一种液酶法制生物柴油的工艺流程
阅读说明：本技术 一种液酶法制生物柴油的工艺流程 (Process flow for preparing biodiesel by liquid enzyme method ) 是由 邓晓 张建伟 武攀登 马嵩 苏跃华 陈建湘 杨友强 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种液酶法制生物柴油的工艺流程,涉及生物柴油制备技术领域,具体为S1、上料；S2、原料混合；S3、连续反应；S4、合格检验；S5、提纯；S6、渣相处理。该液酶法制生物柴油,对制生物柴油的原料毛油脂肪酸和含水率要求低,因此对毛油预处理环节要求低,节约预处理成本,相比于化学法制生物柴油采用强酸强碱工艺简单,反应条件温和,选择性高,甲醇用量少,产物中未反应的甲醇可经简单提纯后回用,相比于传统化学法,反应简单,产生的副产品也少,生成的甘油更易回收,液酶可分离后重复使用,相比于传统化学法制生物柴油,废水产生量少,且易处理,对环境友好,同时得到的生物柴油酸价更低,产品品质更优。(The invention discloses a process flow for preparing biodiesel by a liquid enzyme method, which relates to the technical field of biodiesel preparation, in particular to S1 and feeding; s2, mixing the raw materials; s3, continuous reaction; s4, performing qualified inspection; s5, purification; and S6, treating a slag phase. The liquid enzyme method for preparing the biodiesel has low requirements on raw material crude oil fatty acid and water content of the biodiesel, so that the requirements on a crude oil pretreatment link are low, the pretreatment cost is saved, compared with a chemical method for preparing the biodiesel, the method has the advantages of simple process of adopting strong acid and strong alkali, mild reaction conditions, high selectivity and low methanol consumption, unreacted methanol in a product can be recycled after simple purification, compared with a traditional chemical method, the reaction is simple, few generated byproducts are generated, the generated glycerol is easier to recover, the liquid enzyme can be separated and reused, compared with the traditional chemical method for preparing the biodiesel, the waste water generation amount is low, the treatment is easy, the method is environment-friendly, the acid value of the obtained biodiesel is lower, and the product quality is better.)
技术领域
本发明涉及生物柴油制备技术领域，具体为一种液酶法制生物柴油的工艺流程。
背景技术
生物柴油是利用动植物油脂或废弃食用油脂与低碳醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应生成的脂肪酸酯类物质。石油资源日益匮乏，生物柴油越来越成为国际新能源研究的热点，目前工业生产生物柴油主要为化学法，使用酸(盐酸、硫酸等)或碱(NaOH、KOH等)做催化剂，对反应原料要求高、副产品多、产物后处理工艺复杂、设备腐蚀严重且污水排放量大。相比于现在传统的酯交换法，生物酶法制生物柴油更环保、更经济、更有效。相比于化学法，生物酶法制生物柴油具有对原料脂肪酸和水含量要求低、工艺简单、反应条件温和、选择性高、甲醇用量小、副产品少、生成的甘油易回收且品质优等优点。且生物酶法制生物柴油无需酸和碱做催化剂，废水COD含量低更易处理。
