[发明专利]一种采用固定床气相酯化反应合成生物柴油的方法

摘要

本发明属于一种采用固定床气相酯化反应合成生物柴油的方法，具体地，提供以动植物油脂和低碳醇(如甲醇)为原料，在气相状态下与固定床中的固体颗粒状酯化催化剂反应合成生物柴油的方法；本发明克服了油脂与低碳醇之间在液态反应条件下不互溶性导致酯化反应速度缓慢和反应不彻底性；特别地，本发明利用气相物质固有的热量在分馏塔中进行多种物质组分的一步分离，损去了现有公开技术对生物柴油的精馏、脱色、过滤、冷冻或分离的多个步骤，以致缩短了生产工艺流程，节约了设备投资，降低了生产成本；本发明属于连续化生产的工艺方法，有利于提高设备的单位产量，有利于提高工业化生产中的生物柴油的产量；本发明具备好的工业实用性；本发明还公开了固定床酯化反应所需催化剂。

主权项

1.一种采用固定床气相酯化反应合成生物柴油的方法，由以下步骤组成：(1).将室温状况下脱水除杂后的固体动植物油脂加热使其变成液体，或将室温状况下液体油脂与液体低碳醇(如甲醇)按照1∶1～8摩尔数比，用高压泵分别地将油脂和低碳醇经过无缝钢管泵入由无缝钢管间接换热而装配成的热交换器中，上述油脂与低碳醇原料在各自的换热器中受热后变成气相，并从换热器内排出；排出的低碳醇的气相温度控制在其沸点以上，而排出的油脂气相物的温床控制在350-400℃或其沸点以上；也可以用气相低碳醇(如气相甲醇)与受热后的其沸点以下的液态油脂接触，用气相低碳醇(如气相甲醇)去抽提或汽提液体油脂，使液态油脂变成气态油酯；(2).将(1)产生的油脂和低碳醇二种气相物同时引入管式固定床中，与固定床内的酯化催化剂(如ZQ型酯化催化剂)接触，发生气------固相的催化酯化反应，生成生物柴油(如脂肪酸甲酯)、甘油或水的气相混合物；酯化反应的压力控制在0.1-10MPa；(3).将(2)产生的气相混合物引入到分馏塔中，按各物质的沸点的差异在分馏塔中按常规方法进行常压条件下的分离，经冷凝器冷凝后分别得到如下物质：反应剩余的低碳醇(如甲醇、塔顶馏分物)、水(塔上中部馏分物)、生物柴油)和/或甘油(塔中部馏分物)，可依生物柴油和甘油的不互溶性和密度的不同而输入到另一容器中静置分层分离，并收集产品生物柴油，以及塔底部收集到未反应的高沸点油脂或高沸点的其它杂质；(4).将分馏塔顶回收的过剩的低碳醇(如甲醇)不断地用泵返回到低碳醇(如甲醇)原料罐中循环再利用；将分馏塔底部收集到的高沸点油脂用泵返回到油脂原料罐中循环再利用或进行除杂纯化后再利用。