本發(fā)明涉及再生能源
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法。
背景技術(shù)：
：隨著能源危機(jī)警鐘的敲響，以能源集約利用為前提，開發(fā)利用生物能生產(chǎn)清潔能源的工程，已經(jīng)成為人類的一種共識(shí)。新能源與可再生能源的開發(fā)利用將成為全世界各類企業(yè)關(guān)注的新領(lǐng)域。柴油是國(guó)家重要的戰(zhàn)略物資，廣泛用于車輛、船舶、國(guó)防、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)械動(dòng)力等設(shè)備的柴油機(jī)燃料。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)柴油的年需求量超過2億噸，并且每年以8％的速度遞增。為此，國(guó)家每年要花掉大量外匯進(jìn)口柴油和原油以滿足日益增長(zhǎng)的需求。以生物柴油為原料生產(chǎn)的調(diào)合燃料(清潔柴油)是我國(guó)第三大能源，僅次于煤和石油，在全部能源消耗中占15％，是唯一可運(yùn)輸、可儲(chǔ)備、可再生，并具有實(shí)現(xiàn)零排放，不能污染環(huán)境的特點(diǎn)，即可作為燃料用于發(fā)電、又能轉(zhuǎn)化為柴油、甘油等物資。我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中的國(guó)家，面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)的雙重任務(wù)。為了保護(hù)環(huán)境并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，改變能源發(fā)展和消費(fèi)方式，開發(fā)利用可再生能源，利用餐廚廢棄物(地溝油)生產(chǎn)生物柴油，對(duì)于保障人民的身體健康以及緩解我國(guó)的能源危機(jī)都具有重要的意義，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境良好型社會(huì)起到積極的促進(jìn)作用。生物柴油生產(chǎn)工藝中的主要步驟是進(jìn)行酯化反應(yīng)，完成酯交換，目前國(guó)內(nèi)外多采用酸、堿兩步酯化法或甘油酯化法，其中酸堿兩部法工藝會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)保問題，而甘油酯化法收率低，只能達(dá)到60％?；谏鲜鲫愂?，本發(fā)明提出了一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法。一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法，包括以下步驟：S1、收集廢棄地溝油，并將其置于地溝油儲(chǔ)存罐中，利用微濾裝置對(duì)廢棄地溝油進(jìn)行除水、除臭、除雜處理；并將過濾得到的原料油儲(chǔ)存至原料暫存罐中；S2、將步驟S1中所得的原料油通過閃蒸塔后導(dǎo)入裝有甲醇的合成罐，當(dāng)原料油與甲醇完成合成后，加入甘油進(jìn)行混合，混合均勻后利用超聲波反應(yīng)釜進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)完成后進(jìn)行甲醇回收；S3、利用精餾塔分離步驟S2中完成酯化反應(yīng)的原料油，分別得到輕組分油、中組分油和重組分油，并將輕組分油、中組分油和重組分油分開儲(chǔ)存；S4、將輕組分油、中組分油和重組分油導(dǎo)入成品合成罐，并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/100)合成成品生物柴油。優(yōu)選的，所述步驟S1中的微濾裝置具體包括粗、細(xì)、精三級(jí)微濾裝置。優(yōu)選的，所述步驟S2中甲醇的量為原料油量的3.2～7.5倍。優(yōu)選的，所述步驟S2中甘油的量為原料油量的2～4.5倍。優(yōu)選的，所述步驟S2中酯交換反應(yīng)的條件為：反應(yīng)溫度為95～135℃，攪拌速率為780～920r/min，反應(yīng)時(shí)間為2～4h。優(yōu)選的，所述步驟S4中輕組分油、中組分油和重組分油的質(zhì)量比為：1.7～2.2∶1∶0.7～0.9。本發(fā)明提出的一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法，在對(duì)廢棄地溝油進(jìn)行預(yù)處理后，利用超聲波反應(yīng)釜進(jìn)行酯交換反應(yīng)，通過利用超聲波的熱學(xué)、機(jī)械及空化機(jī)理，有效的加速了原料組織成分的溶解，使原料生物分子重新解聚，從而細(xì)化原料物質(zhì)，促進(jìn)了酯化反應(yīng)，進(jìn)一步提高了原料中有效成分的利用率，相比于傳統(tǒng)的酸、堿兩步酯化法或甘油酯化法，本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)環(huán)境友好及收率高等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明可提高收率至90％，且每噸生產(chǎn)成本降低了10-20％，適合工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說。實(shí)施例一本發(fā)明提出的一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法，包括以下步驟：S1、收集廢棄地溝油，并將其置于地溝油儲(chǔ)存罐中，分別利用粗、細(xì)、精三級(jí)微濾裝置對(duì)廢棄地溝油進(jìn)行除水、除臭、除雜處理；并將過濾得到的原料油儲(chǔ)存至原料暫存罐中；S2、將步驟S1中所得的原料油通過閃蒸塔后導(dǎo)入裝有甲醇的合成罐，其中甲醇的量為原料油量的4.8倍，當(dāng)原料油與甲醇完成合成后，加入原料油量的3倍的甘油進(jìn)行混合，混合均勻后利用超聲波反應(yīng)釜進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100℃，攪拌速率為900r/min，反應(yīng)時(shí)間為3h，反應(yīng)完成后進(jìn)行甲醇回收；S3、利用精餾塔分離步驟S2中完成酯化反應(yīng)的原料油，分別得到輕組分油、中組分油和重組分油，并將輕組分油、中組分油和重組分油分開儲(chǔ)存；S4、按比例1.8∶1∶0.8，將輕組分油、中組分油和重組分油導(dǎo)入成品合成罐，并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/100)合成成品生物柴油。