市场上多采用化学法制生物柴油，对于原料地沟油，常规的化学法生产是先使用浓硫酸作催化剂进行酯化反应，反应温度为115℃左右，然后再使用氢氧化钠作催化剂进行转酯化反应，反应温度60℃左右，两段反应加温耗能高。化学法制生物柴油用到强酸强碱，反应釜易被腐蚀的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液酶法制生物柴油的工艺流程，以解决上述背景技术中提出的市场上多采用化学法制生物柴油，对于原料地沟油，常规的化学法生产是先使用浓硫酸作催化剂进行酯化反应，反应温度为115℃左右，然后再使用氢氧化钠作催化剂进行转酯化反应，反应温度60℃左右，两段反应加温耗能高。化学法制生物柴油用到强酸强碱，反应釜易被腐蚀的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液酶法制生物柴油的工艺流程，包括以下步骤：
S1、上料；
S2、原料混合；
S3、连续反应；
S4、合格检验；
S5、提纯；
S6、渣相处理。
优选的，所述所述一种液酶法制生物柴油的工艺流程包括以下具体步骤：
S1、上料
毛油在毛油计量罐中保温，保持酶促反应最佳温度，后经毛油计量泵计送至液酶反应釜1，甲醇经甲醇计量泵计量泵送至液酶反应釜1，甲醇与毛油经管道混合器混合后进入液酶反应釜1，液酶经液酶计量泵计量泵送至液酶反应釜1；
S2、原料混合
液酶反应釜中搅拌器使毛油与甲醇、液酶处于完全混合状态。液酶反应釜通过热水循环使温度保持在最佳酶促反应温度。毛油与甲醇在液酶的催化作用下生成脂肪酸甲酯，得到粗甲酯混合物；
S3、连续反应
液酶反应釜1反应后随着物料进入反应釜中，经反应后的物料由溢流口溢流至下一级反应釜，即液酶反应釜2，以此类推，未完全反应的物料在下一级液酶反应釜中进一步反应以提高生物柴油得率，经过四级液酶反应釜反应后，混合物料由最后一级液酶反应釜溢流口自流入粗甲酯缓冲罐,反应釜中发生的反应主要为酶促反应，即毛油中的油脂原料与甲醇进行酯交换反应，反应生成的脂肪酸甲酯比毛油中油脂比重大，会处于反应釜下部。反应釜溢流口连通至反应釜下部，随着毛油、甲醇的连续进料，大部分反应后的混合物料(包含反应生成的脂肪酸甲酯以及未反应完全的毛油、液酶、等混合物)经溢流口自流进入下一级反应釜继续反应。下一级反应釜中继续有甲醇原料输入，促进反应进一步向得到脂肪酸甲酯的方向进行，以提高生物柴油得率；
S4、合格检验
当反应出现异常时，粗甲酯由液酶反应釜底阀放空至粗甲酯缓冲罐中。检验粗甲酯缓冲罐中甲酯含量以及酸价值，合格即进入下一步工序。不合格由粗甲酯中转泵泵回至第一级反应釜重新反应，合格由粗甲酯中转泵将反应后的混合物输送至三相卧螺机；
S5、提纯
分离出的水相进入水相罐中，水相罐中分离出的液酶回流至各级反应釜作为催化剂继续使用；分离出的粗甘油进入甘油提纯系统提纯，得到副产品甘油。三相卧螺机分离出的油脂即粗甲酯，进入粗甲酯罐中，后由粗甲酯中转泵输送至粗甲酯提纯系统，经提纯后即得到生物柴油；
S6、渣相处理
粗甲酯提纯过程中分离出来的甲醇回流至第一级反应釜中。三相卧螺机分离出的渣相进入渣相罐，由渣相输送泵输送后外运处置。
优选的，所述步骤S2原料混合过程中最佳酶促反应温度为35℃-40℃。
优选的，所述S4合格检验过程中合格甲酯含量以及酸价值为甲酯含量≥90％，酸价值＜10。
本发明提供了一种液酶法制生物柴油的工艺流程，具备以下有益效果：
该液酶法制生物柴油，对制生物柴油的原料毛油脂肪酸和含水率要求低，因此对毛油预处理环节要求低，节约预处理成本，相比于化学法制生物柴油采用强酸强碱工艺简单，反应条件温和，选择性高，甲醇用量少，产物中未反应的甲醇可经简单提纯后回用，相比于传统化学法，反应简单，产生的副产品也少，生成的甘油更易回收，液酶可分离后重复使用，相比于传统化学法制生物柴油，废水产生量少，且易处理，对环境友好，同时得到的生物柴油酸价更低，产品品质更优，可以灵活根据处理量以及生物柴油得率需求，增加或减少液酶反应釜数量，工艺简单灵活，可根据现场情况将各级反应釜以及粗甲酯缓冲罐阶梯布置，使物料连续自流入下级工序，节约输送成本，工艺更简单，原料毛油保温，各级液酶反应釜温度可控，将反应温度控制在酶促反应最佳反应温度，促进反应进行，提高生物柴油得率，并且甲醇、毛油以及液酶经计量后进入反应釜，严格控制反应的进行，同时具有检验功能，在液酶反应釜中经过一级一级反应后，甲酯含量及酸价值达到预期设定值才可进入下一步工序，否则反应不合格，将回流至第一级反应釜重新反应，保证生物柴油的实际制备效果。
