質的生物柴油。
[0005]為了實現上述目的，本發明創造兩步酯化法生產生物柴油的工藝采用的技術方案是:
[0006](I)經過脫水脫膠和除雜等凈化后的原料廢油脂自原料油計量罐由齒輪泵打入酸反應釜，同時98%的硫酸自硫酸槽由硫酸泵打入硫酸計量罐，經計量后通過放料閥放入酸反應釜，硫酸在物料中的濃度為3%，甲醇經甲醇計量罐計量后放入酸反應釜，甲醇與原料油中的游離脂肪酸的摩爾比為10比1，酸反應的溫度為68-72°C，反應時間3小時，酸值小于2時達到終點；
[0007](2)酸反應達到終點后，提高酸反應釜的溫度至85_95°C，將過量的甲醇蒸至甲醇塔回收甲醇，物料由防腐泵打入沉降罐沉降分離，沉降時間為8-10小時，沉降結束后將下層雜質放入隔油池，上層清油由防腐泵或齒輪泵打入堿反應釜，含有水分、硫酸的雜質在隔油池分離出油脂后打入酸水池，再進入污水處理系統；
[0008](3)預先將固體氫氧化鈉和甲醇按比例在調和釜中調和溶解，其中固體氫氧化鈉的用量為物料總量的1%，甲醇與甘油三酯的摩爾比為15比1，配好的溶液先打入中間罐，再由甲醇泵經計量后打入堿反應釜，堿反應的溫度為70°C，時間為3小時，酸值小于3為終占.
[0009](4)堿反應完成后的物料由齒輪泵經預熱器打入多層蒸發器，多層蒸發器由蒸汽加熱,在此將過量的甲醇蒸出并送往甲醇塔回收甲醇；
[0010](5)脫除甲醇后的物料由齒輪泵打入沉降釜靜置分離，下層甘油等水雜放入甘油地槽，上層清油由齒輪泵打入甘油聚集器進一步脫除甘油后的生物柴油粗品送往精制車間精制，甘油則打入甘油罐待售。
[0011]本發明創造的有益效果是:
[0012]1、采用兩步酯化法生產工藝，將第一步酸反應產生的水分和過量的硫酸及時的分尚，有利于第二步喊反應的順利進行，大大提聞了反應收率和廣品品質；
[0013]2、經過大量的生產實踐，優化了生產工藝條件，縮短了生產周期，提高了勞動生產率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]附圖是本發明創造的工藝流程示意圖，其中附圖1是酸反應工藝流程示意圖，附圖2是堿反應工藝流程示意圖，I是硫酸槽，2是硫酸泵，3是硫酸計量罐，4是甲醇計量罐，5是酸反應爸，6是防腐泵，7是沉降爸，8是防腐泵，9是齒輪泵，10是隔油池，11是防腐泵，12是調和爸，13是甲醇泵，14是中間15是甲醇泵，16是喊反應爸，17是齒輪泵，18是預熱器，19是多層蒸發器，20是齒輪泵，21是沉降釜，22是齒輪泵，23是甘油聚集器，24是甘油地槽，25是齒輪泵。
[0015]如附圖所示，一種兩步酯化法生產生物柴油的工藝的設備:由硫酸槽(I)、硫酸泵(2)、硫酸計量罐(3)、甲醇計量罐(4)、酸反應釜(5)、防腐泵(6)、沉降釜(7)、防腐泵
(8)、齒輪泵(9)、隔油池(10)、防腐泵(11)、調和釜(12)、甲醇泵(13)、中間罐(14)、甲醇泵(15)、堿反應釜(16)、齒輪泵(17)、預熱器(18)、多層蒸發器(19)、齒輪泵(20)、沉降釜
(21)、齒輪泵(22)、甘油聚集器(23)、甘油地槽(24)、齒輪泵(25)等組成，其中硫酸槽(I)通過管道與硫酸泵(2)相連，硫酸泵(2)通過管道分別與硫酸槽(I)及硫酸計量罐(3)相連，硫酸計量罐(3)通過管道分別與硫酸泵(2)及酸反應釜(5)相連，甲醇計量罐(4)通過管道和閥門與酸反應釜(5)相連，酸反應釜(5)通過管道和閥門與硫酸計量罐(3)、甲醇計量罐(4)及防腐泵(6)相連，防腐泵(6)通過管道和閥門與酸反應釜(5)及沉降釜(7)相連，沉降釜(7)通過管道和閥門分別與防腐泵(6)、防腐泵(8)及齒輪泵(9)相連，防腐泵
(8)通過管道和閥門分別與沉降釜(7)及堿反應釜(16)相連，齒輪泵(9)通過管道和閥門分別與沉降釜(7)及堿反應釜(16)相連，隔油池(10)通過管道分別與沉降釜(7)及防腐泵
(11)相連，防腐泵(11)通過管道與隔油池(10)及酸水池相連，調和釜(12)通過管道和閥門與甲醇泵(13)相連，甲醇泵(13)通過管道和閥門分別與調和釜(12)及中間罐(14)相連，中間罐(14)通過管道和閥門分別與甲醇泵(13)及甲醇泵(15)相連，甲醇泵(15)通過管道和閥門分別與中間罐(14)及堿反應釜(16)相連，堿反應釜(16)通過管道和閥門分別與甲醇泵(15)及齒輪泵(17)相連，齒輪泵(17)通過管道和閥門分別與堿反應釜(16)及預熱器(18)相連，預熱器(18)通過管道和閥門分別與齒輪泵(17)及多層蒸發器(19)相連，多層蒸發器(19)通過管道和閥門分別與齒輪泵(17)及齒輪泵(20)相連，齒輪泵(20)通過管道和閥門分別與多層蒸發器(19)及沉降釜(21)相連，沉降釜(21)通過管道和閥門分別與齒輪泵(20)及齒輪泵(22)相連，齒輪泵(22)通過管道和閥門分別與沉降釜(21)及甘油聚集器(23)相連，甘油聚集器(23)通過管道和閥門分別與齒輪泵(22)及甘油地槽
