[发明专利]一种生物柴油粗产品的精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油粗产品的精制方法。

背景技术

生物柴油是从可再生的脂质资源中得到的脂肪酸单酯，是一种可以替代普通柴油使用的环保燃油，可以和石油柴油以任意比例混合使用，并且是环境友好的新型环保能源、绿色燃料。

现有技术中，生物柴油的制备方法主要有稀释法、微乳化法、热解法、酯交换法、生物技术法等方法。工业化生产生物柴油的方法多采用酯交换法(SRCA)。采用酯交换法(SRCA)工艺生产生物柴油的过程通常需要经历原料油与低碳醇的酯化反应、低碳醇的回收、生物柴油粗产品的精制等单元操作。所述生物柴油粗产品的精制一般包括脱除其中的C1-C4低碳醇、C5-C11酯类化合物和水洗过程中残留的水分以及C19-C40的重质油酯。

现有技术中，在对生物柴油进行精制脱除其中的轻组分的方法主要采用真空闪蒸的方式。闪蒸的原理主要是利用减压后，蒸汽分压下降，使更多的沸点低于生物柴油的轻组分(一般是水、甲醇、C5-C11脂类化合物)闪蒸为气态，达到分离的目的。由于生物柴油的沸点较高(250-280℃)，精制单元必须采用高真空(绝对压力为0.67-1KPaA)的操作条件。如果脱轻组分过程中轻组分的拔出率太低，会将其携带至后续的精制单元操作中，而影响后续精制单元操作的效果，而且会造成生物柴油的闪点下降，影响产品质量。反之如果轻组分的拔出率太高，将会造成轻组分中有效组分生物柴油(C12-C18的脂肪酸单酯)的浪费，直接影响产品的收率。因此，轻组分的脱除效果将直接影响生物柴油的收率、品质以及物耗能耗。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中生物柴油粗产品精制过程中采用真空闪蒸的脱除轻组分的方法无法保证在完全脱除轻组分的同时而不影响生物柴油产品收率和生物柴油品质的缺陷，提供一种生物柴油粗产品的精制方法，所述精制方法可以有效脱除所述生物柴油粗产品中的轻组分并能够使生物柴油粗产品中有效组分得到充分回收和利用，有效地提高生物柴油的产率、品质，并能够减少能源的消耗、环境的污染。

本发明的发明人发现，现有技术中，如图2所示，在采用闪蒸的方法对生物柴油粗产品进行精制以脱除其中的轻组分时，操作温度通常为210℃以上，绝对压力在9-20KPaA，并且，人们普遍认为所述被脱除的轻组分中以未反应的低碳醇为主，例如，甲醇，因此，为了进一步回收甲醇，通常会将该步骤分离出的轻组分返回到水洗塔中再次进行水洗以回收甲醇，然后与水洗后产物一起再次进行轻组分的脱除。但是，一方面，所述轻组分中，除了少部分低碳醇之外还含有大量的C5-C11酯类化合物，另一方面，多次往复的循环，会使得待进行脱轻组分处理的粗产品中C5-C11酯类化合物不断累积增加，因此，在相同的操作压力下不能实现理想的分离效果，即得到的脱除轻组分的生物柴油产品中仍然会含有未被脱除的轻组分，影响生物柴油的分离效果；如果希望提高分离效果，需要进一步提高装置的操作温度和压力，这样会严重增加装置的负荷。本发明的发明人经过研究后发现，采用蒸馏塔代替闪蒸装置，分离出的轻油不回流到水洗塔，而是将部分轻油回流到蒸馏塔中。由于部分回流到蒸馏塔中的轻油可以调节蒸馏塔中的温度和压力，这样使塔中的温度和压力满足脱除轻组分的需要，使轻组分可以得到很有效的分离并回收利用。

本发明提供了一种生物柴油粗产品的精制方法，所述生物柴油粗产品含有生物柴油、C1-C4的低碳醇、C5-C11的酯类化合物和C19-C40的重质油酯，其中，该方法包括下述步骤：

(1)将所述生物柴油粗产品送入第一蒸馏塔中进行低碳醇蒸馏；

(2)将步骤(1)的经过低碳醇蒸馏的生物柴油粗产品进行水洗；

(3)将步骤(2)的经过低碳醇蒸馏和经过水洗的生物柴油粗产品送入第二蒸馏塔中进行蒸馏，所述脱轻蒸馏的条件使得经过水洗的生物柴油粗产品中的含有水、剩余的少量低碳醇和C5-C11酯类化合物的混合物从塔顶采出，使生物柴油和C19-C40的重质油酯的混合物从塔底采出；

(4)在闪蒸条件下，将步骤(3)得到的生物柴油和C19-C40的重质油酯的混合物送入闪蒸塔中进行闪蒸，所述闪蒸的条件使得生物柴油从闪蒸塔的塔顶采出，C19-C40的重质油酯从闪蒸塔的塔底采出；

其中，将步骤(3)从第二蒸馏塔塔顶采出的部分C5-C11酯类化合物返回到步骤(3)的第二蒸馏塔。