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地沟油制备生物柴油产业化技术
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凯尼科斯静态混合器单元由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊 面成,它的技术性能;最高分散程度≤10μm,液一液、液一固相不 均匀度系数 ≤5%产品的压力降计算以混合器当量直径和内径 D 为基准的摩擦系数φD 来表示。生物柴油生产酯交换工段生成的甘油 皂中有大量的甲酯与钾皂。为提高生物柴油产品收率和粗甘油质量, 对甘油皂进行中和酸化处理,脂肪酸钾皂酸化还原成脂肪酸和酸性 皂,大幅度降低钾皂的表面活性,使甲酯与脂肪酸(酸化油)从甘油 中离析出来。具体过程是甘油皂与盐酸在各自计量泵输送下,进入凯 尼科斯静态混合器酸化反应,再经延迟中和老化,进入蝶式离心机分 离,酸化油返回酯化工段,粗甘油进入下道工序。 凯尼科斯静态混 合器适用于化工、石油、制药、食品、精细化工、塑料、环保、合成 纤维、矿冶等部门的混合、反应、萃取、吸收、注塑、配色、传热等 过程,对较小流量并伴有杂质或粘度≤106 厘泊的高粘性介质尤为适 用。
三相之间传质过程的酯化、酯交换、胺化、乙氧基化等等非均相体系 的反应。 二,德国 GEA 真空薄膜脱醇装置
GEA 薄膜蒸发器具备的下述独特的优点,是常规膜式蒸发器 所不能比拟的, 极小的压力损失 在旋转刮板薄膜蒸发器中,物料 “流”与二次蒸汽“流”是两个独立的“通道”:物料是沿蒸发筒体 内壁(强制成膜)降膜而下;而由蒸发面蒸发出的二次蒸汽则从筒体中 央的空间几乎无阻碍地离开蒸发器,因此压力损失(或称阻力降)是极 小的。为此 可实现真正真空条件下操作 ,正由于二次蒸汽由蒸发面 到冷凝器的阻力极小,因此可使整个蒸发筒体内壁的蒸发面维持较高 的真空度(可达-750mmHg 以上),几乎等于真空系统出口的真空度。 由于真空度的提高,有效降低了被处理物料的沸点。高传热系数,高 蒸发强度。物料沸点的降低,增大了与热介质的温度差;呈湍流状态 的液膜,降低了热阻;同样,抑制物料在壁面结焦、结垢,也提高了 蒸发筒壁的分传热系数;高效旋转薄膜蒸发器的总传热系数可高达 8000KJ/h·㎡·℃,因此其蒸发强度很高。低温蒸发,由于蒸发筒体 内能维持较高的真空度,被处理物料的沸点大大降低,因此特别适合 热敏性物料的低温蒸发。过流时间短 , 物料在蒸发器内的过流时间 很短,约为 10 秒左右,不结焦,不结垢;对于常用的活动刮板而言, 其刮动物料的端面有导流的沟槽,其斜角通常为 45°,改变斜角的 角度,可改变物料的过流时间,物料在刮板的刮动下,呈螺旋下降离 开蒸发段。缩短过流时间,有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合
地沟油制备生物柴油产业化技术
随着油脂化工生物柴油市场的迅猛发展,与之相关的核心生产 技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。工艺与装备技术,是 衡量一个企业是否具有先进性,是否具备市场竞争力,是否能不断领 先于竞争者的重要技术经济指标。通过了解研究国内外油脂化工生产 核心技术,提升产品技术升级换代,进一步提高生物柴油市场核心竞 争力。地沟油的价格越来越高,生物柴油生产企业的利润空间越来越 小,许多企业甚至到了亏损的边缘,在死亡线上争扎,而有的企业还 有较好的收益,过着舒坦高收益的好日子。这是为什么呢?很多人想 不明白其中的奥秘。构成生物柴油的主要成本是原料地沟油,市场经 济条件下,按质论价,同等地沟油的价格相差无几。同样的地沟油原 料,制造过程甲醇消耗量的多少,能耗的高低,产品得率的高低和产 品品质的优劣,对生物成本有着重要影响。下面介绍本人拥有独立自 主知识产权的,与众不同的,具备先进技术优势,高品质优势,低能 耗优势,高转化率优势,低甲醇消耗优势,低综合成本优势,环保绿 色优势的绿色,环保,低耗,高效生物柴油生产线的主要装置介绍。 一,瑞士布斯环路酯化与酯交换装置
