一种生物柴油粗品的连续汽提脱硫蒸馏系统的制作方法

本实用新型涉及生物柴油生产技术领域，特别是一种利用地沟油生产生物柴油的脱硫系统。

背景技术：

随着石化资源的日趋紧张，开发可再生的生物能源是当今的热点话题，而生物柴油就是其中最为典型的一种。世界各国都根据自身优势，开发不同原料资源进行生物柴油的生产，而我国餐饮业非常发达，废弃的油脂量较大，且其成本较低，因此目前生物柴油多采用废弃油脂也即地沟油来生产。但是由于地沟油中含有硫化物，经过检测生物柴油原料(地沟油)含200ppm左右，造成以此为原料生产的生物柴油会产生大量的二氧化硫而释放到大气中，对环境以及人们健康造成极大污染。

作为油品清洁化的重要过程之一，脱硫技术一直被广泛研究，主要包括加氢和非加氢两类。然而地沟油中的硫含量相对较低，采用此两种方法不仅成本较高，而且还会破坏生物柴油的化学结构。

中国专利申请cn2016107664661公开了一种生物柴油脱硫的新方法，通过两级真空精馏脱除生物柴油的含硫化合物；但是其处理过后的含硫量仍然无法达到国5柴油标准10ppm以下，对于与矿物柴油调配后的调和柴油来说仍然存在着较大影响。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种生物柴油粗品进行脱硫的系统，能够降低生物柴油中的硫含量，达到国五柴油标准、欧洲柴油标准，减少对环境的污染以及对人们健康的危害。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种生物柴油粗品的连续汽提脱硫蒸馏系统，包括汽提脱硫子系统、蒸馏脱硫子系统和真空子系统；

所述汽提脱硫子系统包括蒸汽源、汽提塔、第一加热器、第二加热器、第一冷却器、第二冷却器、闪蒸罐、冷凝器、汽提泵和闪蒸泵，所述生物柴油粗品经管道送入到汽提塔的上部，蒸汽源通过气体管道经第一加热器连通至汽提塔的底部；所述汽提塔的底部通过输油管道经汽提泵连通第二加热器的底部，第二加热器的顶部经输油管道连通至闪蒸罐的中上部，闪蒸罐的顶部通过水汽管道连通冷凝器，闪蒸罐的底部通过输油管道经闪蒸泵连通至蒸馏脱硫子系统；所述汽提塔的中部通过混合气体管道连通至第二冷却器，汽提塔顶部通过混合气体管道连通至第一冷却器；

所述蒸馏脱硫子系统包括第三加热器、蒸馏塔、第四加热器、第三冷却器、第三暂存罐、循环加热泵和低硫生物柴油泵，所述第三加热器通过输油管道连通汽提脱硫子系统的闪蒸泵，第三加热器的输出端经管道连通至蒸馏塔的中下部，蒸馏塔的中部通过输油管道连通至第三冷却器，第三冷却器经管道连通至第三暂存罐，第三暂存罐通过成品油管道经低硫生物柴油泵连通至低硫生物柴油储罐存储；所述蒸馏塔的底部通过输油管道经循环加热泵连通至第四加热器，第四加热器的输出端连通至蒸馏塔的中下部；

所述真空子系统分别与汽提脱硫子系统的第一冷却器、第二冷却器和冷凝器以及蒸馏脱硫子系统的第三冷却器和第三暂存罐连通。

上述一种生物柴油粗品的连续汽提脱硫蒸馏系统，所述汽提脱硫子系统还包括第一暂存罐、第二暂存罐、汽提油泵以及闪蒸水泵；所述第一冷却器和第二冷却器的底部分别通过管道连通至第一暂存罐，第一暂存罐通过油水管道经汽提油泵连通至高含硫油水混合物储罐，冷凝器的输出端端口经管道连通至第二暂存罐，第二暂存罐通过油水管道经闪蒸水泵连通高含硫油水混合物储罐；所述真空子系统分别与第一暂存罐和第二暂存罐连通。

上述一种生物柴油粗品的连续汽提脱硫蒸馏系统，所述蒸馏脱硫子系统还包括第四冷却器、第四暂存罐、前馏分回流泵以及前馏分泵，所述蒸馏塔的顶部通过混合气体管道连通至第四冷却器的输入端，第四冷却器的输出端经管道连通至第四暂存罐，第四暂存罐的底部通过前馏分管道经前馏分回流泵连通至蒸馏塔的顶部，第四暂存罐的底部还通过管道经前馏分泵连通至高硫前馏分储罐；所述真空子系统分别与第四冷却器和第四暂存罐连通。

