專利名稱：一種制取生物柴油的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，具體地說是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)的廢棄物制取生 物柴油的一種配方及其制備方法。
技術(shù)背景在能源緊缺的當(dāng)今世界，生物柴油是目前世界上公認(rèn)的最具前途的可 再生的綠色能源，因此受到各界人士的重視。盡管生物柴油的制造方法有 所不同，但采用的原料均為菜籽油、棉籽油、花生油、玉米油、大豆油等 油料，其缺陷是與人爭(zhēng)食，甜高糧以及各種油果樹也存在爭(zhēng)奪耕地、原料 來源貧乏的問題，造價(jià)昂貴、成本高、投資大等諸多缺點(diǎn)，難以推廣應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)當(dāng)今世界研制生物柴油存在的諸多難題，發(fā)明了 一種利用廢棄物制取生物柴油的新方法，選用傳統(tǒng)的石化設(shè)備，采用可再 生的廢棄物為主要原材料，生產(chǎn)出廉價(jià)的生物柴油，達(dá)到緩解原油短缺的 社會(huì)問題。一種制取生物柴油的工藝方法，是由破碎、粉碎、浸漬、脫水、攪拌、 反應(yīng)、溶解、蒸餾、中和、調(diào)合各工序組成，其特征是1) 原料a) 農(nóng)業(yè)廢棄物玉米芯、稻殼、花生殼、秸稈；b) 林業(yè)采伐集材后的樹頭、樹杈、樹枝、灌木、被砸倒的樹木、落 葉，以及木屑、鋸末、樹皮、干果殼、核；上述原料一種，或者其混合物；2) 溶劑a) 首次運(yùn)行采用木質(zhì)雜酚油、松節(jié)油、廚房廢油、蓖麻油，選用其 中的一種，或者是它們的混合物；b) 連續(xù)運(yùn)行時(shí)采用二次蒸熘工序中，340-37(TC的餾分油，循環(huán)使用；3) 助劑四氫化萘；4) 組分重量(％)比農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物57-47 溶 齊U: 47-37助 齊'J: 6-55)工藝方法是將廢棄物進(jìn)行破碎，粒度S6cm;之后，轉(zhuǎn)入粉碎工序， 粒度^60目；接著轉(zhuǎn)入浸漬工序，將粉碎物料送至浸漬池，浸漬水含有 10-35%碳酸鈉溶液，經(jīng)8小時(shí)充分浸漬后，再經(jīng)離心機(jī)脫水，當(dāng)物料含水 率為14%時(shí)轉(zhuǎn)入攪拌工序，并把溶劑、助劑都加入到攪拌器內(nèi)，充分?jǐn)嚢?IO分鐘后，轉(zhuǎn)入反應(yīng)工序，反應(yīng)加熱310-360'C，壓力為12-17mpa，時(shí)間 為l-6小時(shí)，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到310-360"C時(shí)，即可降溫冷卻，反應(yīng)器內(nèi)壓力 降至常壓后，將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入溶解工序；進(jìn)入溶解工序的物料，應(yīng)加入丙 酮，丙酮加入量為物料重量百分比的20%，接著，轉(zhuǎn)入過濾工序，除去的 殘?jiān)祷財(cái)嚢韫ば?，循環(huán)利用，過濾液轉(zhuǎn)入蒸餾工序，蒸餾溫度S56.5"C前 餾分物為丙酮，返回溶解工序循環(huán)使用；液化油進(jìn)入中和工序，加入含量 98%硫酸，加入量0.2%進(jìn)行攪拌中和均勻后轉(zhuǎn)入二次蒸餾工序；二次蒸餾 應(yīng)加熱至370°C， 340-370。C餾分物返回溶劑加入工序循環(huán)使用，余渣為瀝 青；34(TC前純液化油進(jìn)入調(diào)合工序，加入重量百分比的0.5%硝酸戊酯，均 勻攪拌后，即生物柴油成品油。