[发明专利]低能耗生产生物柴油的工艺

摘要

本发明涉及一种低能耗生产生物柴油的工艺。其中包括：a)脂肪酶催化酯化转酯化过程；b)脱酸反应过程；c)中和反应过程；d)甲醇回收系统；e)甘油提纯；f)甲酯纯化几个过程。本发明通过换热网络实现低能耗生产，并最大限度回收低碳醇。是一种低能耗高效率的生物柴油生产新工艺。

主权项

低能耗高生产生物柴油的方法，其特征在于包括以下三个方案之一：方案1a)酶催化反应阶段：原料油加入酶催化反应器R‑1，加入原料油重量0.1%‑10%wt的脂肪酶催化剂，加入原料油重量0%‑25%wt的水；之后加入醇油摩尔比1‑3.5:1的短链醇；反应共进行10‑40小时，反应过程温度为35℃‑65℃；酶催化反应后的物料由泵打入换热器E‑1，将物流加热到60℃‑120℃，之后进入闪蒸器F‑1脱水脱甲醇；闪蒸器F‑1釜底物流用泵打入离心机S‑1；顶部物流进入储器Tank；离心机将物流中的甘油提纯出来；b)脱酸反应过程：从离心机S‑1出来的物流进入脱酸反应器R‑2，同时加入醇油比为5‑20:1的短链醇和质量为原料油质量0.5%‑5%的固体酸；脱酸反应条件为60‑90℃，反应时间为2‑6小时；脱酸反应器R‑2出来的物流经过换热器E‑2，将物流加热到60℃‑120℃，之后进入闪蒸器F‑2脱水脱甲醇；F‑2塔顶物流被分流器Split分为两股物流；其中一股物流流率刚好等同于酶催化反应过程所需醇的量；剩余部分打入到储罐Tank中，待后续纯化；c)中和反应过程：闪蒸器F‑2釜底物流泵入中和反应器中，同时加入能够完全中和中和反应器物流的碳酸钠；中和反应条件为30‑70℃，反应时间为2‑3小时；反应完成后泵入离心机S‑2，去除甘油；之后泵入换热器E‑3,将物流加热到80℃‑105℃；之后将物流泵入闪蒸器F‑3中，脱除甘油和水；d)闪蒸器F‑3塔顶物流进入储器Tank；储器Tank中的物流经过换热器E‑5预热到70℃‑120℃；之后进入醇精制精馏塔D‑2，将低碳醇提纯到99%后回用到脱酸反应器R‑2；e)闪蒸器F‑3塔釜物流进入换热器E‑4,将物流加热到150℃‑250℃；之后泵入到甲酯纯化精馏塔D‑1； D‑1塔顶物流先后经过换热器E‑4、E‑5、E‑2、E‑3、E‑1作为热物流进行换热；方案2其特征在于包括以下步骤：a)酶催化反应阶段：原料油加入酶催化反应器R‑1，加入原料油重量0.1%‑10%wt的脂肪酶催化剂，加入原料油重量0%‑25%wt的水；之后加入醇油摩尔比1‑3.5:1的短链醇；反应共进行10‑40小时，反应过程温度为35℃‑65℃；从酶催化反应器出来的物流进入换热器E‑1，将物流加热到50℃‑80℃；之后通过分流器Split‑1将物流分为流量比为13‑22:1的两股物流E2‑cin和E3‑Cin；这两股物流分别进入换热器E‑2和E‑3，分别预热到80℃‑100℃； 之后于Mix‑1中混合，混合后进入闪蒸器F‑1；闪蒸器F‑1釜底物流用泵打入离心机S‑1；顶部物流进入储器Tank；离心机将物流中的甘油提纯出来；b)脱酸反应过程：从离心机S‑1出来的物流进入脱酸反应器R‑2，同时加入醇油比为5‑20:1的短链醇和质量为原料油质量0.5%‑5%的固体酸；脱酸反应条件为60‑90℃，反应时间为2‑6小时；从脱酸反应器R‑2中出来的物流进入换热器E‑4；之后进入换热器E‑5，最终将物流预热到80℃‑110℃最后进入闪蒸器F‑2； F‑2塔顶物流被分流器Split‑2分为两股物流；其中一股物流E5‑Hin, E5