Технология производства биодизеля в100
Область использования технологии
Технология предназначена для коммерчески эффективного и безотходного производства биотоплива сложных метиловых эфиров (биодизель В100) или готовых смесевых дизельных топлив на его основе.
Преимущества технологии
К преимуществам технологии относятся:
- кратное снижение стадийности процесса переработки;
- возможность работы с триглицеридами, содержащими высокую долю свободных жирных кислот;
- заметно более высокое качество получаемых продуктов;
- полное отсутствие промывных и сточных вод, отходов производства;
- продукты (метиловые сложные эфиры и глицерин) не содержат даже следов катализатора и не требуют очистки от минеральных солей;
- кратно более низкие операционные затраты на производство.
Описание схемы
Триглицериды (растительные масла, технические жиры, отработанные растительные масла) после предварительной подготовки (фильтрация от механических примесей, удаления влаги) подаются из сырьевой емкости Е1 с помощью дозирующего насоса НД1 в емкость-смеситель Е3, куда также подается из емкости Е2 дозирующим насосом НД2 метанол. Мольное соотношение триглицерида и метанола находится в диапазоне от 1:6 до 1:9. В ёмкости-смесителе Е3 посредством РДА происходит смешение компонентов до однородной эмульсии, которая с помощью насоса Н1 через обратный клапан ОК подается в печь 1, где происходит нагрев смеси при повышенном давлении (8ат) до температуры свыше 120оС. Нагретая реакционная смесь поступает в трубчатый реактор РТ, заполненный насадкой из твердого пористого катализатора, не растворимого в метаноле, триглицеридах, метиловых эфирах и воде. На выходе из РТ смесь проходит через дроссельный клапан и, в виде парогазовой смеси, попадает в ректификационную колону ректификационного комплекса РК. В РГ происходит удаление реакционных избытков метанола, который самотеком поступает в промежуточную емкость Е4, откуда насосом Н4 подается на рецикл в сырьевую емкость Е2. Кубовая смесь из куба РК поступает в сепаратор С, где легко разделяется на два прозрачных слоя: сложные метиловые эфиры (биодизель) и глицерин, при этом глицерин имеет концентрацию свыше 98%, а степень полной конверсии триглицеридов свыше 98,7% (вплоть до 99,6%) при полном отсутствии мыл. Из сепаратора С горячие продукты сепарации с температурой порядка 90-95оС через теплообменный контур отдают свое тепло исходной реакционной смеси и охлаждаются до температуры ниже 40оС. Далее продукты сепарации насосами Н2 и Н3 отфильтровываются на фильтрах Ф1 и Ф2 соответственно и поступают в продуктовые емкости Е5 и Е6.
Варианты реализации процесса
Представленное выше описание соответствует режиму получения чистого биодизеля В100. Чистый биодизель используется в качестве компонента смесевых биотоплив (который в смеси с минеральным дизельным топливом пригоден для заправки без каких либо ограничений существующих дизельных двигателей без их перенастройки). Также В100 является сырьем в процессе его гидрирования с выработкой так называемого «красного» биодизеля полного аналога минерального дизеля с ультранизким содержанием серы.
В чистом виде биодизель В100 не пригоден для использования во всех без исключения существующих дизельных моторах без их перенастройки. Поэтому, если нет задачи получения отдельно чистого товарного В100, целесообразно принять режим наработки смесевого биодизельного топлива, уже непосредственно пригодного для заправки им техники с дизельными моторами. Такой режим, с точки зрения технологии ведения процесса, ничем не отличается от вышеописанного. Отличие состоит в используемом сырье: в случае режима приготовления смесевого биотоплива используются не чистые триглицериды, в частности наименее дорогие животные технические жиры, а их смеси с углеводородами. В качестве углеводородов могут быть использованы не только товарное дизельное топливо, но и дизельные нефтяные фракции, пиролизные углеводородные жидкости, отработанные моторные масла (последние не более 5%). Добавка жидких углеводородов в триглицериды, например в технический животный жир, имеет несколько положительных влияний на процесс, в частности:
- снижается вязкость жиров, соответственно упрощается их фильтрация от механических примесей и сепарация от воды;
- за счет примесей ПАВ в жирах происходит очистка вводимых нефтепродуктов путем межфазной коагуляции (примеси далее отфильтровываются на фильтрах);
- за счет изменения фазового распределения компонентов реакционной смеси нет необходимости более высокого ввода метанола для сдвига равновесия, что в свою очередь снижает необходимость его рецикла, тем самым снижая энергетические затраты на производство и увеличивая производительность установки;
- возможно вовлечение отходов, отработанных масел или продуктов, в чистом виде непригодных в качестве топлив (пиролизных жидкостей).