當(dāng)物料進(jìn)入密封的反應(yīng)器后應(yīng)充入氮?dú)?，?dāng)反應(yīng)壓力升高至2.2mpa后 停止充氮；過濾后的固體殘?jiān)祷財(cái)嚢韫ば蜓h(huán)利用；蒸餾溫度《6.5'C前 的餾分物丙酮，返回到丙酮儲(chǔ)罐與純丙酮摻混循環(huán)使用；將液化油進(jìn)行中 和，即加入按重量百分比計(jì)算的濃硫酸0.2%，硫酸濃度為98%，攪拌速度 控制在60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌均勻后進(jìn)入二次蒸餾工序；溫度在98'C前餾分物 為水和輕質(zhì)油混合物，應(yīng)單獨(dú)靜止放置，待油水分層時(shí)，采用油水分離器 分離出輕質(zhì)油與34(TC前餾分的純液化油摻混后， 一起轉(zhuǎn)入調(diào)合工序；二次 蒸餾余渣為瀝青。本發(fā)明產(chǎn)出的生物柴油的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國家0#柴油的各項(xiàng)技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)；所需破碎機(jī)、高性能粉碎機(jī)、油水分離機(jī)、反應(yīng)釜、分餾塔各種設(shè) 備，均采用石化行業(yè)的常用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和裝置，設(shè)備投資低，原料來源易得， 價(jià)格低廉，產(chǎn)品成本低，可以替代0#柴油使用。本發(fā)明的積極效果是采用農(nóng)、林業(yè)廢棄物為主要原材料生產(chǎn)的生物柴 油，原料易得，收率可達(dá)20-25°/。，產(chǎn)品價(jià)格便宜；所需設(shè)備均為傳統(tǒng)的標(biāo) 準(zhǔn)型石化設(shè)備，建廠投資大幅度降低，建廠周期短，投產(chǎn)快，可在短期內(nèi) 取得經(jīng)濟(jì)效益，有利于緩解燃油緊張現(xiàn)狀；經(jīng)農(nóng)用柴油機(jī)使用，尾氣排放 明顯低于柴油機(jī)使用0#柴油的尾氣排放，有利于環(huán)境保護(hù)。


圖1為本發(fā)明的工藝方法流程圖。
具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容，結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述如下。實(shí)施例1制取生物柴油。首先備足各種物料，按本發(fā)明提供的組份重量(％)比，即農(nóng)、林業(yè)廢棄物57，溶劑37，助劑6，稱量所需各種物料，廢棄物采用花 生殼，或者鋸末57kg，花生殼首先進(jìn)行破碎，粒度為《cm，轉(zhuǎn)入高性能粉碎 機(jī)粉碎，粒度S60目，或者采用鋸末為原料，可不經(jīng)破碎工序，直接進(jìn)入粉碎 工序，接著轉(zhuǎn)入浸漬工序，將粉碎后物料送至浸漬池，浸漬水含有10%碳酸 鈉溶液，經(jīng)8小時(shí)充分浸漬后，再經(jīng)離心機(jī)脫水，當(dāng)物料含水率為14%時(shí)， 轉(zhuǎn)入攪拌工序；設(shè)備首次運(yùn)行，溶劑、助劑按配方重量(％)比，溶劑木質(zhì)雜 酚油37kg，助劑四氫化萘6kg，投入到攪拌器中，使物料充分?jǐn)嚢?0分鐘， 之后，用泵輸入到反應(yīng)釜內(nèi)，在密封條件下充入氮?dú)猓狗磻?yīng)器中壓力升高 至2.2mpa后，停止充氣，反應(yīng)加熱至36(TC時(shí)，隨即降溫冷卻，反應(yīng)器內(nèi)壓 力降至常壓后，將反應(yīng)物料放入溶解罐內(nèi)；對(duì)轉(zhuǎn)入溶解工序的物料，加入有 機(jī)溶劑丙酮進(jìn)行充分?jǐn)嚢枞芙?