‑Hin先后经过E‑5、E‑7、E‑1换热，最后进入酶催化反应器R‑1中；其流率刚好等同于酶催化反应过程所需醇的量；剩余部分打入到储罐Tank中，待后续纯化；c)中和反应过程：闪蒸器F‑2釜底物流泵入中和反应器中，同时加入能够完全中和中和反应器物流的碳酸钠；中和反应条件为30‑70℃，反应时间为2‑3小时；反应完成后泵入离心机S‑2，去除甘油；从离心机S‑2出来的物流进入换热器E‑6，之后进入换热器E‑7，最终将物流预热物流至80℃‑100℃；之后将物流泵入闪蒸器F‑3中；d)闪蒸器F‑3塔顶物流进入到储罐Tank中；Tank中的醇打入到醇精制精馏塔中；将醇精制到98.5%‑99.5%；之后回用到脱酸反应罐中；e)从闪蒸器F‑3塔底出来的物流经过换热器E‑8将物流预热至150℃‑250℃；之后泵入到甲酯纯化精馏塔D‑1，将甲酯精制到纯度为98.5%‑99%；D‑1塔顶物流通过分流器Split‑3分为质量流量比为3‑4:1的两股物流E4‑hin和E8‑hin；两股物流分别通过换热器E‑4与E‑8进行换热，换热后混合成一股物流E2‑Hin，进入换热器E‑2进行换热；方案3其特征在于包括以下步骤：a)酶催化反应阶段：原料油加入酶催化反应器R‑1，加入原料油重量0.1%‑10%wt的脂肪酶催化剂，加入原料油重量0%‑25%wt的水；之后加入醇油摩尔比1‑3.5:1的短链醇；反应共进行10‑40小时，反应过程温度为35‑65℃；从酶催化反应器R‑1出来的物流进入换热器E‑1，将物流加热到70℃‑100℃；之后进入闪蒸器F‑1中；闪蒸器F‑1釜底物流用泵打入离心机S‑1；顶部物流进入储器Tank；离心机将物流中的甘油提纯出来；b)脱酸反应过程：从离心机S‑1出来的物流进入脱酸反应器R‑2，同时加入醇油比为5‑20:1的短链醇和质量为原料油质量0.5%‑5%的固体酸；脱酸反应条件为60‑90℃，反应时间为2‑6小时；从脱酸反应器R‑2中出来的物流先后进入换热器E‑2和E‑3，将物流加热到80℃‑110℃；后进入闪蒸器F‑2中；F‑2塔顶物流被分流器Split分为两股物流；其中一股物流E3‑Hin, E3‑Hin先后经过换热器E‑3、E‑5换热，之后回用到酶催化反应器R‑1中；其流率刚好等同于酶催化反应过程所需醇的量；剩余部分打入到储罐Tank中，待后续纯化；c)中和反应过程：闪蒸器F‑2釜底物流泵入中和反应器中，同时加入能够完全中和中和反应器物流的碳酸钠；中和反应条件为30‑70℃，反应时间为2‑3小时；反应完成后泵入离心机S‑2，去除甘油；从离心机S‑2中出来的物流先后进入换热器E‑4和E‑5进行换热；先后将温度预热到50℃‑70℃和80℃‑90℃；之后将物流泵入闪蒸器F‑3中；d)闪蒸器F‑3塔顶物流进入到储罐Tank中；Tank中的醇打入到换热器E‑7中，预热到160℃‑250℃，之后进入醇精制精馏塔中；将醇精制到98.5%‑99.5%；之后回用到脱酸反应罐中；e)从闪蒸器F‑3塔底出来的物流经过换热器E‑8将物流预热至180℃‑250℃；之后泵入到甲酯纯化精馏塔D‑1，将甲酯精制到纯度为98.5%‑99%；甲酯纯化精馏塔塔顶物流通过分流器Split‑2分为两股物流E4‑Hin和E6‑Hin；两股物流质量流量比为3‑4:1；E4‑Hin和E6‑Hin分别经过换热器E‑4和E‑6进行换热；之后混合为物流E2‑Hin；先后通过换热器E‑2和E‑1，作为热物流与冷物流进行换热；D‑1塔底物流进入换热器E‑7中，作为热物流进行换热。