實(shí)施例二本發(fā)明提出的一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法，包括以下步驟：S1、收集廢棄地溝油，并將其置于地溝油儲(chǔ)存罐中，分別利用粗、細(xì)、精三級(jí)微濾裝置對(duì)廢棄地溝油進(jìn)行除水、除臭、除雜處理；并將過濾得到的原料油儲(chǔ)存至原料暫存罐中；S2、將步驟S1中所得的原料油通過閃蒸塔后導(dǎo)入裝有甲醇的合成罐，其中甲醇的量為原料油量的6倍，當(dāng)原料油與甲醇完成合成后，加入原料油量的2.5倍的甘油進(jìn)行混合，混合均勻后利用超聲波反應(yīng)釜進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為120℃，攪拌速率為780r/min，反應(yīng)時(shí)間為2.5h，反應(yīng)完成后進(jìn)行甲醇回收；S3、利用精餾塔分離步驟S2中完成酯化反應(yīng)的原料油，分別得到輕組分油、中組分油和重組分油，并將輕組分油、中組分油和重組分油分開儲(chǔ)存；S4、按比例2.1∶1∶0.9，將輕組分油、中組分油和重組分油導(dǎo)入成品合成罐，并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/100)合成成品生物柴油。實(shí)施例三本發(fā)明提出的一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法，包括以下步驟：S1、收集廢棄地溝油，并將其置于地溝油儲(chǔ)存罐中，分別利用粗、細(xì)、精三級(jí)微濾裝置對(duì)廢棄地溝油進(jìn)行除水、除臭、除雜處理；并將過濾得到的原料油儲(chǔ)存至原料暫存罐中；S2、將步驟S1中所得的原料油通過閃蒸塔后導(dǎo)入裝有甲醇的合成罐，其中甲醇的量為原料油量的3.2倍，當(dāng)原料油與甲醇完成合成后，加入原料油量的4倍的甘油進(jìn)行混合，混合均勻后利用超聲波反應(yīng)釜進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為95℃，攪拌速率為800r/min，反應(yīng)時(shí)間為4h，反應(yīng)完成后進(jìn)行甲醇回收；S3、利用精餾塔分離步驟S2中完成酯化反應(yīng)的原料油，分別得到輕組分油、中組分油和重組分油，并將輕組分油、中組分油和重組分油分開儲(chǔ)存；S4、按比例1.7∶1∶0.7，將輕組分油、中組分油和重組分油導(dǎo)入成品合成罐，并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/100)合成成品生物柴油。實(shí)施例四本發(fā)明提出的一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法，包括以下步驟：S1、收集廢棄地溝油，并將其置于地溝油儲(chǔ)存罐中，分別利用粗、細(xì)、精三級(jí)微濾裝置對(duì)廢棄地溝油進(jìn)行除水、除臭、除雜處理；并將過濾得到的原料油儲(chǔ)存至原料暫存罐中；S2、將步驟S1中所得的原料油通過閃蒸塔后導(dǎo)入裝有甲醇的合成罐，其中甲醇的量為原料油量的7.5倍，當(dāng)原料油與甲醇完成合成后，加入原料油量的2倍的甘油進(jìn)行混合，混合均勻后利用超聲波反應(yīng)釜進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為110℃，攪拌速率為920r/min，反應(yīng)時(shí)間為3.5h，反應(yīng)完成后進(jìn)行甲醇回收；S3、利用精餾塔分離步驟S2中完成酯化反應(yīng)的原料油，分別得到輕組分油、中組分油和重組分油，并將輕組分油、中組分油和重組分油分開儲(chǔ)存；S4、按比例2.2∶1∶0.9，將輕組分油、中組分油和重組分油導(dǎo)入成品合成罐，并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/100)合成成品生物柴油。實(shí)施例五本發(fā)明提出的一種利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的工藝方法，包括以下步驟：S1、收集廢棄地溝油，并將其置于地溝油儲(chǔ)存罐中，分別利用粗、細(xì)、精三級(jí)微濾裝置對(duì)廢棄地溝油進(jìn)行除水、除臭、除雜處理；并將過濾得到的原料油儲(chǔ)存至原料暫存罐中；S2、將步驟S1中所得的原料油通過閃蒸塔后導(dǎo)入裝有甲醇的合成罐，其中甲醇的量為原料油量的5倍，當(dāng)原料油與甲醇完成合成后，加入原料油量的4.5倍的甘油進(jìn)行混合，混合均勻后利用超聲波反應(yīng)釜進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為135℃，攪拌速率為850r/min，反應(yīng)時(shí)間為2h，反應(yīng)完成后進(jìn)行甲醇回收；S3、利用精餾塔分離步驟S2中完成酯化反應(yīng)的原料油，分別得到輕組分油、中組分油和重組分油，并將輕組分油、中組分油和重組分油分開儲(chǔ)存；S4、按比例2∶1∶0.8，將輕組分油、中組分油和重組分油導(dǎo)入成品合成罐，并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/100)合成成品生物柴油。分別計(jì)算本發(fā)明實(shí)施例一～五中合成的生物柴油的收率，得出如下結(jié)果：實(shí)施例一二三四五收率(％)89.388.99089.988.5以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3