一种高酸价油生产生物柴油的双催化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于油脂化工技术领域，具体涉及一种高酸价油生产生物柴油的双催化装置。所述装置包括通过管道依次连通的酶反应罐、沉降罐、加热釜、换热器、树脂催化柱和闪蒸罐。还包括酶回收器，用于收集过滤后的固定化脂肪酶；还包括回收罐，用于收集反应过程中产生的水和甲醇，并进一步作为原料回收。本实用新型专利技术所述装置，将酶反应和树脂催化反应结合，实现对高酸价油双催化反应生产生物柴油的高效转化。酸价油双催化反应生产生物柴油的高效转化。酸价油双催化反应生产生物柴油的高效转化。

【技术实现步骤摘要】
一种高酸价油生产生物柴油的双催化装置


[0001]本技术属于油脂化工
，具体涉及一种高酸价油生产生物柴油的双催化方法及装置。

技术介绍

[0002]用高酸价油脂生产生物柴油(脂肪酸甲酯)，具有原料可再生、含硫低、不含芳香烃等物质的优点，其燃烧性能与石油柴油相似，部分性能甚至优于石油柴油。目前，用高酸价油脂原料生产生物柴油，现在主流工艺有两条：
[0003]化学法：因高酸价油脂中含有大量游离脂肪酸，不能只用酸催化剂或者碱性催化剂生产生物柴油，须先用浓硫酸或磷酸作为酸性催化剂预处理，将游离脂肪酸转化为酯，再用碱性催化剂将甘三酯转化为脂肪酸甲酯。
[0004]但化学方法工艺复杂，甲醇必须过量，造成甲醇损耗大，后续工艺甲醇回收能耗大；采用强酸和强碱，反应温度高，对设备防腐有较高要求，不可避免会伴随副反应，产品氧化严重，颜色深，生产过程中还会产生大量酸碱废水。
[0005]生物酶法：脂肪酶不仅可以催化脂肪酸和甲醇生成脂肪酸甲酯和水，同时还可以催化甘三酯和甲醇生产脂肪酸甲酯和甘油。具有一种催化剂完成两步反应的优点。高酸价油脂正是酶法很好的原料。
[0006]生物酶法合成生物柴油可以避免传统化学方法的不足，酶法具有反应条件温和、醇用量少、无污染排放的优点，将其应用于工业领域具有节能环保的优势。但是由于短链醇对酶有一定的毒性，酶的使用寿命短，重复回收利用率较低。产物甘油和水影响反应平衡向右侧进行，无法将油脂酸价降低、彻底转化脂肪酸甲酯从而影响脂肪酸甲酯的收率。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于解决现有技术问题，提供一种高酸价油生产生物柴油的双催化方法，并根据工艺方法提供了一套配套的生产装置。本技术所述方法具有生物酶法的节能环保特点，又可提高脂肪酸甲酯的收率，同时操作简单，成本低。
[0008]本技术通过以下技术方案来实现：
[0009]本技术的目的之一是提供一种高酸价油生产生物柴油的双催化方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：采用固定化脂肪酶在略过量的甲醇条件下催化高酸价油进行转化反应，反应平衡后，得到反应料液1；
[0011]步骤2：采用树脂催化剂将步骤1的反应料液1中未转化的游离脂肪酸和甲醇转化为脂肪酸甲酯，反应结束后，经处理后，得到生物柴油。
[0012]优选地，所述高酸价油的酸价为50
‑
150mgKOH/g；更优选的，高酸价油为高酸价餐厨油、高酸价米糠油等的至少一种，酸价为50
‑
150mgKOH/g。
[0013]优选地，所述步骤1中，固定化脂肪酶为无锡优普克生物科技有限公司生产的
CTG 1090。该酶对短链醇有很强的耐受性，生产成本远低于进口固定化酶制剂。
[0014]更优选地，所述固定化脂肪酶可以通过如下方法制备：以耐热酵母基因工程菌为菌种，发酵得到脂肪酶，将所述脂肪酶进行固定化，所述固定化的方法为中国专利CN201811654095.3(专利技术专利名称：一种脂肪酶的固定化方法)中记载的方法；更优选的所述方法为：在Na2HPO4‑
柠檬酸缓冲液中，将脂肪酶与大孔苯乙烯树脂载体固定，经洗涤干燥得到固定化脂肪酶。
[0015]优选地，所述步骤1中，甲醇的质量为高酸价油质量的16
‑
20％。
[0016]优选地，所述步骤1中，固定化脂肪酶的质量为高酸价油质量的1
‑
