生物柴油煉油設備

近幾年來，通過各學者的努力，利用地溝油、泔水油以及廢機油等為原料利用化學法制成生物柴油，這樣的方法被稱為生物煉制，生物煉制常用的設備和石油煉制有很多相似之處。

一、煉油設備的類型 :

 按作用，煉油設備大致分可為流體輸送設備、加熱設備、換熱設備、傳質設備、反應設備及儲存設備等幾種類型。     

1、流體輸送設備 

 流體輸送設備的作用是將各種介質從一個設備輸送到另一個設備，或者使其壓力升高以滿足煉油工藝的要求。包括各種泵、壓縮機、鼓風機以及與其配套的管線和閥門等。

    2、加熱設備

 將油品加熱到一定的溫度，使其汽化或為油品進行反應提供熱量的設備稱為加熱設備。煉廠中通常采用的是管式加熱爐，它是一種火力加熱設備，按結構有圓筒爐、立式爐、及斜頂爐等。煉油廠中應用較多的是圓筒爐。     

  3、換熱設備 

 將熱量從高溫流體傳給低溫流體，以達到加熱、冷凝、冷卻油品，并從中回收熱量、節約燃料的設備稱為換熱設備。換熱設備的種類很多，按其使用目的有加熱器、換熱器、冷凝器、冷卻器及再沸器等；按換熱方式可分為直接混合式、蓄熱式和間壁式。在煉油廠中，應用最多的是各種間壁式換熱設備。     

  4、傳質設備 

 傳質設備的作用是利用介質之間的某些物理性質不同，如沸點、密度、溶解度等，將處于混合狀態的物質中的某些組分分離出來。這類設備大多都呈細而高的塔狀，所以通常也叫塔設備，如精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔等。按結構，塔設備可分為板式塔和填料塔，其中板式塔應用較多。     

  5、反應設備 

    反應設備的作用是完成一定的化學和物理反應。其中化學反應是起主導和決定作用的、物理過程是輔助的或伴生的。反應設備在煉油廠的應用也是很多的，如催化裂化、催化重整、加氫裂化、加氫精制及反應釜等裝置，都要采用不同類型的反應器。     

 二、煉油設備的主要特點

1、承載的介質為易燃、易爆甚至有毒。

2、長周期連續操作。

3、設備大部分處于高溫高壓條件下操作--外殼成為操作壓力。

三、煉油工藝介紹

1、常壓蒸餾和減壓蒸餾

       常壓蒸餾和減壓蒸餾習慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾基本屬物理過程。原料油在蒸餾塔里按蒸發能力分成沸點范圍不同的油品（稱為餾分），這些油有的經調合、加添加劑后以產品形式出廠，相當大的部分是后續加工裝置的原料。因此，常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工。包括三個工序：原油的脫鹽、脫水 ；常壓蒸餾；減壓蒸餾。

  2、催化裂化

催化裂化是在熱裂化工藝上發展起來的，是提高原油加工深度，生產優質汽油、柴油最重要的工藝操作。原料主要是原油蒸餾或其他煉油裝置的350~540℃餾分的重質油。催化裂化工藝由三部分組成：原料油催化裂化、催化劑再生、產物分離。催化裂化所得的產物經分餾后可得到氣體、汽油、柴油和重質餾分油。部分重質油返回反應器繼續加工稱為回煉油。催化裂化操作條件的改變或原料波動，可使產品組成出現變化。

3、催化重整

催化重整（簡稱重整）是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸餾所得的輕汽油轉化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以80~180℃餾分為原料，產品為高辛烷值汽油；如果以60~165℃餾分為原料油，產品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴， 重整過程副產氫氣，可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反應條件是：反應溫度為490~525℃，反應壓力為1~2兆帕。重整的工藝過程可分為原料預處理和重整兩部分。

4、加氫裂化

加氫裂化過程是在高壓、氫氣存在下進行，需要催化劑，把重質原料轉化成汽油、煤油、柴油和潤滑油。加氫裂化由于有氫存在，原料轉化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作靈活，可按產品需求調整。產品收率較高，而且質量好。

       5、生物煉制設備工藝

生物煉制方法所制取的產品多稱生物柴油，生物柴油是由動植物油脂（脂肪酸甘油三酯）與醇（甲醇或乙醇）經酯交換反應得到的脂肪酸單烷基酯 ，最典型的是脂肪酸甲酯。與傳統的石化能源相比，其硫及芳烴含量低、閃點高、十六烷值高、具有良好的潤滑性，可部分添加到石化柴油中。

目前，鄭州大學、鄭州匯綠科技有限公司等科研單位強強聯合已相繼開發出四種利用油脂制備生物柴油的方法，即直接混合法、微乳液法、高溫裂解法和酯交換法，其中前兩者屬于物理方法，后兩者屬于化學方法。酯交換法是目前生產生物柴油的主要方法。天然油脂直接同甲醇進行酯交換是美國和歐洲使用的生物柴油的標準生產方法，天然油脂與甲醇直接酯交換后的混合酯經蒸餾后得到生物柴油和副產品甘油。酯交換是指在催化劑存在或超臨界條件下，油料主要成分甘油三酯和甲醇發生酯交換反應過程。

 酯交換法主要包括均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超臨界法等。

工業上生產生物柴油主要方法是酯交換法。在酯交換反應中，油料主要成分三甘油酯與各種短鏈醇在催化劑作用下發生酯交換反應得到脂肪酸甲酯和甘油。

生物柴油可以植物油、動物油為原料制造，但目前多以脂肪酸、泔水油、城市地溝油、精煉下腳料為生產原料。生物柴油可作為石油燃料的替代品。“生物柴油”最大的特點是它的可再生性，資源永遠不會枯竭。有關專家表示，不僅餐飲食肆每天都會產生“潲水油”包括菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油等等其實都具有“變身”柴油的可能性。我國每年產生潲水油2600萬噸。

隨著我國食品行業和餐飲服務業迅速發展，每年產生的廢棄食用油脂也越來越多。廢棄食用油脂的“再利用”生產生物柴油，是遏制“毒油”的一種有效途徑。

四、生物煉制設備特點

      1、可以處理多種原料

 可接受多種多樣的原料，植物油，廢機油，煤焦油，餐飲業排放出來的廢油脂，又如食品廠、植物油廠等的油脂精煉的下腳料都可作為原料。

       2、設備產量根據需求設計制造
       從小型生產裝置到大型連續生產裝置的生產能力可根據用戶需求制造。

3、自動化控制

進料后只需按一下控啟動按鈕即可完成全部生產。生產過程狀況可從控制室的液晶畫面上得以觀察確認。另外在必要時，亦可通過液晶畫面對各獨立單元進行手動操作和控制。日常運轉是最多只需3個人操控即可。

  4、高效率

  可連續生產，能耗低。連續生產時從進原料到出產品只需3個小時。

   5、設備高密閉化

   設備采用全密閉化生產，生產過程中不會造成二次污染。

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