[发明专利]低温气相甲醇条件下制备生物柴油的设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油制备领域，具体地说是一种气相甲醇法制生物柴油的设备及方法。

背景技术

生物柴油是一种环保的绿色能源，既能防止餐饮废油重返餐桌，作为燃料使用后又能大大减排二氧化碳和PM2.5，近年来随着国家的鼓励，生物柴油这种能代替石化柴油的新能源发展很快。

目前气相甲醇法制生物柴油已广泛应用，基本原理是将高纯液体甲醇气化，以气体形式与液相原料油反应，以浓硫酸做催化剂，生成生物柴油、甘油和水，水以气体形式被甲醇气带走，含水甲醇气经精馏脱水后回用，静置后生物柴油与甘油、酸分离，再经减压蒸馏后得到产品。

这种方法方法的缺点是甲醇精馏塔投资大，耗能严重，并且操作时间长，产品颜色深。

发明内容

本发明为克服现有气相甲醇法制生物柴油中的缺陷，一是提供了一种生物柴油气相法制备的方法；二是提供了一种本方法制备柴油的设备。

本发明所采用的技术方案是：

一种低温气相甲醇条件下制备生物柴油的设备，包括原料储罐、气液两相反应塔、冷凝器、甲醇储罐、袋式过滤器和油品中间罐，

所述原料储罐通过管道与气液两相反应塔连接；

所述冷凝器一端通过管道与气液两相反应塔连接，冷凝器另一端通过管道与甲醇储罐连接；所述袋式过滤器与油品中间罐连接；所述的气液两相反应塔顶部设置有催化剂投放口；

所述的气液两相反应塔，其外部设置有蒸汽加热夹套，其内部下部安装有曝气板，曝气板的底部与塔内甲醇进料管连接；该塔内甲醇进料管与甲醇储罐连接，且塔内甲醇进料管上安装有甲醇进料蠕动泵；

所述的气液两相反应塔，其中部设置有塔内油品吸料管，该塔内油品吸料管呈辐射状架装在曝气板上方，各塔内油品吸料管的上端均与出油管道连接，出油管道上安装有油品出料泵，且出油管道与袋式过滤器连接。

塔内甲醇进料管为盘旋状态的管体，其位于整个气液两相反应塔的底部、曝气板的下方。

曝气板为圆形板体，其外圆周通过压紧件固定安装在气液两相反应塔的内壁上，曝气板的板体上均布有微孔，孔径为15-30微米。

低温气相甲醇条件下制备生物柴油的方法，按照以下步骤进行：

a、原料油从原料储罐排放到气液两相反应塔内，开启蒸汽，塔内升温至75度～85度，保温；

b、打开催化剂投放口，人工精确投加固体酸催化剂和吸水树脂，关闭催化剂投放口；

c、打开甲醇进料蠕动泵，甲醇由甲醇储罐流出，经塔内甲醇进料管时高温气化，产生的甲醇气经曝气板后被切割成微小气泡，均匀分布于气液两相反应塔内；

d、持续反应1-3小时，未反应的纯净甲醇气体由塔顶采出经冷凝器冷凝后回流至甲醇储罐；反应生成的水被吸水树脂吸收；

e、依次关闭甲醇进料蠕动泵、蒸汽，待冷凝器不再有冷凝甲醇排出后，开启油品出料泵，塔内油品吸料管将油品采出，固体酸催化剂和吸水树脂同油品一起泵出，经袋式过滤器过滤后，油品进入油品中间罐暂存，过滤出来的固体酸催化剂和吸水树脂经过烘干脱水后循环使用；

f、开启蒸馏泵，油品经减压蒸馏或常压蒸馏后可制得优质生物柴油产品。

固体酸催化剂为酸处理过的硅-铝土高温烧制而成的球形颗粒，质量为油品质量的1%～3%；吸水树脂为纤维素类球形树脂，质量为油品质量的1%～2%。

甲醇进料蠕动泵的预定流量为:甲醇每小时进料为油品质量的15%～55%。

本发明的有益效果如下：

1、本方法适合多种来源原料油或者多种来源混合的原料油，温度低，反应速度快，是一种绿色生产技术；

2、采用吸水树脂吸收生产的水分，免去甲醇气精馏脱水的工序，并且经简单烘干操作即可回收重复使用；

3、本方法使用微孔气体曝气板，是气体被切割成微米级气泡，气液接触面积大，接触反应更快更充分，流程所需时间最小可达到1小时，相比现有方法3~5个小时的反应时间，该方法有反应时间短，生产能力高的特点；

4、反应过程中由于使用了固体酸催化剂，避免硫酸对油脂的碳化作用，产品颜色浅，并且避免的反应后中和的工序，缩短的生产流程，提高了生产效率；

5、该方法设备总投资不大，也适合生物柴油企业技改升级。

附图说明

图1为本发明的设备结构示意图。

图2为本发明的曝气板结构示意图。

图3为本发明曝气板表面结构示意图。