上述一种生物柴油粗品的连续汽提脱硫蒸馏系统，所述蒸馏脱硫子系统中还包括釜底残液泵，蒸馏塔底部通过管道经釜底残液泵输出系统。

上述一种生物柴油粗品的连续汽提脱硫蒸馏系统，所述第三加热器为降膜加热器。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型通过汽提脱硫、蒸馏脱硫两步降低生物柴油中的硫含量，硫含量达到10ppm以下，达到国五柴油标准、欧洲柴油标准，避免硫含量高对下游产品调和柴油造成影响，同时避免了因硫含量超标而对环境产生污染以及对人们健康产生危害的问题发生。

附图说明

图1为本实用新型所述汽提脱硫子系统的工艺流程图；

图2为本实用新型所述蒸馏脱硫子系统的工艺流程图；

图3为为本实用新型的整体结构图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种生物柴油粗品的连续汽提脱硫蒸馏系统，应用于采用地沟油等油脂作为生物柴油原料的脱硫过程中，包括汽提脱硫子系统、蒸馏脱硫子系统和真空子系统，如图3所示。

汽提脱硫子系统如图1所示，主要包括汽提塔、第一加热器、第二加热器、第一冷却器、第二冷却器、闪蒸罐、冷凝器、第一暂存罐、第二暂存罐、汽提泵、汽提油泵、闪蒸泵以及闪蒸水泵。

本发明的生物柴油粗品经管道送入到汽提塔的上部，蒸汽源通过气体管道经第一加热器连通至汽提塔的底部；所述汽提塔的底部通过输油管道经汽提泵连通第二加热器的底部，第二加热器的顶部经输油管道连通至闪蒸罐的中上部，闪蒸罐的顶部通过水汽管道连通冷凝器，闪蒸罐的底部通过输油管道经闪蒸泵连通至蒸馏脱硫子系统；汽提塔中部通过混合气体管道连通至第二冷却器，汽提塔顶部通过混合气体管道连通至第一冷却器；第一冷却器和第二冷却器的底部分别通过管道连通至第一暂存罐，第一暂存罐通过油水管道经汽提油泵连通至高含硫油水混合物储罐，冷凝器的输出端端口经管道连通至第二暂存罐，第二暂存罐通过油水管道经闪蒸水泵连通高含硫油水混合物储罐。

生物柴油粗品进入汽提塔经过汽提脱硫后，从汽提塔底部输出汽提后的生物柴油粗品，汽提后的生物柴油粗品进入第二加热器加热后送入闪蒸罐，经过闪蒸的生物柴油粗品经闪蒸泵送入蒸馏脱硫子系统。

自汽提塔汽提后从汽提塔顶部分离出来的混合气体经过第一冷却器冷却后生成油水混合物送入第一暂存罐，从汽提塔中部分离出来的混合气体经第二冷却器冷却后的油水混合物也送入第一暂存罐，第一暂存罐的油水混合物在汽油油泵的动力下送入高含硫油水混合物储罐；自冷凝器冷却后的水汽进入第二暂存罐，第二暂存罐中的冷凝水在闪蒸水泵的动力下送入高含硫油水混合物储罐。

蒸馏脱硫子系统如图2所示，主要包括第三加热器、蒸馏塔、第四加热器、第三冷却器、第三暂存罐、第四冷却器、第四暂存罐、釜底残液泵、循环加热泵、低硫生物柴油泵、前馏分回流泵以及前馏分泵；第三加热器采用降膜加热器。

第三加热器通过输油管道连通汽提脱硫子系统的闪蒸泵，第三加热器的输出端经管道连通至蒸馏塔的中下部，蒸馏塔的中部通过输油管道连通至第三冷却器，第三冷却器经管道连通至第三暂存罐，第三暂存罐通过成品油管道经低硫生物柴油泵连通至低硫生物柴油储罐存储。自汽提脱硫子系统输出的生物柴油粗品经过第三加热器加热后送入蒸馏塔，自蒸馏塔中部输出的生物柴油经过第三冷却器冷却后送入第三暂存罐暂存，第三暂存罐输出低硫生物柴油经过低硫生物柴油泵泵出到低硫生物柴油储罐存储。

所述蒸馏塔的底部通过输油管道经循环加热泵连通至第四加热器，第四加热器的输出端连通至蒸馏塔的中下部。该支路可对蒸馏塔底部的生物柴油粗品经循环加热后再送入蒸馏塔进行再次蒸馏脱硫处理。

