2016-08-25 16:37 来源: 作者:
1.电动机;2.稀酸滴加装置;3.酸化釜4.叶轮;5.搅拌器固定架;6.加热盘管7排放口阀门在直径2m,容量6t的酸化纯化釜中加入4t植物油油泥,在加热盘管中通入蒸汽对原料加热,原料呈流动态后,开动电动搅拌器,对原料进行搅拌,同时开启稀硫酸滴加装置,先快后慢地加入稀释成10%的工业硫酸,20min内使反应物pH=45,控制稀硫酸滴加速度,维持pH=45,继续加热,保持反应温度7080°C,反应1h后停止加热,向加热盘管内通入冷水,对体系降温,冷却后静置1h,使其充分分层后,打开排放口阀门,将下层含杂质的酸性溶液排入沉淀池中,又打开阀门,慢慢将中间层放入另一池中,以回收其中所含的少量油脂和脂肪酸,如釜中产物颜色过深,可依上法用稀硫酸再次酸化。然后在酸化纯化釜中加入清水150200kg,边加边搅拌,5min内加完,再继续搅拌20min,静置1h,将下层水层排入沉淀池,依上法继续加水洗涤1次,得酸化油约1.5t.酸化油(高酸值油脂)收率一般为1.2油脂甲酯化生产生物柴油以高酸值油脂、潲水油、鱼油、牛油及其他廉价植物油为原料,甲醇为甲酯化(酯交换)试剂,在超临界状态下,可酯交换制取生物柴油。
首先将反应器预热至350°C以上,调节压力大于15MPa,用泵进料,控制醇油比20:1,反应过程中,维持压力15MPa,温度350360C,反应30min后,静置30min,分相,甘油相位于下层,经蒸甲醇及精制,可得甘油;甲酯相位于上层,经蒸甲醇、真空精馏及水洗、干燥,可得生物柴油,转化率达95%以上。
1.3热裂化生产燃料油1.3.1热裂化工艺流程高酸值油脂、潲水油、鱼油、牛油及其他廉价植物油热裂化工艺流程见。
热裂化工艺原理流程。3.2热裂化生产汽油、柴油工艺首先,将初步换热升温的油脂及酸化油或其混合物(总称原料油),泵入分馏塔底部,与高温的反应产物换热,并使一小部分原料油进入低温闪蒸塔用于冷回流。再将在分馏塔内预热到340C左右的原料油与循环原料油一起从分馏塔底用泵抽出,送入加热炉内,将其加热至500C左右,而发生热裂化反应。出炉后的原料油顺流进入反应塔,反应塔内温度一般控制在500C左右,压力为20kg/cm2,停留一段时间,使其继续反应,以便增加裂化深度。出来的反应产物经减压后用急冷油降温至430C,中止裂化及缩合反应,然后,送入高压闪蒸塔,维持压力710kg/cm2,进行闪蒸,塔底液态油料再进入低压闪蒸塔,在2kg/cm2及370C的条件下再次进行闪蒸,蒸出残油中的轻馏分油,从闪蒸塔蒸出的裂化油进入分馏塔后,在7kg/cm2左右的压力下进行分馏。塔顶出来的产物经吸收一稳定后出装置,得裂化气和粗汽油,分馏塔中部抽出轻柴油,部分未裂化的原料油和循环油与换热后的新原料油一起从分馏塔底部抽出,送入加热炉和反应塔进行裂化。
1.3.3最简单的裂化装置和裂化工艺减粘裂化为浅度热裂化,酸化油及油脂闪点高,粘度偏大,燃烧值偏低,须经减粘裂化和脱羧后方可作为燃料油。笔者2000年设计制作的一套酸化油、油脂减粘裂化生产燃料油的简化生产装置,经投产使用,基本满足设计要求。该装置是将热裂后的产品用冷凝管直接冷凝生产燃料油,其工艺如下:将从冷凝管内作为冷凝介质而换热后的酸化油和油脂的混合原料油以及沸点在340C以上的液态产物及未裂化的原料一起用泵注入加热裂解炉,加热至500520C,使之气化并反应,为避免炉管内结焦,向原料油内加入1%1.5%的水份。反应产物从加热裂解炉出来后,在反应塔内停留一段时间,直接用冷凝管冷凝成液态,在这里主冷凝管分为4级,(以冷凝管长度及冷凝介质油流速)控制第一级冷凝管的冷凝温度为340C左右,将在第一级冷凝管内冷凝成液态的产物用受器接受后,与冷凝管内作为冷凝介质换热后的新鲜原料一起用泵打入加热裂解炉中继续反应。经第一级冷凝管冷凝后剩下的340C以下的气态产物,再经第二至第四级冷凝管冷凝成室温的液态产物和气态产物。