附图说明
图1为本发明液酶法制生物柴油的工艺流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种液酶法制生物柴油的工艺流程，包括以下步骤：
S1、上料；
S2、原料混合；
S3、连续反应；
S4、合格检验；
S5、提纯；
S6、渣相处理。
一种液酶法制生物柴油的工艺流程包括以下具体步骤：
S1、上料
毛油在毛油计量罐中保温，保持酶促反应最佳温度，后经毛油计量泵计送至液酶反应釜1，甲醇经甲醇计量泵计量泵送至液酶反应釜1，甲醇与毛油经管道混合器混合后进入液酶反应釜1，液酶经液酶计量泵计量泵送至液酶反应釜1；
S2、原料混合
液酶反应釜中搅拌器使毛油与甲醇、液酶处于完全混合状态。液酶反应釜通过热水循环使温度保持在最佳酶促反应温度。毛油与甲醇在液酶的催化作用下生成脂肪酸甲酯，得到粗甲酯混合物；
原料混合过程中最佳酶促反应温度为35℃-40℃；
S3、连续反应
液酶反应釜1反应后随着物料进入反应釜中，经反应后的物料由溢流口溢流至下一级反应釜，即液酶反应釜2，以此类推，未完全反应的物料在下一级液酶反应釜中进一步反应以提高生物柴油得率，经过四级液酶反应釜反应后，混合物料由最后一级液酶反应釜溢流口自流入粗甲酯缓冲罐,反应釜中发生的反应主要为酶促反应，即毛油中的油脂原料与甲醇进行酯交换反应，反应生成的脂肪酸甲酯比毛油中油脂比重大，会处于反应釜下部。反应釜溢流口连通至反应釜下部，随着毛油、甲醇的连续进料，大部分反应后的混合物料(包含反应生成的脂肪酸甲酯以及未反应完全的毛油、液酶、等混合物)经溢流口自流进入下一级反应釜继续反应。下一级反应釜中继续有甲醇原料输入，促进反应进一步向得到脂肪酸甲酯的方向进行，以提高生物柴油得率；
S4、合格检验
当反应出现异常时，粗甲酯由液酶反应釜底阀放空至粗甲酯缓冲罐中。检验粗甲酯缓冲罐中甲酯含量以及酸价值，合格即进入下一步工序。不合格由粗甲酯中转泵泵回至第一级反应釜重新反应，合格由粗甲酯中转泵将反应后的混合物输送至三相卧螺机；
合格检验过程中合格甲酯含量以及酸价值为甲酯含量≥90％，酸价值＜10；
S5、提纯
分离出的水相进入水相罐中，水相罐中分离出的液酶回流至各级反应釜作为催化剂继续使用；分离出的粗甘油进入甘油提纯系统提纯，得到副产品甘油。三相卧螺机分离出的油脂即粗甲酯，进入粗甲酯罐中，后由粗甲酯中转泵输送至粗甲酯提纯系统，经提纯后即得到生物柴油；
S6、渣相处理
粗甲酯提纯过程中分离出来的甲醇回流至第一级反应釜中。三相卧螺机分离出的渣相进入渣相罐，由渣相输送泵输送后外运处置。
综上，该液酶法制生物柴油的工艺流程，液酶法制生物柴油的工艺流程包括以下具体步骤；
S1、上料：毛油在毛油计量罐中保温，保持酶促反应最佳温度，后经毛油计量泵计送至液酶反应釜1，甲醇经甲醇计量泵计量泵送至液酶反应釜1，甲醇与毛油经管道混合器混合后进入液酶反应釜1，液酶经液酶计量泵计量泵送至液酶反应釜1；
S2、原料混合：液酶反应釜中搅拌器使毛油与甲醇、液酶处于完全混合状态。液酶反应釜通过热水循环使温度保持在最佳酶促反应温度。毛油与甲醇在液酶的催化作用下生成脂肪酸甲酯，得到粗甲酯混合物；
S3、连续反应：液酶反应釜1反应后随着物料进入反应釜中，经反应后的物料由溢流口溢流至下一级反应釜，即液酶反应釜2，以此类推，未完全反应的物料在下一级液酶反应釜中进一步反应以提高生物柴油得率，经过四级液酶反应釜反应后，混合物料由最后一级液酶反应釜溢流口自流入粗甲酯缓冲罐,反应釜中发生的反应主要为酶促反应，即毛油中的油脂原料与甲醇进行酯交换反应，反应生成的脂肪酸甲酯比毛油中油脂比重大，会处于反应釜下部。反应釜溢流口连通至反应釜下部，随着毛油、甲醇的连续进料，大部分反应后的混合物料(包含反应生成的脂肪酸甲酯以及未反应完全的毛油、液酶、等混合物)经溢流口自流进入下一级反应釜继续反应。下一级反应釜中继续有甲醇原料输入，促进反应进一步向得到脂肪酸甲酯的方向进行，以提高生物柴油得率；
S4、合格检验：当反应出现异常时，粗甲酯由液酶反应釜底阀放空至粗甲酯缓冲罐中。检验粗甲酯缓冲罐中甲酯含量以及酸价值，合格即进入下一步工序。不合格由粗甲酯中转泵泵回至第一级反应釜重新反应，合格由粗甲酯中转泵将反应后的混合物输送至三相卧螺机；
S5、提纯：分离出的水相进入水相罐中，水相罐中分离出的液酶回流至各级反应釜作为催化剂继续使用；分离出的粗甘油进入甘油提纯系统提纯，得到副产品甘油。三相卧螺机分离出的油脂即粗甲酯，进入粗甲酯罐中，后由粗甲酯中转泵输送至粗甲酯提纯系统，经提纯后即得到生物柴油；
S6、渣相处理：粗甲酯提纯过程中分离出来的甲醇回流至第一级反应釜中。三相卧螺机分离出的渣相进入渣相罐，由渣相输送泵输送后外运处置。
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