5％，更优选为2
‑
5％。其中，固定化脂肪酶的酶负载量为55000
‑
75000u/g，更优选为60000u/g。
[0017]优选地，所述步骤1中，还加入高酸价油质量1
‑
5％的水，更优选为2％。
[0018]优选地，所述步骤1中，反应温度为25
‑
40℃，反应时间为2
‑
12h，更优选为4
‑
6h。
[0019]优选地，所述步骤1中，反应调节pH为4.8
‑
5.2，更优选地通过氢氧化钠调节至pH4.8
‑
5.2，更优选pH为5。
[0020]优选地，所述步骤1中，反应平衡后还对反应液进行沉降分离或离心分离，得到反应料液1；所述沉降分离为，将反应液静置0.5
‑
5h，静置后，水、甲醇和甘油的混合物沉至底部，并和脂肪酸甲酯分层，将静置并分层后的反应液进行上下层分离，取上层脂肪酸甲酯层为反应料液1。从而实现将反应液分离掉水、甲醇和甘油的目的；所述离心分离是指通过离心机进行离心，实现分离目的。
[0021]更优选地，所述步骤1中，反应液经沉降分离后得到的脂肪酸甲酯层，还含有微量的水和甲醇，会影响后续反应，可通过加热将其进一步去除。
[0022]优选的，所述步骤1中，反应料液1的酸价为5
‑
8mgKOH/g，可根据酸价控制反应时间。
[0023]优选地，所述步骤2中，树脂催化剂为树脂酯化催化剂，树脂酯化催化剂为固体酸树脂催化剂；更优选的为型号Tulsimer T
‑
63MP的树脂催化剂。更优选的树脂催化剂质量为反应料液1质量的0.1
‑
10％，更优选的质量比为1
‑
3％。
[0024]优选地，所述步骤2中，甲醇的质量为反应料液1总质量的10
‑
15％。
[0025]优选地，所述步骤2中，反应温度为110
‑
150℃，反应方式为连续化反应，酸价降至0.5
‑
1mgKOH/g，反应结束。更优选的反应时间为1
‑
8h。更优选为2
‑
4h。
[0026]优选地，所述步骤2中，生物柴油的酸价为0.5
‑
1mgKOH/g。
[0027]优选地，所述步骤2中，处理包括分离步骤；更进一步，所述分离为将反应后的料液中的甲醇和水分离去除，更进一步，所述分离为反应后的料液于110
‑
150℃下经闪蒸罐，使甲醇和水汽化从而去除。更进一步，所述处理还包括精制。
[0028]本技术的另一目的是提供一种高酸价油生产生物柴油的双催化装置，所述装置包括通过管道依次连通的酶反应罐、沉降罐、加热釜、换热器、树脂催化柱和闪蒸罐。
[0029]优选地，所述酶反应罐的下部设置有第一排料口和第二排料口。
[0030]更优选地，所述酶反应罐的第一排料口设有过滤装置，可以有效拦截固定化脂肪酶；更优选的，第一排料口通过管道直接与沉降罐连通，此时，酶反应罐内反应结束的物料通过第一排料口排出，在过滤装置作用下拦截固定化脂肪酶，过滤后的其他物料通过管道输送至沉降罐内进行沉降。
[0031]更优选地，所述装置还包括酶回收器，所述酶回收器通过管道与酶反应罐的第二排料口连通；所述酶反应罐的固定化脂肪酶需要更换时，从第二排料口排出并通过管道输送至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高酸价油生产生物柴油的双催化装置，其特征在于，所述装置包括通过管道依次连通的酶反应罐、沉降罐、加热釜、换热器、树脂催化柱和闪蒸罐，所述酶反应罐的下部设置有第一排料口和第二排料口，所述酶反应罐的第一排料口设有过滤装置，第一排料口通过管道直接与沉降罐连通。2.根据权利要求1所述一种高酸价油生产生物柴油的双催化装置，其特征在于，所述装置还包括酶回收器，所述酶回收器通过管道与酶反应罐的第二排料口连通。3.根据权利要求1所述一种高酸价油生产生物柴油的双催化装置，其特征在于，所述酶反应罐还配合设置有循环水系统。4.根据权利要求1所述一种高酸价油生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建根，刘成林，刘飞，王媚艳，叶建军，顾陆杨，
申请(专利权)人：无锡优普克生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：