(24)相連，甘油地槽(24)通過管道和閥門分別與甘油聚集器(23)及齒輪泵(25)相連，齒輪泵(25)通過管道和閥門分別與甘油地槽(24)及甘油罐相連。
【權利要求】
1.兩步酯化法生產生物柴油的工藝，其特征是:(1)經過脫水脫膠和除雜等凈化后的原料廢油脂自原料油計量罐由齒輪泵打入酸反應釜，同時98%的硫酸自硫酸槽由硫酸泵打入硫酸計量罐，經計量后通過放料閥放入酸反應釜，硫酸在物料中的濃度為3%，甲醇經甲醇計量罐計量后放入酸反應釜，甲醇與原料油中的游離脂肪酸的摩爾比為10比1，酸反應的溫度為68-72°C，反應時間3小時，酸值小于2時達到終點； (2)酸反應達到終點后，提高酸反應釜的溫度至85-95°C，將過量的甲醇蒸至甲醇塔回收甲醇，物料由防腐泵打入沉降罐沉降分離，沉降時間為8-10小時，沉降結束后將下層雜質放入隔油池，上層清油由防腐泵或齒輪泵打入堿反應釜，含有水分、硫酸的雜質在隔油池分離出油脂后打入酸水池，再進入污水處理系統； (3)預先將固體氫氧化鈉和甲醇按比例在調和釜中調和溶解，其中固體氫氧化鈉的用量為物料總量的1%，甲醇與甘油三酯的摩爾比為15比I,配好的溶液先打入中間罐,再由甲醇泵經計量后打入堿反應釜，堿反應的溫度為70°C，時間為3小時，酸值小于3為終點； (4)堿反應完成后的物料由齒輪泵經預熱器打入多層蒸發器，多層蒸發器由蒸汽加熱，在此將過量的甲醇蒸出并送往 甲醇塔回收甲醇； (5)脫除甲醇后的物料由齒輪泵打入沉降釜靜置分離，下層甘油等水雜放入甘油地槽，上層清油由齒輪泵打入甘油聚集器進一步脫除甘油后的生物柴油粗品送往精制車間精制，甘油則打入甘油罐待售。
2.根據權利要求1所述的兩步酯化法生產生物柴油的工藝的設備，其特征是:由硫酸槽(I)、硫酸泵(2)、硫酸計量罐(3)、甲醇計量罐(4)、酸反應釜(5)、防腐泵(6)、沉降釜(7)、防腐泵(8)、齒輪泵(9)、隔油池(10)、防腐泵(11)、調和釜(12)、甲醇泵(13)、中間罐(14)、甲醇泵(15)、堿反應釜(16)、齒輪泵(17)、預熱器(18)、多層蒸發器(19)、齒輪泵(20)、沉降釜(21)、齒輪泵(22)、甘油聚集器(23)、甘油地槽(24)、齒輪泵(25)等組成，其中硫酸槽(I)通過管道與硫酸泵(2)相連，硫酸泵(2)通過管道分別與硫酸槽(I)及硫酸計量罐(3)相連，硫酸計量罐(3)通過管道分別與硫酸泵(2)及酸反應釜(5)相連，甲醇計量罐(4)通過管道和閥門與酸反應釜(5)相連，酸反應釜(5)通過管道和閥門與硫酸計量罐(3)、甲醇計量罐(4)及防腐泵(6)相連，防腐泵(6)通過管道和閥門與酸反應釜(5)及沉降釜(7)相連，沉降釜(7)通過管道和閥門分別與防腐泵(6)、防腐泵(8)及齒輪泵(9)相連，防腐泵⑶通過管道和閥門分別與沉降釜(7)及堿反應釜(16)相連，齒輪泵(9)通過管道和閥門分別與沉降釜(7)及堿反應釜(16)相連，隔油池(10)通過管道分別與沉降釜(7)及防腐泵(11)相連，防腐泵(11)通過管道與隔油池(10)及酸水池相連，調和釜(12)通過管道和閥門與甲醇泵(13)相連，甲醇泵(13)通過管道和閥門分別與調和釜(12)及中間罐(14)相連，中間罐(14)通過管道和閥門分別與甲醇泵(13)及甲醇泵(15)相連，甲醇泵(15)通過管道和閥門分別與中間罐(14)及堿反應釜(16)相連，堿反應釜(16)通過管道和閥門分別與甲醇泵(15)及齒輪泵(17)相連，齒輪泵(17)通過管道和閥門分別與堿反應釜(16)及預熱器(18)相連，預熱器(18)通過管道和閥門分別與齒輪泵(17)及多層蒸發器(19)相連，多層蒸發器(19)通過管道和閥門分別與齒輪泵(17)及齒輪泵(20)相連，齒輪泵(20)通過管道和閥門分別與多層蒸發器(19)及沉降釜(21)相連，沉降釜(21)通過管道和閥門分別與齒輪泵(20)及齒輪泵(22)相連，齒輪泵(22)通過管道和閥門分別與沉降釜(21)及甘油聚集器(23)相連，甘油聚集器(23)通過管道和閥門分別與齒輪泵(22)及甘油地槽(24)相連，甘油地槽(24)通過管道和閥門分別與甘油聚集器(23)及齒輪泵(25)相連，齒輪泵(25)通過管道和閥門分別與甘油地槽(24)及甘油罐相連。
【文檔編號】C11C3/04GK104130867SQ201410382066
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】李安民, 文玉祥, 王晉峰 申請人:李安民