[发明专利]一种加氢制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油的制备方法，具体的说是一种采用一段串联加氢处理工艺生产生物柴油的方法。

背景技术

为了应对石油资源的日益枯竭以及解决石油使用过程中产生的污染问题，世界各国正在积极探索清洁环保、可再生的替代能源。在众多原料中，植物油因其具有优良的特性（几乎不含硫、氮、金属等），而成为21世纪最重要的生产合成燃料和化学品的来源之一。

植物油一般是由饱和及不饱和脂肪酸酯构成，具有偶数个碳原子，其特殊的结构组成决定了其可以作为石油的替代原料生产燃料油和化工产品。目前，作为石油的替代能源，植物油的应用主要包括以下两个方面的内容：一种是用酸、碱或酶等催化剂的液相催化过程，通过酯交换反应生产长链脂肪酸的甲基酯或乙基酯；另一种催化转化脱氧生成烃的方法，包括催化裂化脱氧及加氢过程。

US5705722公开了一种制备高十六烷值烃类的方法，该方法包括（1）在加氢处理催化剂存在下，在温度350～450℃、氢分压为4.0～15.0MPa、液时空速为0.5～5.0h^-1的条件下通过使植物油原料与气态氢气接触对纯植物油进行加氢处理，使植物油原料转化为含有柴油沸点范围的液态烃的混合物；（2）分离所得的混合物；以及（3）从混合物中分离出柴油沸点范围的馏分，作为柴油添加组分。

US20060186020公开了一种生物质油的加氢处理方法，其中包括1%～75%植物油与矿物油一起进行加氢处理，处理条件为320～400℃，压力4.0～10.0 MPa，液时空速0.5～2.0 h^-1，采用了一种含CoMo、NiMo的加氢处理催化剂。

植物油加氢后得到的产品具有很高的十六烷值，但凝点和冷滤点较高，不能在低温下使用，限制了其应用范围。

发明内容

针对现有加工工艺的不足，本发明提供一种改进的一段串联加氢处理工艺方法，植物油经加氢精制后，与氢气逆向进入临氢降凝反应器，可降低产品的凝点，提高产品质量。其中，加氢精制油进入加氢降凝反应器上方的气液分离区，进行气液分离，催化剂床层上部设置了若干层的塔板，起到液封和强化传质的作用，避免水蒸气和临氢降凝催化剂接触，降低催化剂的活性，同时塔板对精制油有再分配的作用，使精制油均匀的进入催化剂床层。

本发明提供的加氢制备生物柴油的方法，包括如下内容：

（1）植物油与氢气混合后进入加氢精制反应器，进行加氢脱氧等精制反应；

（2）加氢精制反应生成物进入临氢降凝反应器上部的气液分离器，进行气液分离，然后与向上的氢气在反应器上部设置的塔板上进一步进行气液分离，并进行传质和精制油的分配；

（3）经塔板分布均匀的精制油与氢气逆流通过临氢降凝催化剂床层，进行反应；

（4）步骤（3）所得生成油进入分馏塔，经过分馏得到生物柴油产品。

根据本发明的生物柴油制备方法，其中步骤（1）中所述的植物油选自菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油、麻疯果油、桐树油、棕榈油、椰子油和葵花籽油中的一种或几种；所述的植物油一般由14～18个碳原子数的脂肪酸构成，其基本不含或仅含少量的硫和氮杂质。

在某些实施方式中，还需要往所述的反应原料植物油中添加含硫化合物。所述含硫化合物在常温常压下为液体，所述含硫化合物的添加量以硫计为植物油重量的0.0005wt%～3.0wt%。所述的含硫化合物为二硫化碳、噻吩及其衍生物、硫醇及其衍生物和硫醚及其衍生物中的一种或几种。在植物油加氢过程中一般使用硫化态加氢催化剂，由于植物油中基本不含硫，催化剂在长期使用过程中会因硫流失而导致活性降低，在反应原料中添加含硫化合物可防止催化剂快速失活，从而提高催化剂的使用寿命。

步骤（1）所述的加氢精制采用常规加氢精制工艺。所述加氢精制反应的操作条件为：反应压力为3.0MPa～19.0 MPa，优选为4.0MPa～16.0 MPa；平均反应温度为280℃～460℃，优选为300℃～420℃；体积空速0.1～6.0 h^-1，优选为0.3～4.0 h^-1；氢油体积比300∶1～3000∶1，优选为500∶1～2500∶1。