彭才文
（四川彭彣彰信息科技有限公司，四川 绵阳市 621000）
摘要：一种单塔逆流超临界非催化连续的酯化工艺方法,涉及了一种采用油脂及脂肪酸与低碳醇为原料生产脂肪酸酯，酯化反应采用单塔逆流、低碳醇超临界、多点进料、非催化连续性操作，高效节能，酯化率高，流程精简独特，自动化程度高，操作安全可靠，完全可以替代常压和中低压多塔酯化、酯交换工艺方法，完全可以进行大量开发与推广应用。
关键词：单塔逆流 超临界 非催化 连续酯化 脂肪酸酯 多功能装置
一、本技术开发背景、必要性和意义
随着油脂化工可再生生物质新能源行业在我国乃至世界突飞猛进地发展，相对边缘又极具高科技含量和高附加值的油脂下游衍生物精细化工产业价值链---脂肪酸甲酯（乙酯、丙酯、丁酯），脂肪酸甲酯现已作为可再生生物质新能源替代普通燃油，脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯也是用途广泛又精细的油脂衍生物化工产品，未来它们具有 “金矿”的巨大潜能，正受到有关国家高度关注和各投融资家的青睐。目前，酯化和加氢化学法是脂肪酸酯生产的主要工艺方法，技术相对可靠，而采用此类工艺生产脂肪酸乙酯、丙酯甚至丁酯还是空白，而脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯产品的用途也十分边缘精细，还需广泛推广应用与示范，相关产品标准尚待研究制定。
作者通过长期对以动植物油脂或脂肪酸及其混合物为原料，生产可再生、清洁、绿色、环保的脂肪酸甲酯混合物等生物燃油的工艺技术不断探索研究和运用实践，通过对现代边缘油脂衍生物行业的国际先进技术和一系列相关引进技术或装置近三十年的消化吸收与改进，通过对现有各种酯化工艺技术的优劣对比，认为开发与发展高附加值、高科技含量和高回报的脂肪酸酯及其衍生产品已势在必行，因此，推广应用单塔逆流超临界非催化连续生产脂肪酸酯混合物的酯化新工艺技术方法就显得十分必要和迫切！
二、本多功能装置开发目标
填补以油脂或脂肪酸及其混合物为原料生产脂肪酸酯混合物的国内和国际空白；解决现有传统酯化工艺技术缺陷或不足；为再生资源综合利用，尽快推广应用示范本技术，以造福于社会绿色低碳经济可持续发展。
三、技术方案、基本原理及工艺条件的研发
3.1、技术方案：采用单塔逆流超临界非催化连续的酯化工艺多功能装置，根据原料所加的低碳醇种类，分别可以生产脂肪酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯系列产品。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2、技术原理：油脂或脂肪酸及其混合物与甲醇（或乙醇或丙醇或丁醇)在超临界状态条件下生成脂肪酸甲脂（或乙酯或丙酯或丁酯）、水、丙三醇等：
1）脂肪酸与甲醇反应式; RCOOH + CH3OH RCOOCH3 + H2O
2）脂肪酸与乙醇反应式; RCOOH + C2H5OH RCOOC2H5 + H2O
3）脂肪酸与丙醇反应式; RCOOH + C3H7OH RCOOC3H7 + H2O
4）脂肪酸与丁醇反应式; RCOOH + C4H9OH RCOOC4H9 + H2O
5）油脂与甲醇反应式; C3H5(COOR)3 + 3CH3OH 3RCOOCH3 + C3H5(0H)3
6）油脂与乙醇反应式; C3H5(COOR)3 + 3C2H5OH 3RCOOC2H5 + C3H5(0H)3
7）油脂与丙醇反应式; C3H5(COOR)3 + 3C3H7OH 3RCOOC3H7 + C3H5(0H)3
8）油脂与丁醇反应式; C3H5(COOR)3 + 3C4H9OH 3RCOOC4H9 + C3H5(0H)3