1.4催化裂化生产汽油和柴油当酸化油及非食用低值植物油年产量或年收购量可达十万t以上时,可考虑采用催化裂化及催化重整、催化加氢等精加工生产柴油、汽油。其生产设备可借鉴石油炼制工程中所使用的石油炼制设备,如采用提升管反应器与再生器高低并列式的催化裂化装置。催化裂化的催化剂则可采用分子筛(结晶型硅铝酸盐)催化剂。其产品裂化气、粗汽油、粗柴油的精制也可借鉴石油炼制工程设备及炼制工艺,进行连续化生产。
2结果与讨论2.1酸化油和重油勾兑燃烧油柴油后的残余物,其主要成分是16碳以上的烷烃和环烷烃,凝固点约50C,它可作为催化裂化原料及窑炉和锅炉的燃料,但因其在常温下为凝固体或粘稠液体,使用前须用高温蒸汽将其熔化减粘,方能使用,又因加热温度较低时,粘度大,喷雾时雾化程度不好,影响火焰温度,使用效果不理想。笔者以60%65%的石油常压重油、3%4%的汽油、5%6%的煤油、30%35%的酸化油或油脂加入0.3%的石油减粘剂,进行勾兑,勾兑产品在室温下流动性较好,喷雾时雾化程度较高,在室温下可直接供窑炉、锅炉使用。该勾兑燃料油经多个瓷砖厂、发电厂、日化厂等工厂的窑炉、锅炉使用,效果满意,反映良好。
2.2热裂化产物原料经热裂化后,分馏得到的粗汽油,经检测,其闪点、沸程、运动粘度和燃烧值等各项指标符合2号燃料油标准,虽然其辛烷值尚可,但其稳定性较差,经精加工如叠合和异构化等后,可作为汽油机燃料。分馏后得到的裂化气中含有脂肪酸脱羧后形成的C2,可用石灰水等碱性溶液洗去,纯化后裂化气的主要成分为C4以下的烃类和氢气,加压下C4左右的烃类可液化,液化产品可作为液化气炉灶和燃气热水器使用的液化气。获得的粗汽油和裂化气还可作为烃-蒸汽镍催化转化生产氢气的原料。氢虽然是一种二次能源,但也是一种环保型能源,是氢燃料电池的燃料,在金属有机化合物用于光解水生产氢和生物制氢未实现产业化以前,烃-蒸汽催化转化生产氢是一种较好的制氢方法。而这种粗汽油和裂化气是烃-蒸汽催化转化制氢的较好的原料。
2.3油脂甲酯化生产的生物柴油品质高酸值油脂、潲水油、鱼油、牛油及其他廉价植物油甲酯化制取的生物柴油在9585kPa的真空度下,沸程为170210°C,各项指标达到美国同类产品标准,与我国0柴油性能指标相当。2.4生物柴油的其他生产方法在酸或碱催化下,油脂甲酯化生产生物柴油的反应可在微沸状态和常压下进行,但反应速度较慢,需数小时方能完成。据报道,在大于15MPa压力和400C的温度下,适当增加醇油比,酯交换反应可在24min内完成,并达到95%以上的转化率。
3结论以植物油油泥为原料,用稀硫酸酸化及洗涤纯化生产高酸值油脂,减少了油泥对环境产生的污染。以酸化油及廉价非食用植物油生产汽油、柴油等燃料油,开拓了油脂的应用范围。以可再生能源代替化石能源,减轻了人类对化石能源的依赖,对于缓解能源紧张局势具有重大意义。并且提高了油脂的附加值,具有较好的社会效益、经济效益和环境效益。
作者:佚名 来源:中国润滑油网