德国鲁奇降膜再沸器的液体降膜流动换热具有大流量、小温 差、高换热系数、高热流密度、结构简单、动力消耗小等优点, 采用德国鲁奇降膜过程的传热,可以提高设备热效率,减少换热面 积,节省设备投资,具有很大的经济效益和社会效益。德国鲁奇降 膜蒸发器是一种高效节能蒸发浓缩设备,相比其它蒸发器具有滞 液量少、节省能源、无静压区和过热区及换热效果好等优点。生 物柴油属于高沸点的热敏性物质,由于其物料特殊性,需通过高真 空精馏的方法制取,且整个工艺过程的温差要求尽可能的小,在这 种工况下,塔釜再沸器选用高效节能的德国鲁奇降膜再沸器是首 选。粗脂肪酸甲酯经脱低沸装置,在 2000---6000Pa 真空条件下, 导热油回油温度 190---220℃,脱尽碳 16 甲酯前的低沸物质。粗
或变质。可利用低品位蒸汽 ,蒸汽是常用的热介质,由于降低了物料 的沸点,在保证相同Δt 的条件下,就可降低加热介质的温度,利用 低品位的蒸汽,(蒸馏全凝低压过热蒸汽再利用)有利于能量的综合 利用。特别适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。适应性强、操作方便, 独特的结构设计,使该装置可处理一些常规蒸发器不易处理的高粘 度、含颗粒、热敏性及易结晶的物料。夹套压力:常规按 0.4Mpa 蒸 汽设计,也可按要求的设计,当采用导热油时,也可另行设计;蒸发 内筒真空度:常规按-0.09Mpa(约-680mmHg)残压 80mmHg=100665Pa, 也可按用户要求达到-0.095Mpa(约-720mmHg)残压 40mmHg=5333Pa 和 -0.0986Mpa(约-750mmHg)残压 10mmHg=1333Pa。 三,德国鲁奇强带制循环降膜再沸器的高真空蒸馏装置
搪玻璃薄膜蒸发器,解决了腐蚀性强的化学物与热不安定化学 物精馏,蒸馏的难题,可以大大提高化学物与热不安定化学物的收率 与品质。它不仅解决了普通薄膜蒸发器不能适用于腐蚀性物料的缺 点,又具有普通薄膜蒸发器的所有优点。物料滞留时间短(约 10 秒), 化合物不易分解,产品收率高。完全满足生物柴油酯化废甲醇酸蒸发 精馏回收。 六,德国凯尼科斯静态混合器中和甘油皂,连续酸化分离装置
脂肪酸甲酯经循环泵入再沸器进入残压 500Pa 的蒸馏塔,经分离 后,重组份从塔釜出来再经物料循环泵打入降膜再沸器,经再沸器 导热油夹套 220---260℃加热后进入蒸馏塔进行汽液分离,液相 循环回到再沸器,(汽相)轻组分经规整填料层,从塔顶全凝采出。 实现高效,低耗,高品质的生物柴油生产。 四,德国 GEA 短程分子蒸馏脱沥青装置
生物柴油质量标准
国标 BD100 jamind
密度(20℃)(kg/㎡)
820-900 820-900
运动粘度(40℃)(m ㎡)
1.9-6.0 1.9-6.0
闪点(闭口)/℃ 不低于
101
160
冷滤点/℃
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
报告
报告
硫含量(质量分数)/ %
不大于 0.05(S500) 0.05
10%蒸余物残炭(质量分数)/ % 不大于
凯尼科斯静态混合器应用时,二股或二股以上流体在进入静态 混合器之前,为各股流体顺利输送而设计的。流体在输送过程中,往 往由于各股流体输送压力不平衡而影响混合比,在这种情况下必须选
用文氏管形分配器,用文氏管形分配器具有喷射升压泵的性能,在保 证次流流量的条件下,使物料的出口压力达到所要求的压力。该分配 器主要由喷嘴、接受室、混合室、扩散室等组成。主流经过喷嘴产生 压力降,次流被抽吸进用文氏管接受室,主流、次流在混合室中混合 后通过扩散室,此时到扩散室出口压力大于次流进口压力,小于主流 进口压力。这样,就能使流体顺利输送到静态混合器中,进行混合。 但有时由于工艺的特定,各股流体的输送压力平衡,在这种情况下, 根据各股流体量及具体的工艺要求,选用一般形式分配器即可。