，丙酮加入量為反?yīng)物料重量(％)比的20%; 溶解后轉(zhuǎn)入過濾工序，除去的殘?jiān)祷財(cái)嚢韫ば?，循環(huán)利用，蒸餾溫度S56.5 t:前餾分的有機(jī)溶劑丙酮循環(huán)再利用；剩余物為液化油；轉(zhuǎn)入中和工序，加 入98%的濃硫酸按重量(％)比0.2%，攪拌速度控制在60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌均 勻后進(jìn)入二次蒸餾工序；二次蒸餾加熱至37(TC， 98。C前的餾分物為輕質(zhì)油和 水的混合物，單獨(dú)靜止放置，油水分層后，采用油水分離器進(jìn)行分離，輕質(zhì) 油與340-98"C中間餾分液化油摻混進(jìn)入調(diào)合工序，340-37(TC餾分物作溶劑循 環(huán)使用，蒸餾的余渣為瀝青；34(TC前液化油與98'C前的輕質(zhì)油進(jìn)入調(diào)合工序 后，加入重量比的0.5%硝酸戊酯，均勻攪拌后，即生產(chǎn)出成品生物柴油。本發(fā)明制備的生物柴油，經(jīng)國家權(quán)威油品檢測(cè)部門分析檢測(cè)，各項(xiàng)技 術(shù)指標(biāo)均符合零號(hào)柴油國家標(biāo)準(zhǔn)；在農(nóng)用柴油車試驗(yàn)過程中，各項(xiàng)技術(shù)指 標(biāo)均達(dá)到用戶要求標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2備齊所需原材料制取生物柴油。依據(jù)本發(fā)明提供的組份重量(％)比， 農(nóng)、林業(yè)廢棄物55，溶劑39，助劑6，稱量各種物料。采用廢棄物玉米芯 或木屑55kg，溶劑采用廚房廢油39kg，工藝連續(xù)運(yùn)行，可循環(huán)使用，助劑 為四氫化萘6kg，農(nóng)、林業(yè)廢棄物玉米芯或木屑，首先進(jìn)行破碎，粒度為《 6cm，進(jìn)入高性能粉碎機(jī)粉碎，粒度《60目，然后進(jìn)行浸漬工序，浸漬水 含有17%碳酸鈉溶液，經(jīng)8小時(shí)浸漬后，再經(jīng)離心機(jī)脫水，當(dāng)物料含水率 為14%時(shí)，和溶劑、助劑分別投入到攪拌罐中，攪拌10分鐘后輸入反應(yīng)器 內(nèi)，充入氮?dú)猓狗磻?yīng)壓力升至2.2mpa后停止充氣，反應(yīng)加熱35(TC，反 應(yīng)壓力16mpa，時(shí)間5小時(shí)。當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到35(TC時(shí)，立即降溫冷卻，反 應(yīng)器內(nèi)壓力降至常壓后，將反應(yīng)物料加入溶解罐，其它各工序及技術(shù)條件與實(shí)施例1相同，本工藝方法同樣可以生產(chǎn)出生物柴油成品。
實(shí)施例3
依據(jù)本發(fā)明提供的組份重量(％)比，備齊各種物料生產(chǎn)生物柴油。農(nóng)、林業(yè)廢棄物53kg，溶劑為蓖麻油41kg，助劑為四氫化萘6kg，農(nóng)、林業(yè)廢 棄物稻殼或樹皮按要求破碎，粉碎后進(jìn)入浸漬池，浸漬水含有20%碳酸鈉 溶液，當(dāng)物料浸漬、攪拌后轉(zhuǎn)入反應(yīng)工序，反應(yīng)加熱340°C，反應(yīng)壓力15mpa， 時(shí)間4小時(shí)，其它工序及技術(shù)條件與實(shí)施例1相同，同樣可生產(chǎn)出合格生 物柴油。
實(shí)施例4
