国内目前产业化生物柴油工艺流程

省部重点实验室

2011/09/26

私聊

生命科学仪器综合讨论

目前国内通过各种媒体报道和宣传的生物柴油技术种类很多，专利申请已经333项（截止2007年12月23日），论文更不计其数，其中，绝大多数是为“创新”而发表的文章或申请的专利，而实际的产业化工艺也各有千秋。但总的来说都是预处理、酯化、酯交换的不同组合并辅助以不同的催化剂，基本的工艺单元是酸催化酯化和碱催化酯交换；本人经过一段时间归纳总结，把目前国内真正产业化的生物柴油技术做了大致的分类，初步归纳目前的投入实际生产且正在使用的工艺流程有如下四种：
一、酸—碱两步法：这是最传统的工艺也是目前自主研制技术的一般企业常用的工艺流程；其优点是能耗低，掌握的好可以真正“免蒸馏”，技术参考资料也比较多；缺点是要经过酸—碱的转化，对于酯化后物料的酸价、杂质、水等要求比较严，容易发生皂化，废水量较大。
二、分离反应法：这也是许多企业在不自觉的情况下采用的，主要思路是采用先蒸馏（汽提）分离脂肪酸的办法，先实现脂肪酸与中性油的物理分离，而后针对脂肪酸和中性油分别采用酯化和碱催化酯交换的办法进行反应，得到统一的甲酯。此法的优点是工艺简单，容易掌握，产品的销售比较灵活；缺点是能耗大，设备要求高（尤其是耐腐蚀）。
三、水解—酯化法：这实际上属于“分离反应法”的一种特例，但由于适合于原有的脂肪酸企业，所以单独列出。该法的工艺流程是：将油脂原料先通过水解（高、中压），完成了原料的预处理，用水解代替了酯交换，使所有的不同品质的原料经过水解后能“齐步走”，统一了原料性质，从而降低了后续工艺的技术难度。目前采用这种工艺的有两种实施技术，其一是水解后酯化而后蒸馏，这是我在山西永济和山东广饶设计的工艺路线；其二是水解后蒸馏，馏分采用专一性催化剂完成酯化的工艺路线。总的来说，这种工艺的优点是流程简单，原料利用率较高，中控方便（只需检测酸价），可以实现连续化生产；不足是设备投资较大，废水治理难度高，甘油回收困难。
四、完全酸催化法：这是本人自有技术也是一些企业采用的办法，优点是对于原料要求低，可以处理所有油脂原料，甘油沉降迅速且含酸甘油比较适合于甘油衍生物的合成，从而避免了部分硫酸污染排放；采用了非水洗工艺，避免了大量废水排放；缺点是能耗高（三种方法中第二），酯化设备的耐腐蚀要求高。需要补充的是，完全酸催化法尤其适合于植物毛油，对于目前处于热门开发的麻疯树等产油作物，所榨得的毛油不必经过精制，直接进入酸催化。而传统的碱催化则需要经过严格的精制才能进入催化工艺流程。