生物柴油简单工艺流程

生物柴油是由从植物油或动物脂的脂肪酸烷基单酯组成的一种可替代柴油燃料。大多数生物柴油是由大豆油、甲醇和一种碱性催化剂生产而成的。然而还有大多数的不易被人体消化的廉价油脂能够转化为生物柴油。处理这些废油脂的问题是它们通常含有大量的游离脂肪酸，而不能用碱性催化剂转化为生物柴油。这些游离脂肪酸同碱性催化剂反应生成皂，抑制了生物柴油、甘油和洗涤水的分离。目前开发的工艺是用酸性催化剂预处理这些高FFA原料使不能形成皂物质。研究的主题是建设一个能够从多品种原料，包括这些高游离脂肪酸原料生产生物柴油的中试装置。该中试装置可以先用酸性催化剂预处理高游离脂肪酸原料，然后用碱性催化剂进行转酯化反应。中试试验包括从大豆油、黄色脂（9%FFA）和褐色脂（40%FFA）生产生物柴油。讨论了反应参数的变化的影响因素，并描述了分离和洗涤过程。提供了用不同原料的燃料成本的评价。对于甲基酯作为替代柴油燃料的研究本公司已经进行了十多年，在最近五、六年间这项工作随着生物柴油优势的广泛宣传而得到了更广的了解。实际上以前所有的工作都是基于从大豆油制取脂肪酸甲基酯。选择大豆油的原因是在美国大豆油是唯一一种因其良好的品质供应国内市场的油脂。然而，高价的食品级大豆油限制了用于柴油发动机。降低原料的成本对于长期推广生物柴油的商业价值是非常必须的。降低该燃料成本的一种方式是使用象餐饮废油和工业用动物脂这些廉价的原料。目前，工业用动物脂和餐饮废油是作为动物饲料商业出售的。如果FFA值小于15%称为是黄色脂；在夏季，动物脂的FFA值可能会超过30%。季节的变化，在较高的环境温度下会导致加速动物尸体的腐败。这些低质的脂肪可能混合低FFA脂肪作为黄色脂出售，或者直接折价作为褐色脂。早期曾经开发出一种非常稳定化学工艺可以转化这种高FFA原料为生物柴油。目前工作的主题是开发一个中试装置验证这个工艺，并且为今后的研究、展示和培训提供一个工业化装置。餐饮废油和工业动物脂相对于食品级大豆油来说成本是非常低的。这些废脂由于含有较高的游离脂肪酸，在使用碱性催化剂时易形成皂类物质而不能直接转化为生物柴油。在生产过程中皂能阻止生物柴油从甘油中的分离。一种改进的工艺是利用酸性催化剂处理使不能形成皂。以前的工作证明了酸性催化剂对于甘三酯转化为生物柴油的作用是很慢的。然而，酸性催化剂对于FFA转化为酯的作用表现非常明显。以前的工作已经开发出一种先用酸性催化剂预处理工艺使FFA转化为酯，然后通过碱性催化剂将甘三酯转酯化反应。酸催化工艺的不利之处是FFA同醇反应产生水，这抑制了FFA的酯化和甘油的转酯化反应。

工艺流程简介：

（1）物理精炼：首先将油脂水化或磷酸处理，除去其中的磷脂，胶质等物质）。再将油脂预热、脱水、脱气进入脱酸塔，维持残压，通入过量蒸汽，在蒸汽温度下，游离酸与蒸汽共同蒸出，经冷凝析出，除去游离脂肪酸以外的净损失，油脂中的游离酸可降到极低量，色素也能被分解，使颜色变浅。各种废动植物油在自主研发的DYD催化剂作用下，采用酯化、醇解同时反应工艺生成粗脂肪酸甲酯。

（2）甲醇预酯化：首先将油脂水化脱胶，用离心机除去磷脂和胶等水化时形成的絮状物，然后将油脂脱水。原料油脂加入过量甲醇，在酸性催化剂存在下，进行预酯化，使游离酸转变成甲酯。蒸出甲醇水，经分馏后，无游离酸的分出C12-16棕榈酸甲酯和C18油酸甲酯。

（3）酯交换反应：经预处理的油脂与甲醇一起，加入少量NaOH做催化剂，在一定温度与常压下进行酯交换反应，即能生成甲酯，采用二步反应，通过一个特殊设计的分离器连续地除去初反应中生成的甘油，使酯交换反应继续进行。

（4）重力沉淀、水洗与分层。

（5）甘油的分离与粗制甲酯的获得。

（6）水份的脱出、甲醇的释出、催化剂的脱出与精制生物柴油的获得。

整个工艺流程实现闭路循环，原料全部综合利用，实现清洁生产。大致描述如下：原料预处理（脱水、脱臭、净化）——反应釜（加醇+催化剂+70℃）——搅拌反应1小时——沉淀分离排杂——回收醇——过滤——成品。

 生物柴油生产装置

生物质至生物柴油路线示意图


 

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