依據(jù)本發(fā)明提供的組份重量(％)比，備齊各種物料，制取生物柴油。 農(nóng)、林業(yè)廢棄物秸稈或樹枝或樹頭51kg，溶劑為松節(jié)油43kg，助劑為四氫 化萘6kg。農(nóng)、林業(yè)廢棄物破碎、粉碎后浸漬時(shí)，浸漬水含有25%碳酸鈉溶 液，進(jìn)入反應(yīng)工序后，反應(yīng)加熱330'C，反應(yīng)壓力14mpa，反應(yīng)時(shí)間為3小 時(shí)，其它工序及技術(shù)條件與實(shí)施例l相同，同樣可以生產(chǎn)出合格生物柴油。
實(shí)施例5 '
依據(jù)本發(fā)明提供的組份重量(％)比，備齊各種物料，制取生物柴油。 農(nóng)、林業(yè)廢棄物農(nóng)業(yè)玉米秸稈、高梁秸稈各25kg，共計(jì)50kg，或被砸倒的 樹木、葉各25kg，共計(jì)50kg，溶劑廚房廢油11.25kg，松節(jié)油11.25kg，蓖 麻油11.25kg，木質(zhì)雜酚油11.25kg，共計(jì)45kg，助劑四氫化萘5kg。當(dāng)廢 棄物經(jīng)破碎、粉碎進(jìn)入浸漬池時(shí)，浸漬水含有30%碳酸鈉溶液，進(jìn)入反應(yīng) 工序時(shí)，反應(yīng)加熱320"C，反應(yīng)壓力13mpa，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，其它工序及 技術(shù)條件與實(shí)施例l相同，同樣可生產(chǎn)出合格生物柴油。實(shí)施例6依據(jù)本發(fā)明提供的組份重量(°/。)比，備齊各種物料，制取生物柴油。 農(nóng)、林業(yè)廢棄物玉米芯4.7kg，稻殼4.7kg，花生殼4.7kg，農(nóng)作物秸稈4.7kg， 干果殼、核4.7kg，樹枝、樹杈、樹頭4.7kg，灌木被砸倒樹木、葉4.7kg， 木屑4.7kg，鋸末4.7kg，樹皮4.7kg，各種混合物料共計(jì)47kg，溶劑為二次 蒸餾340-370'C餾分油47kg，助劑為四氫化萘6kg，浸漬水含有35%碳酸鈉 溶液，反應(yīng)溫度310。C，反應(yīng)壓力12mpa，、反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，其它工序及技 術(shù)條件與實(shí)施例1相同，同樣可生產(chǎn)出合格生物柴油。實(shí)踐證明，本發(fā)明原材料來源豐富，易得，價(jià)格低廉；所需設(shè)備均為 標(biāo)準(zhǔn)石化設(shè)備，造價(jià)低，設(shè)備投資少；產(chǎn)品在農(nóng)用車上試用，起動(dòng)、運(yùn)行、 負(fù)載、爬坡，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國家0#柴油使用功能，尤其是尾氣排放 明顯好于0#柴油的尾氣排放，有利于環(huán)境保護(hù)，市場(chǎng)前景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種制取生物柴油的工藝方法，是由破碎、粉碎、浸漬、脫水、攪拌、反應(yīng)、溶解、蒸餾、中和、調(diào)合各工序組成，其特征是1)原料a)農(nóng)業(yè)廢棄物玉米芯、稻殼、花生殼、秸稈；b)林業(yè)采伐集材后的樹頭、樹杈、樹枝、灌木、被砸倒的樹木、落葉，以及木屑、鋸末、樹皮、干果殼、核；上述原料一種，或者其混合物；2)溶劑a)首次運(yùn)行采用木質(zhì)雜酚油、松節(jié)油、廚房廢油、蓖麻油，選用其中的一種，或者是它們的混合物；b)連續(xù)運(yùn)行時(shí)采用二次蒸餾工序中，340-370℃的餾分油，循環(huán)使用；3)助劑四氫化萘；4)組分重量(％)比農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物57-47溶劑47-37助劑6-55)工藝方法是將廢棄物進(jìn)行破碎，粒度≤6cm；之后，轉(zhuǎn)入粉碎工序，粒度≤60目；接著轉(zhuǎn)入浸