地溝油制備生物柴油在節(jié)能減排方面有何效益

【專家解說(shuō)】：、“地溝油”制生物柴油工藝簡(jiǎn)介 1、反應(yīng)原理 利用甲醇或乙醇等醇類物質(zhì)與地溝油中的主要成分甘油三酸酯發(fā)生酯交換反應(yīng)，利用甲 (乙)氧基取代長(zhǎng)鏈脂肪酸上的甘油基，將甘油三酸酯斷裂為三個(gè)長(zhǎng)鏈脂肪酸甲(乙)酯，酸化油中脂肪酸的分子式可表示為ROOH，其中R的含義為含16、18或20個(gè)碳的直鏈烷烴，通常R還含有1到2個(gè)雙鍵，酸化油加工生物柴油的反應(yīng)方程式為： 由脂肪酸到生物柴油的反應(yīng)式為： RCOOH + CH3OH = RCOOCH3 + H2O 由甘油三酯到生物柴油的反應(yīng)式為： C3H5(RCOO)3 + 3CH3OH = RCOOCH3 + C3H5(OH)3 2、工藝過(guò)程 生產(chǎn)生物柴油的普遍方法化學(xué)法生產(chǎn)：植物和動(dòng)物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇在催化劑的作用下，進(jìn)行酯化反應(yīng)生成脂肪酸酯生物柴油。該項(xiàng)目以廢油脂（或地溝油）和甲醇為原料，利用自主研發(fā)的一次性復(fù)合催化劑生產(chǎn)生物柴油。生產(chǎn)工藝分四步進(jìn)行：預(yù)處理、酯化、甘油精制、生物柴油精餾。（1）預(yù)處理 將廢棄油脂加入到脫油罐中，通入加90～95℃熱水，并不斷攪拌，使油脂中的磷脂等溶解在水中形成分液層。磷脂和水的混合物由罐底排出，作為副產(chǎn)品皂腳。脫膠油后的油脂通過(guò)凹凸棒土吸附，去除色素以及惡臭雜質(zhì)。棒土每10天更換一次，更換下來(lái)的棒土經(jīng)過(guò)擠壓釋放出濾帶的油脂，油脂送到脫油罐再次使用。棒土作為廢棄物。 脫色后經(jīng)過(guò)加熱去除原料中水分，然后用泵打入脫酸罐，升溫分離出游離酸。最后經(jīng)過(guò)過(guò)率去除植物蠟，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油。 預(yù)處理過(guò)程中，產(chǎn)生的磷脂、游離酸以及植物蠟等作為副產(chǎn)品皂腳出售。 （2）酯化反應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)原料油與甲醇經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后再與催化劑混合，然后進(jìn)入合成反應(yīng)器?；旌衔锪显诜磻?yīng)器內(nèi)經(jīng)加熱盤管通蒸汽加熱并控制反應(yīng)壓力（正壓），在甲醇大量回流，攪拌器充分?jǐn)嚢杌旌系沫h(huán)境下，反應(yīng)時(shí)間控制3.5-4h。經(jīng)化驗(yàn)分析合格后，結(jié)束合成反應(yīng)，向盤管內(nèi)注入循環(huán)冷水，迅速冷卻并停止攪拌。 酯化反應(yīng)主要是動(dòng)植物酸與甲醇反應(yīng)生成甲酯和水；甘油酯中丙三醇被甲醇取代，生成低碳鏈甲酯和甘油。 反應(yīng)混合物沉降分為甘油相和甲酯相，經(jīng)離心機(jī)分離。甘油相（粗甘油、水、堿）去堿液分離罐；粗柴油到高位粗柴油中間罐。 （3）柴油精餾 粗柴油由柴油中間罐自流（自動(dòng)液位控制）到柴油水洗塔（塔頂壓力0.1MPa、溫度45℃），被來(lái)自中和塔飽和鹽水充分洗滌?；旌弦鹤粤鞯讲裼头忠汗?，上層精制柴油干燥后經(jīng)泵打至精餾系統(tǒng)，下層富含甲醇、堿液的飽和鹽水的混合液經(jīng)泵送至甲醇精餾塔。 精餾系統(tǒng)由減壓分子精餾塔1、減壓分子精餾塔2和精餾塔3組成。精制柴油首先進(jìn)入減壓分子精餾塔1，塔頂壓力保持低0.001MPa，控制溫度，在大回流比（15:1）情況下，塔頂餾出富含維生素E 和胡蘿卜素的柴油進(jìn)入減壓分子精餾塔2（占進(jìn)料30%左右）；塔底餾出富含植物瀝青的柴油進(jìn)入柴油精餾塔3（塔頂壓力0.002MPa，溫度80℃）進(jìn)一步精餾，分離出生物柴油，直接出裝置至罐區(qū)。 減壓分子精餾塔2 進(jìn)一步將富含維生素E 和胡蘿卜素的柴油在大回流比30:1 情況下提純。塔底分離的生物柴油至罐區(qū)；塔頂餾出高含維生素E 和胡蘿卜素的柴油進(jìn)入塔3 精餾，塔3分離出的柴油裝罐。 精餾過(guò)程中在減壓分子精餾塔3和柴油精餾塔產(chǎn)生精餾殘液，作為副產(chǎn)品皂腳外售。 經(jīng)甲醇精餾塔精餾后的甲醇循環(huán)使用，甲醇精餾塔塔底液經(jīng)泵至中和塔（塔頂壓力0.1MPa，溫度45℃）。 （4）甘油精制 粗甘油及生成水進(jìn)入堿液分離罐分離后，再經(jīng)過(guò)干燥后得到甘油產(chǎn)品。堿液分離罐分離的堿液多次循環(huán)使用后與甲醇精餾塔塔底液一起打入中和塔。中和塔混合液經(jīng)過(guò)H2SO4 中和后部分循環(huán)使用，多余部分回用于原料油預(yù)處理——水化脫膠油工序。 3、廢水、廢渣和過(guò)量原料及副產(chǎn)物等的處理 （1）廢水 廢水→ 沉降 → 過(guò)濾 → 脫色、絮凝、中和 → 過(guò)濾 排放 ← 生化處理 ← 爆氣 廢渣 （另外處理） （2）廢渣 廢渣 → 發(fā)酵 → 混合 → 有機(jī)復(fù)合肥 （3）副產(chǎn)品 反應(yīng)混合物 →分離→ 副產(chǎn)物 → 蒸餾、分離 → 再分離→粗甲酯（重油替代品） 生物柴油 甲醇（回收再利用） 粗甘油（純度90%） 經(jīng)濟(jì)效益估算