[发明专利]一种多塔连续精馏分离生物柴油中脂肪酸甲酯的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及油脂产品领域，尤其涉及一种多塔连续精馏分离生物柴油中脂肪

酸甲酯的工艺。

背景技术

生物柴油（Biodiesel），可以用植物果实或种子、动植物油脂、废弃油脂等作为原料与甲醇（或乙醇）经酯交换反应制得，故又称混合脂肪酸甲酯（Fatty Acid Methyl Ester，FAME），具有与石化柴油相近的性能，可用于炼油厂、发电厂、交通、轮船航运及交通运输等，作为一种环保、可再生的石油替代能源, 生物柴油（混合脂肪酸甲酯）正受到越来越多国家的重视。我国是动、植物油脂生产和消费大国，废弃油脂的资源相当丰富，以废弃油脂为原料生产生物柴油及其下游高附加值产品，不但资源丰富、成本低，符合“不与人抢粮”的国情，而且也解决了“地沟油”回流餐桌的难题，一举两得。但是，目前由于原料成本高以及我国对生物柴油的扶持政策还显薄弱等问题，造成生产企业利润微薄，国内生物柴油企业几乎均处于微利甚至亏损的状态，生物柴油行业形势十分严峻，制约了我国生物柴油产业的发展。如何提高生产企业利润是生物柴油产业健康发展的关键。利用生物柴油进行深加工、生产生物柴油高附加值的精细化工产品可使这些问题得到缓解。

通过废弃油脂制得的生物柴油，成分复杂，由C14~C22不等的多种脂肪酸甲酯混合而成，其主要成份是C16甲酯、C18甲酯及少量C20甲酯，此外还含有少量水份、甲醇、游离的脂肪酸、重质油、甘油等杂质。C16甲酯和C18甲酯属于高级脂肪酸甲酯，稳定性好、易贮存，闪点高、挥发性低、溶解性好、没有腐蚀性，易生物降解，对环境友好，可生产出各种高附加值产品, 如高级润滑剂、皂基洗涤剂、工业溶剂、聚氯乙烯增塑剂和表面活性剂等，在化工、食品、医药、皮革等行业用途广泛。有关生物柴油中多种脂肪酸甲酯的分离方法主要有: 减压精馏法、尿素包合法、分子蒸馏法和超临界流体萃取法,此外还有机溶剂萃取法、柱层析法、低温结晶法、吸附分离法、色谱分离法、脂肪酯水解法等。这些方法要么尚处于实验室研究阶段；要么只适宜于单一的植物油、动物油制生物柴油的分离，对原料要求高、选择性差；要么成本高，或存在分离规模小、操作不安全、条件苛刻等缺点，工业化较难。其中减压精馏是最有效、工业生产中应用最广的分离方法。

目前, 中国专利CN102533309A采用多层式汽化的生物柴油精馏塔， 将粗生物柴油中脂肪酸甲酯更好地蒸出，将生物柴油得率提高了10%。中国专利CN101033411A采用一种生物柴油连续精馏装置，实现了生物柴油中水份、中低碳脂肪酸甲酯、高碳脂肪酸甲酯（生物柴油）、重质油之间的分离，生物柴油产品收率提高5%。中国专利CN103242966A报道了利用蒸馏塔将粗脂肪酸甲酯进行蒸馏分离，但只能将脂肪酸甲酯与重植物油（植物沥青）进行分离。中国专利CN102604665A采用多层蒸发的生物柴油连续精馏系统和工艺，将粗生物柴油中轻组分（低碳甲酯）、生物柴油（主要是碳16甲酯和碳18甲酯）、生物沥青等进行了分离，提高生物柴油得率10%、节能50%以上。以上专利对生物柴油中多种脂肪酸甲脂（主要是C16甲酯和C18甲酯）的分离未做报道。

针对上述问题，浙江工业大学的余国艳以麻疯果油制得的生物柴油为原料，通过自制减压精馏单塔装置对C16甲酯和C18甲酯进行了间歇精馏分离，在塔顶压力为 135 Pa、回流比为 1 的条件下，获得纯度为99%、收率74.6%的C16甲酯和纯度99%、收率92.8%的C18甲酯产品。此工艺流程短，分离效果好，但对原料纯度要求高（生物柴油原料组分C16和C18甲酯质量总含量超过99%），而以废弃油脂制生物柴油中含有水份、甲醇、游离的脂肪酸、甘油、C14~C22脂肪酸甲酯、重质油等，不同单酯沸点接近，单塔分离很难将其分离开来，故此法对成份复杂的生物柴油的分离不适用，仍需进一步研究探讨。

发明内容

本发明提供了一种多塔连续精馏分离生物柴油中脂肪酸甲酯的工艺，该方法通过采用了高真空设施和多塔连续精馏，降低了生物柴油的沸点，不仅避免了生物柴油的裂解、氧化和色泽深等问题，而且还实现了生物柴油中轻组分、C16脂肪酸甲酯、C18脂肪酸甲酯和重质油等之间的分离，解决了利用生物柴油生产高附加值的精细化工产品问题，同时提升了生物柴油行业的利润空间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多塔连续精馏分离生物柴油中脂肪酸甲酯的工艺，包括原料罐、进料泵、缓冲罐、脱氢塔、精馏塔、过料泵、冷凝器和产品收集罐，所述的精馏塔设有C16精馏塔、C18精馏塔和C20精馏塔。