漬工序，將粉碎物料送至浸漬池，浸漬水含有10-35％碳酸鈉溶液，經(jīng)8小時(shí)充分浸漬后，再經(jīng)離心機(jī)脫水，當(dāng)物料含水率為14％時(shí)轉(zhuǎn)入攪拌工序，并把溶劑、助劑都加入到攪拌器內(nèi)，充分?jǐn)嚢?0分鐘后，轉(zhuǎn)入反應(yīng)工序，反應(yīng)加熱310-360℃，壓力為12-17mpa，時(shí)間為1-6小時(shí)，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到310-360℃時(shí)，即可降溫冷卻，反應(yīng)器內(nèi)壓力降至常壓后，將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入溶解工序；進(jìn)入溶解工序的物料，應(yīng)加入丙酮，丙酮加入量為物料重量百分比的20％，接著，轉(zhuǎn)入過濾工序，除去的殘?jiān)祷財(cái)嚢韫ば?，循環(huán)利用，過濾液轉(zhuǎn)入蒸餾工序，蒸餾溫度≤56.5℃前餾分物為丙酮，返回溶解工序循環(huán)使用；液化油進(jìn)入中和工序，進(jìn)行攪拌中和均勻后轉(zhuǎn)入二次蒸餾工序；二次蒸餾應(yīng)加熱至370℃，340-370℃餾分物返回溶劑加入工序循環(huán)使用，余渣為瀝青，340℃前純液化油進(jìn)入調(diào)合工序，加入重量百分比的0.5％硝酸戊酯，均勻攪拌后，即生物柴油成品油。
2. 按照權(quán)利要求l所述的一種制取生物柴油的工藝方法，其特征是當(dāng) 物料進(jìn)入密封的反應(yīng)器后應(yīng)充入氮?dú)?，?dāng)反應(yīng)壓力升高至2.2mpa后停止充
3. 按照權(quán)利要求l所述的一種制取生物柴油的工藝方法，其特征是將 液化油進(jìn)入中和工序，應(yīng)加入按重量百分比計(jì)算的濃硫酸0.2%，硫酸濃度為98%，攪拌速度控制在60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌均勻后進(jìn)入二次蒸餾工序。
4. 按照權(quán)利要求l所述的一種制取生物柴油的工藝方法，其特征是溫 度在98。C前餾分物為水和輕質(zhì)油混合物，應(yīng)單獨(dú)靜止放置，待油水分層時(shí)， 采用油水分離器分離出輕質(zhì)油與34(TC前餾分的純液化油摻混后， 一起轉(zhuǎn)入 調(diào)合工序；二次蒸餾余渣為瀝青。
全文摘要
本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域。針對(duì)生物柴油研究存在諸多缺陷，發(fā)明了一種制取生物柴油的新方法。它是由破碎、粉碎、浸漬、反應(yīng)、溶解、蒸餾、中和、二次蒸餾各工序組成，其特征是組份重量(％)比是農(nóng)、林業(yè)廢棄物57-47，溶劑37-47，助劑5-7，廢棄物是玉米芯、稻殼、花生殼以及農(nóng)作物秸稈和樹枝、杈、樹頭、灌木被砸倒的樹木、葉，以及加工的木屑、鋸末、樹皮，其中一種或多種混合物；溶劑為二次蒸餾過程中340-370℃的餾分物，工藝首次運(yùn)行可用木質(zhì)雜酚油、松節(jié)油、廚房廢油、蓖麻油，其中一種或多種混合油；助劑為四氫化萘；廢棄物在含有10-35％碳酸納溶液的浸漬池內(nèi)，經(jīng)8小時(shí)浸漬后，脫水，轉(zhuǎn)入反應(yīng)、溶解、蒸餾、調(diào)合等各道工序后，即可制得生物柴油成品。在農(nóng)用車上進(jìn)行路面試用，效果良好，頗受用戶歡迎。
文檔編號(hào)C10G1/00GK101215473SQ20081001015
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者任春山 申請(qǐng)人:任春山