德国 GEA 短程分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它 不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动 平均自由程的差别实现分离。当液体混合物沿加热板流动并被加 热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由 程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若 能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而 重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样,达到物质分离的目的。 在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力,对于微 小的压力降就会引起蒸汽的流动。在 1mbar 下运行要求在沸腾面 和冷凝面之间非常短的距离,基于这个原理制作的蒸馏器称为短 程蒸馏器。德国 GEA 短程蒸馏器(分子蒸馏)有一个内置冷凝器 在加热面的对面,并使操作压力降到 0.001mbar。短程蒸馏器是 一个工作在 1~0.001mbar 压力下热分离技术过程,它较低的沸腾 温度,非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成:带有加热夹套 的圆柱型筒体,转子和内置冷凝器;在转子的固定架上精确装有 刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心,转子在圆
高酸价地沟油(潲水油)预酯化工序属非均相体系反应,为了 提高反应速率,人们想了很多方法,但最重要的是油醇摩尔比,一般 来说,醇摩尔比越大,则酯化速率越快,随后带来的是大量甲醇的回 收,则需消耗大量能量,经验告诉我们,回收一吨甲醇需耗一吨蒸汽, 所以,用较小的醇量达到较快反应速率的方法是低耗,高效的有效途
柱型筒体和冷凝器之间旋转。短程蒸馏器由外加热的垂直圆筒体、 位于它的中心冷凝器及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组 成。蒸馏过程是:物料从蒸发器的顶部加入,经转子上的料液分 布器将其连续均匀地分布在加热面上,随即刮膜器将料液刮成一 层极薄、呈湍流状的液膜,并以螺旋状向下推进。在此过程中, 从加热面上逸出的轻分子,经过短的路线和几乎未经碰撞就到内 置冷凝器上冷凝成液,并沿冷凝器管流下,通过位于蒸发器底部 的出料管排出;残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集,再 通过侧面的出料管中流出。生物柴油蒸馏重相(植物沥青中残留 的甲酯)经德国 GEA 短程分子蒸馏,控制真空在 1--50Pa 条件下, 导热油温度 220---260℃,将植物沥青中的脂肪酸甲酯蒸尽。 五,现代耐腐的搪玻璃薄膜蒸发甲醇回收装置
径。通过长期实践发现,环路流体循环酯化,酯交换比其它任何形式 的装置,更节能,更高效。采用循环泵将反应物料通过环路反应。瑞 士布斯(Buss 的环路反应器)实现环路酯化,酯交换是生物柴油最 佳途径。环路反应器能有效增加其局部的高/径比,以消除反应器内的 死区,提高传质和反应效率。反应器外部设置有外循环管线、集液槽 和空化喷嘴,形成外循环回路。空化喷嘴可使甲醇和油脂迅速乳化, 增加两相接触面积,强化酯化,酯交换过程,同条件下反应时间可缩短 50%以上。采用环路湍流反应器,可实现生物柴油酯化,酯交换的连续 化生产。原料连同催化剂由底部送入环路湍流反应器,由于流速较高, 可形成湍流状态,使得反应物充分混合接触,加快了反应速率;顶部出 料时控制适当回流比,之后进入二级反应器,其中物料流速低,并保持 层流,在反应的同时将下层的粗干油层分出,使得反应的转化率更进 一步提高;上层样品真空薄膜蒸出甲醇后,再经真空脱低沸,高真空降 膜再沸蒸馏,分子蒸馏脱沥青后得到成品生物柴油,转化率达 99.5%。 环路反应器与环路湍流反应器使用,大大降低了甲醇用量,同时达到 产物分离的目的,从而在较短时间内提高了单位反应体积的生物柴油 的生产能力。在反应温度 65℃、醇/油摩尔比 4∶1 的条件下,反应 3min 后,生物柴油的产率可达 94.4%,生产能力可达到 6.6m3/(m3h),比目 前其它反应器高 6~10 倍,而反应时间则缩短到其它反应器的 1/30~ 1/20。具有传质效率高、功耗低、反应周期短、生产效率高、可实现 连续生产等特点。环路反应器是国际上先进的化工反应设备,在化学 工业中广泛应用,尤且适用于涉及液、液和气、液两相或气、液、固