[发明专利]用于小规模原位生产生物柴油的方法和装置

权利要求书

1.一种生产包括脂肪酸乙酯产物的生物柴油产物的方法，该方法包括以下步骤：

a)处理至少一种在全部油中包含平均至少0.5重量％的游离脂肪酸的原材料源；

b)萃取来自该原材料源的这些游离脂肪酸和其他反应性脂质并且使用一种酸催化剂和一种碱催化剂，使这些游离脂肪酸和其他反应性脂质与乙醇反应，从而形成该脂肪酸乙酯产物，包括以下的子步骤：

i)使用一个螺杆逆着包含用于与这些游离脂肪酸和其他反应性脂质反应的该乙醇和该酸催化剂的一种逆流液体流进给该原材料源；和

ii)通过该螺杆使该逆流液体流的至少一部分在闪蒸脱水并且使该逆流液体流的该部分穿过一个空化反应器之后再循环；

c)使用一种碱催化剂使任何未反应的脂质与乙醇进行转酯化；以及

d)使该脂肪酸乙酯产物与一种甘油副产物分离。

2.如权利要求1所述的方法，其中该乙醇包括无水生物乙醇。

3.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)、b)、c)以及d)在一个单一生物柴油生产工厂发生。

4.如权利要求1所述的方法，其中步骤b)在一个基于酸强化溶解力和压榨的萃取器与原位反应器中发生。

5.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)包括以下的子步骤：

过滤并且蒸汽洗涤该原材料源以去除泥土、石头以及沙子；

碾磨该原材料源；

加热并蒸煮该原材料源；以及

使该原材料源脱水以去除过量水。

6.如权利要求1所述的方法，其中使用该螺杆逆着包含用于与这些游离脂肪酸和其他反应性脂质反应的该乙醇和该酸催化剂的该逆流液体流进给该原材料源的该步骤在约110℃到约140℃的温度范围内发生，其中该酸催化剂包括硫酸。

7.如权利要求1所述的方法，其中步骤c)包括以下的子步骤：

用一种碱部分地中和在步骤b)中形成的一个液体流；

使用一种酸使未反应的游离脂肪酸酯化到小于或等于0.5重量％的浓度；以及

用一种碱催化剂使该液体流转酯化。

8.如权利要求7所述的方法，其中该碱和该碱催化剂包括氢氧化钾。

9.如权利要求7所述的方法，其中用该碱部分地中和在步骤b)中形成的该液体流和使用该酸使未反应的游离脂肪酸酯化到小于或等于0.5重量％的浓度的这些子步骤在至少一个活塞-圆筒反应器中以在约20到约40分钟的范围内的停留时间和在约5℃到约15℃的范围内的温度发生。

10.如权利要求1所述的方法，其中步骤d)包括以下的子步骤：

从该甘油副产物倾析出该脂肪酸乙酯产物；

对该脂肪酸乙酯产物进行计量并使其与一种吸附材料混合以从该脂肪酸乙酯产物去除杂质；以及

压力过滤脂肪酸乙酯产物和该吸附材料以使该脂肪酸乙酯与该吸附材料和杂质分离。

11.如权利要求1所述的方法，进一步包括处理该原材料源的在步骤b)中形成的一个固体部分以生产一种化学强化有机肥料产物的步骤。

12.一种生产包括脂肪酸乙酯产物的生物柴油产物的生物柴油生产工厂，该生物柴油生产工厂包括：

一个原材料制备单元，接收并处理至少一种在全部油中包含平均至少0.5重量％的游离脂肪酸的原材料源；

一个基于酸强化溶解力和压榨的萃取器与原位反应器单元，接收来自该原材料制备单元的该原材料源并且通过酸催化和碱催化用乙醇将该原材料源中的这些游离脂肪酸和其他反应性脂质转化成该脂肪酸乙酯产物；

一个乙醇和催化剂制备单元，向该基于酸强化溶解力和压榨的萃取器与原位反应器单元供给乙醇、酸催化剂以及碱催化剂；以及

一个分离与精炼单元，接收来自该基于酸强化溶解力和压榨的萃取器与原位反应器单元的一种包含该脂肪酸乙酯产物和甘油的液体流并且使该液体流中的该脂肪酸乙酯产物与该甘油和杂质分离。