蒸馏塔的顶部通过混合气体管道连通至第四冷却器的输入端，第四冷却器的输出端经管道连通至第四暂存罐，第四暂存罐的底部通过前馏分管道经前馏分回流泵连通至蒸馏塔的顶部，第四暂存罐的底部还通过管道经前馏分泵连通至高硫前馏分储罐。自蒸馏塔顶部分离出来的混合气体进入第四冷却器冷却后进入第四暂存罐，第四暂存罐内的前馏分经前馏分回流泵送入到蒸馏塔顶部，通过塔顶填料的反复提取，将高含硫的轻组分提出。

自蒸馏塔底部输出的釜底残液经釜底残液泵排出系统。

真空子系统主要包括真空泵，用于对汽提脱硫子系统和蒸馏脱硫子系统提供真空环境；主要作用于汽提脱硫子系统的第一冷却器、第二冷却器、第一暂存罐、第二暂存罐和冷凝器；以及蒸馏脱硫子系统的第三冷却器、第四冷却器、第三暂存罐和第四暂存罐。

本实用新型用于生物柴油粗品脱硫时还对上述汽提脱硫子系统和蒸馏脱硫子系统中各设备的运行参数进行了设定，从而将硫含量为200ppm的生物柴油粗品经汽提脱硫子系统处理后硫含量降为90-120ppm，再经蒸馏脱硫子系统脱硫后硫含量降为10ppm。具体包括以下步骤。

a.汽提脱硫子系统脱硫

a1.将生物柴油粗品加热后送入汽提塔中，温度控制为120～140℃；同时向汽提塔中通入微量过热蒸汽；蒸汽的温度为125-160℃、压力为0.1-0.5mpa。

过热蒸汽的量为生物柴油粗品质量的0.5‰-5‰。

本实施例中，蒸汽可以采用氨气替换，蒸汽或氨气经过第一加热器加热后送入到汽提塔中。

a2.汽提后的生物柴油粗品泵入第二加热器进行加热，加热温度为140-160°；冷却后的混合气体冷却为油水混合物，经气体油泵送入高含硫油水混合物储罐。

生物柴油粗品在汽提塔内经过层层塔板的汽提去除硫杂质，并将汽提出来的混合气体送入第一冷却器和第二冷却器冷却，第一冷却器的温度为25-45℃、绝对真空为1000-1500pa，第二冷却器的温度为25-45℃、绝对真空为1000-1500pa，经过冷却器冷却后生成油水混合物送入第一暂存罐，第一暂存罐的油水混合物在汽油油泵的动力下送入高含硫油水混合物储罐。

a3.加热后的生物柴油粗品送入闪蒸罐，闪蒸生物柴油粗品的闪蒸罐温度为140-160℃、压力为100-500pa；生物柴油粗品在闪蒸罐中去除微量水汽；闪蒸后的生物柴油粗品中硫含量为90-120ppm。

闪蒸后的水汽送入冷凝器冷却后形成脱味油，送入第二暂存罐暂存，然后经闪蒸水泵送入高含硫油水混合物储罐。

a4.闪蒸后的生物柴油粗品泵入蒸馏脱硫子系统中进行二次脱硫。

b.蒸馏脱硫子系统脱硫

b1.闪蒸后的生物柴油粗品泵入蒸馏脱硫子系统中的降膜加热器加热，降膜加热器中生物柴油粗品的温度为180-220°。

b2.经过加热的生物柴油粗品气相送入具有分馏功能的蒸馏塔中进行蒸馏；蒸馏塔内的温度为220-240℃、真空度为50-100pa。

生物柴油粗品经蒸馏后，从塔顶分离出的高硫轻组分送入第四冷却器进行冷却，冷却后的前馏分再通过前馏分回流泵返回到蒸馏塔顶部；冷却得到的高硫前馏分液体则经过前馏分泵泵入到高硫前馏分储罐。蒸馏塔底部的生物柴油粗品经循环加热泵送入加热器再次加热后返回至蒸馏塔中下部。自蒸馏塔底部输出的釜底残液经釜底残液泵排出系统。

b3.经过蒸馏塔蒸馏后，从蒸馏塔中部输出的生物柴油送入第三冷却器中进行冷却，冷却器的温度为25-50℃、冷却器内的绝对真空为50-100pa；冷却后的低硫生物柴油暂存于第三暂存罐暂存，第三暂存罐输出低硫生物柴油经过低硫生物柴油泵泵出到低硫生物柴油储罐存储，最终得到硫含量低于10ppm的生物柴油。