一锅化生产酯基生物柴油和烃基生物柴油的装置

摘要

本实用新型公开了一锅化生产酯基生物柴油和烃基生物柴油的装置，属于生物柴油生产设备技术领域，包括反应塔、通过第一输送管与反应塔相连接的分离塔、以及通过第二输送管与分离塔相连接的固液分离器，分离塔通过第三输送管连接有第一储存罐、以及通过第四输送管连接有第二储存罐。本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，将酯基生物柴油和烃基生物柴油整合于同一生产线中，实现同步产出，不仅节约了能源消耗，同时也大大降低了各单独生产建设的投资。

说明书

技术领域

本实用新型属于生物柴油生产设备技术领域，具体涉及一锅化生产酯基生物柴油和烃基生物柴油的装置。

背景技术

生物柴油具有清洁、低碳的环保特性，具有广阔的发展前景。生物柴油技术也在不断提升发展。目前生物柴油有两种生产方式，一种是酯交换法，生产酯基生物柴油，也是目前我国生物柴油的主要生产方式；第二种是加氢脱氧法，生产烃基生物柴油。酯基生物柴油和烃基生物柴油也分别被称为第一代生物柴油和第二代生物柴油，二者的生产原料相同，但是采用不同的生产工艺，分别为酯交换和催化加氢。第二代生物柴油又称“氢化植物油HVO/加氢脂肪酸脂和脂肪酸HEFA、烃基生物柴油”。与第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比，第二代生物柴油在化学结构上与柴油完全相同，具有与柴油相近的黏度和发热值，具有较低的密度和较高的十六烷值、硫含量较低、倾点低以及与柴油相当的氧化安定性等优势。

烃基生物柴油传统加氢工艺主要从外部供氢，不但存在氢气制备和运输问题，而且氢气利用率较低，在加氢过程中也涉及氢气回收利用等一系列问题。而原位加氢是采用含氢的多原子分子为氢源，与传统加氢工艺最为根本的区别是催化加氢的过程中不再使用氢气，仅需要反应体系中加一部分价格低廉的甲醇或其它供氢溶剂，通过水汽重整反应制氢，可节约大量成本。而酯基生物柴油是由甘油三酯和甲醇经过酯交换(酯化)反应得到的脂肪酸甲酯。上述两种反应均将甲醇作为反应原料。若将酯基生物柴油和烃基生物柴油整合于同一生产装置，利用甲醇作为共同反应原料，不仅可实现一二代生物柴油的同步产出，降低了各单独生产建设的投资，还可节约了能源消耗。

因此，本实用新型提供了一锅化生产酯基生物柴油和烃基生物柴油的装置，以至少解决上述部分技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一锅化生产酯基生物柴油和烃基生物柴油的装置，以至少解决上述部分技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一锅化生产酯基生物柴油和烃基生物柴油的装置包括用于废弃动植物油脂进行酯交换和加氢脱氧反应的反应塔、通过第一输送管与反应塔相连接用于从上述反应后混合物蒸馏分离出酯基生物柴油和烃基生物柴油的分离塔、以及通过第二输送管与分离塔相连接用于对蒸馏分离残余物进行二次分离的固液分离器，分离塔通过第三输送管连接有用于缓存酯基生物柴油的第一储存罐、以及通过第四输送管连接有用于缓存烃基生物柴油的第二储存罐。

进一步地，反应塔连接有废弃动植物油脂输送管、甲醇输送管和水输送管。

进一步地，废弃动植物油脂输送管上设有第一高压泵和第一流量计。

进一步地，甲醇输送管上设有第二高压泵和第二流量计。

进一步地，水输送管上设有第三高压泵和第三流量计。

进一步地，第一输送管上设有用于缓存酯交换和加氢脱氧反应后混合物的缓存罐。

进一步地，第一输送管上设有位于缓存罐和分离塔之间的第一阀门和第四高压泵。

进一步地，第三输送管上设有第五高压泵。

进一步地，第四输送管上设有第六高压泵。

进一步地，分离塔上设有真空泵。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，将酯基生物柴油和烃基生物柴油整合于同一生产线中，实现同步产出，不仅节约了能源消耗，同时也大大降低了各单独生产建设的投资。