(说明：以上“-R”为饱和的或不饱和的烷基，可相同也可不同，低碳醇主要为C1-C4醇)
3.3、主要工艺过程：原料油预处理+酯化反应+低碳醇回收与再利用+副产物丙三醇回收精制+粗酯纯化精制等工序。
3.4、本酯化工艺技术特点：单酯化反应塔，低碳醇超临界状态，不使用任何催化剂，工艺介质逆流均一相反应体系，传热传质高效，油/醇较高，反应速度快，进料负荷控制酯化率，脱醇采取两级降压闪蒸器并借助系统本身高压高温醇蒸汽作喷射器动力源，脱醇效果彻底，粗酯质量高，系统热能采取逐级利用和匹配，醇回收利用充分，节能降耗效果显著，实现了系统热能的有效综合利用与回收，酯化后的酯粗品可通过高真空蒸馏、分馏或分子蒸馏技术去除微量丙三醇和轻馏分后得以精制提纯,其纯度超过99.0%，产率接近100%，品质优良，用途广泛，本技术推广应用和实施价值高，前景可观。
3.5、工艺路线选择和生产方法：采取多样化原料，重点考虑高品质精制植物油脂；生产方法采用单塔、逆流、超临界、非催化、连续生产脂肪酸酯混合物的酯化工艺技术，后续工序主要采用先进的高真空降膜再沸器蒸馏、分馏及分子蒸馏技术。生产脂肪酸酯产品总要求和趋向是采用安全、经济、高效的非催化连续甚至是超临界酯化工艺技术。
3.6、根据经营发展需要，技术路线选择也可是：多原料油预处理+++单塔逆流高压非催化连续水解反应和单塔逆流超临界非催化连续酯化反应+++高真空蒸馏或分馏或分子蒸馏+++副产品高真空蒸馏回收与深加工。这样，建立起一套多功能的生产装置，即可生产脂肪酸也可生产脂肪酸酯，根据市场行情需要，适时进行多功能装置产品的生产调整与优化。
3.7、本项目无引进软件包和设备，工程建设费用大幅度降低，完全采取自主研发的相关先进工艺和设备技术进行设计，系国产化样板酯化 工艺技术与流程。
四、技术创新成果和经济效果研究分析
（1）填补了以油脂或脂肪酸及其混合物为原料生产脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯混合物的国内或国际空白。
（2）解决了低碳醇与油脂或脂肪酸不相溶的技术难题并使之成为均相一个体系。
（3）可加工高酸值油脂和脂肪酸及其混合物，生产效率高，系统热能回收与利用科学合理、高效。
（4）极具推广和实施应用价值，使用前景可观。
（5）产品可出口创汇，为国家增加外汇收入。
（6）可带动同行业的工艺技术革命，对可再生生物质能源利用和经济建设具有重要的现实和经济意义。
（7）有利于行业综合优势发挥，可以脂肪酸酯为圆点，建立相关集群产业；本技术系资源综合利用的环保型高新技术产业化项目，可得到政府的相关政策和资金的支持。
（8）完全采取自主开发，设备设施完全国产化，不引进国外技术和设备装置，项目投资成本和费用低。
（9）对后序产品精制纯化和副产品丙三醇提供了可靠的技术保证条件支持，可生产生物医药级和军供丙三醇及其衍生物产品，增强了产业价值链和高附加值。
（10）可很好实现规模化生产，且可作先进酯化工艺技术流程进行大量推广应用与示范，市场前景广阔、光明。
五、本多功能装置应用实施意见
先市场调查，找有资格和经验的化工设计院承担前期可行性研究报告和扩初设计工作，承建方相关专业技术人员参与其中，把好工艺技术设计关和设备设施设计与选型关口，努力搞好装置设备设施国产化和安装调试及试生产阶段的组织管理和技术管理工作，应按危险品化工项目建设要求搞好岗位操作技术培训与日常工艺、设备设施运行管理，以保证生产正常稳定运行，以达到预设条件要求，以确保项目做到科学、健康、持续地工业化、规模化发展，达到安全、经济、高效、长周期、稳定营运。
论文作者:彭才文
论文发表刊物:《知识－力量》2017年10月上
论文发表时间:2018/1/3
标签：脂肪酸论文; 油脂论文; 反应式论文; 酯化论文; 混合物论文; 逆流论文; 技术论文; 《知识－力量》2017年10月上论文;