发明名称 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。
申请公布号 CN102888282B 申请公布日期 2014.04.02
申请号 CN201210179568.5 申请日期 2012.06.02
申请人 北京化工大学 发明人 谭天伟;云慧敏;王萌;聂开立
分类号 C12P7/64(2006.01)I;C11C3/00(2006.01)I;C11C1/08(2006.01)I;C11C1/10(2006.01)I;C10L1/02(2006.01)I 主分类号 C12P7/64(2006.01)I
代理机构 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人 刘萍
主权项 低能耗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1 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℃; 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S‑1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;闪蒸器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塔釜底物流进入换热器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S‑1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R‑2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S‑1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R‑2中; e)从闪蒸器F‑3塔底出来的物流经过换热器E‑6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;甲酯纯化精馏塔D‑1塔底物流进入换热器E‑7中,作为热物流进行换热。
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