本实用新型可实现废弃动植物油脂的加氢脱氧反应，以甲醇作为加氢脱氧的原位加氢氢源，取代了外部供氢氢气制备和运输困难问题，使甲醇在反应塔内水相重整产生氢原位，用以还原油脂生成烃基生物柴油；同时还可实现废弃动植物油脂的酯交换反应，以甲醇作为反应底物，油脂酯交换生成酯基生物柴油。本实用新型在原位加氢的基础上，将独立于两个系统的生物柴油生产整合于同一系统，不仅节约了能源消耗，还大大降低了各系统单独建设的费用。本实用新型是集废弃动植物油脂的酯基生物柴油和烃基生物柴油生产、酯基生物柴油和烃基生物柴油分离、以及反应各副产物回收的一体化操作装置，在一二代生物柴油生成的同时并经分离塔蒸馏分离，同时反应副产物由固液分离器实现残液、残渣的分离，其中残液中的油脂可回收并再次参与生产反应，提高产出率，残液中的甘油可提纯后外售，增加生产收入；而残渣则可作为普通燃料，用于锅炉加热燃烧。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-反应塔，2-第一输送管，3-分离塔，4-第二输送管，5-固液分离器，6-第一储存罐，7-第二储存罐，8-废弃动植物油脂输送管，9-甲醇输送管，10-水输送管，11-第一高压泵，12-第一流量计，13-第二高压泵，14-第二流量计，15-第三高压泵，16-第三流量计，17-缓存罐，18-第一阀门，19-第四高压泵，20-第三输送管，21-第四输送管，22-第五高压泵，23-第六高压泵，24-真空泵。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供的一锅化生产酯基生物柴油和烃基生物柴油的装置，结构简单、设计科学合理，使用方便，将酯基生物柴油和烃基生物柴油整合于同一生产线中，实现同步产出，不仅节约了能源消耗，同时也大大降低了各单独生产建设的投资。

本实用新型包括用于废弃动植物油脂进行酯交换和加氢脱氧反应的反应塔1、通过第一输送管2与反应塔1相连接用于从上述反应后混合物蒸馏分离出酯基生物柴油和烃基生物柴油的分离塔3、以及通过第二输送管4与分离塔3相连接用于对蒸馏分离残余物进行二次分离的固液分离器5，分离塔3通过第三输送管20连接有用于缓存酯基生物柴油的第一储存罐6、以及通过第四输送管21连接有用于缓存烃基生物柴油的第二储存罐7。

本实用新型可实现废弃动植物油脂的加氢脱氧反应，以甲醇作为加氢脱氧的原位加氢氢源，取代了外部供氢氢气制备和运输困难问题，使甲醇在反应塔内水相重整产生氢原位，用以还原油脂生成烃基生物柴油，即第二代生物柴油。本实用新型还可实现废弃动植物油脂的酯交换反应，以甲醇作为反应底物，油脂酯交换生成酯基生物柴油。本实用新型在原位加氢的基础上，将独立于两个系统的生物柴油生产整合于同一系统，不仅节约了能源消耗，还大大降低了各系统单独建设的费用。

本实用新型反应塔1连接有废弃动植物油脂输送管8、甲醇输送管9和水输送管10。废弃动植物油脂输送管8上设有第一高压泵11和第一流量计12。甲醇输送管9上设有第二高压泵13和第二流量计14。水输送管10上设有第三高压泵15和第三流量计16。各高压泵可将各反应物泵入反应塔1内，而各流量计则可保证各反应物的输入量。废弃动植物油脂、甲醇、水的质量比优选7：20：1，反应温度优选220-230℃，反应压力优选5MPa，反应时间优选5-10小时，如此可同时满足酯交换和加氢脱氧反应。

本实用新型第一输送管2上设有缓存罐17，用于缓存酯交换和加氢脱氧反应后混合物。第一输送管2上设有第一阀门18和第四高压泵19，第一阀门18和第四高压泵19位于缓存罐17和分离塔3之间。第一阀门18用于缓存罐17与分离塔3连通开闭，第四高压泵19用于将缓存罐17内的混合物泵入分离塔3中。

本实用新型是集废弃动植物油脂的酯基生物柴油和烃基生物柴油生产、酯基生物柴油和烃基生物柴油分离、以及反应各副产物回收的一体化操作装置，在一二代生物柴油生成的同时并经分离塔3蒸馏分离。分离塔3上设有真空泵24。由于酯基生物柴油和烃基生物柴油各馏分沸点不同，反应后的混合物在分离塔3真空状态下而分离纯化出酯基生物柴油和烃基生物柴油，并分别将其储存至第一储存罐6和第二储存罐7中。蒸馏分离温度优选265--270℃、蒸馏真空度优选-0.098Mpa。第一储存罐6、第二储存罐7分别通过第三输送管20和第四输送管21与分离塔3相连接。第三输送管20上设有第五高压泵22。第四输送管21上设有第六高压泵23。

由分离塔3分离出的反应副产物还可由固液分离器实现残液、残渣的二次分离，其中残液中的油脂可回收并再次参与生产反应，提高产出率，残液中的甘油可提纯后外售，增加生产收入，固液分离器通过残液输出管与残液缓存罐相连接，经固液分离出的残液储存于残液缓存罐内。而残渣则可作为普通燃料，用于锅炉加热燃烧，同理固液分离器通过残渣输出管与残渣缓存罐相连接，经固液分离出的残渣储存于残渣缓存罐内。

本实用新型所用反应塔1、分离塔3、第一高压泵11、第一流量计12、第二高压泵13、第二流量计14、第三高压泵15、第三流量计16、第四高压泵19、第五高压泵22、第六高压泵23和真空泵24均为现有已知设备，并且均可在市场上直接购买使用，其结构、以及控制原理均为现有已知技术，因此，关于反应塔1、分离塔3、第一高压泵11、第一流量计12、第二高压泵13、第二流量计14、第三高压泵15、第三流量计16、第四高压泵19、第五高压泵22、第六高压泵23和真空泵24的结构以及控制原理在此不赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。