生物柴油炼油设备

近几年来，通过各学者的努力，利用地沟油、泔水油以及废机油等为原料利用化学法制成生物柴油，这样的方法被称为生物炼制，生物炼制常用的设备和石油炼制有很多相似之处。

一、炼油设备的类型 :

 按作用，炼油设备大致分可为流体输送设备、加热设备、换热设备、传质设备、反应设备及储存设备等几种类型。     

1、流体输送设备 

 流体输送设备的作用是将各种介质从一个设备输送到另一个设备，或者使其压力升高以满足炼油工艺的要求。包括各种泵、压缩机、鼓风机以及与其配套的管线和阀门等。

    2、加热设备

 将油品加热到一定的温度，使其汽化或为油品进行反应提供热量的设备称为加热设备。炼厂中通常采用的是管式加热炉，它是一种火力加热设备，按结构有圆筒炉、立式炉、及斜顶炉等。炼油厂中应用较多的是圆筒炉。     

  3、换热设备 

 将热量从高温流体传给低温流体，以达到加热、冷凝、冷却油品，并从中回收热量、节约燃料的设备称为换热设备。换热设备的种类很多，按其使用目的有加热器、换热器、冷凝器、冷却器及再沸器等；按换热方式可分为直接混合式、蓄热式和间壁式。在炼油厂中，应用最多的是各种间壁式换热设备。     

  4、传质设备 

 传质设备的作用是利用介质之间的某些物理性质不同，如沸点、密度、溶解度等，将处于混合状态的物质中的某些组分分离出来。这类设备大多都呈细而高的塔状，所以通常也叫塔设备，如精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔等。按结构，塔设备可分为板式塔和填料塔，其中板式塔应用较多。     

  5、反应设备 

    反应设备的作用是完成一定的化学和物理反应。其中化学反应是起主导和决定作用的、物理过程是辅助的或伴生的。反应设备在炼油厂的应用也是很多的，如催化裂化、催化重整、加氢裂化、加氢精制及反应釜等装置，都要采用不同类型的反应器。     

 二、炼油设备的主要特点

1、承载的介质为易燃、易爆甚至有毒。

2、长周期连续操作。

3、设备大部分处于高温高压条件下操作--外壳成为操作压力。

三、炼油工艺介绍

1、常压蒸馏和减压蒸馏

       常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程。原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料。因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。包括三个工序：原油的脱盐、脱水 ；常压蒸馏；减压蒸馏。

  2、催化裂化

催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的，是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350~540℃馏分的重质油。催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。部分重质油返回反应器继续加工称为回炼油。催化裂化操作条件的改变或原料波动，可使产品组成出现变化。

3、催化重整

催化重整（简称重整）是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。如果以80~180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60~165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃， 重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是：反应温度为490~525℃，反应压力为1~2兆帕。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。

4、加氢裂化

加氢裂化过程是在高压、氢气存在下进行，需要催化剂，把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。产品收率较高，而且质量好。

       5、生物炼制设备工艺

生物炼制方法所制取的产品多称生物柴油，生物柴油是由动植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与醇（甲醇或乙醇）经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯 ，最典型的是脂肪酸甲酯。与传统的石化能源相比，其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到石化柴油中。

目前，郑州大学、郑州汇绿科技有限公司等科研单位强强联合已相继开发出四种利用油脂制备生物柴油的方法，即直接混合法、微乳液法、高温裂解法和酯交换法，其中前两者属于物理方法，后两者属于化学方法。酯交换法是目前生产生物柴油的主要方法。天然油脂直接同甲醇进行酯交换是美国和欧洲使用的生物柴油的标准生产方法，天然油脂与甲醇直接酯交换后的混合酯经蒸馏后得到生物柴油和副产品甘油。酯交换是指在催化剂存在或超临界条件下，油料主要成分甘油三酯和甲醇发生酯交换反应过程。

 酯交换法主要包括均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超临界法等。

工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。在酯交换反应中，油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。

生物柴油可以植物油、动物油为原料制造，但目前多以脂肪酸、泔水油、城市地沟油、精炼下脚料为生产原料。生物柴油可作为石油燃料的替代品。“生物柴油”最大的特点是它的可再生性，资源永远不会枯竭。有关专家表示，不仅餐饮食肆每天都会产生“潲水油”包括菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油等等其实都具有“变身”柴油的可能性。我国每年产生潲水油2600万吨。

随着我国食品行业和餐饮服务业迅速发展，每年产生的废弃食用油脂也越来越多。废弃食用油脂的“再利用”生产生物柴油，是遏制“毒油”的一种有效途径。

四、生物炼制设备特点

      1、可以处理多种原料

 可接受多种多样的原料，植物油，废机油，煤焦油，餐饮业排放出来的废油脂，又如食品厂、植物油厂等的油脂精炼的下脚料都可作为原料。

       2、设备产量根据需求设计制造
       从小型生产装置到大型连续生产装置的生产能力可根据用户需求制造。

3、自动化控制

进料后只需按一下控启动按钮即可完成全部生产。生产过程状况可从控制室的液晶画面上得以观察确认。另外在必要时，亦可通过液晶画面对各独立单元进行手动操作和控制。日常运转是最多只需3个人操控即可。

  4、高效率

  可连续生产，能耗低。连续生产时从进原料到出产品只需3个小时。

   5、设备高密闭化

   设备采用全密闭化生产，生产过程中不会造成二次污染。

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