彭才文

摘 要：脂肪酸酯系列產(chǎn)品，未來(lái)具有 "金礦"的巨大潛能，正受相關(guān)國(guó)家的高度關(guān)注，各投融資家的青睞，系本世紀(jì)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)前景廣闊無(wú)限，而采用單塔逆流超臨界非催化連續(xù)的酯化多功能工藝裝置來(lái)生產(chǎn)脂肪酸酯至今還是空白，本裝置對(duì)傳統(tǒng)工藝技術(shù)進(jìn)行了顛覆性革命，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)和國(guó)際空白。

關(guān)鍵詞：綠色 再生 脂肪酸酯 朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)

一、本系列產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)背景、必要性及意義

作者是通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)以動(dòng)植物油脂、脂肪酸及其混合物為原料，生產(chǎn)可再生、清潔、綠色、環(huán)保的脂肪酸甲酯混合物即生物柴油燃料的工藝技術(shù)不斷探索研究和運(yùn)用實(shí)踐，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代邊緣油脂衍生物行業(yè)的國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和一系列相關(guān)引進(jìn)技術(shù)或工藝裝置三十多年的消化吸收與改進(jìn)實(shí)踐，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有各種酯化工藝技術(shù)的優(yōu)劣對(duì)比，認(rèn)為開(kāi)發(fā)和發(fā)展單塔逆流超臨界非催化連續(xù)生產(chǎn)脂肪酸酯混合物的酯化新工藝技術(shù)已勢(shì)在必行，十分必要和迫切！本工藝將傳統(tǒng)工藝方法提高到前所未有的新臺(tái)階和新水平。

二、本工藝裝置開(kāi)發(fā)目的和規(guī)模

2.1填補(bǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝裝置的國(guó)內(nèi)和國(guó)際空白；實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和規(guī)?；癄I(yíng)運(yùn)。

2.2經(jīng)濟(jì)規(guī)模：可按年處理2.0萬(wàn)噸原料并建分餾系統(tǒng)生產(chǎn)C12-24脂肪酸酯及其高附加值系列產(chǎn)品。

三、本系列產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)前景研究分析

3.1該系列產(chǎn)品可出口創(chuàng)匯并帶動(dòng)同行業(yè)的技術(shù)革命，有利于行業(yè)綜合優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，并建立相關(guān)集群產(chǎn)業(yè)，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)幾年，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)空間廣闊無(wú)限。

3.2脂肪酸酯使用最多的是歐洲，僅脂肪酸甲酯份額就已占成品燃油市場(chǎng)的5%-10%。據(jù)測(cè)算脂肪酸酯的需求量將以每年10%速度增長(zhǎng)，主要消費(fèi)在日化、塑料、洗滌、食品、表面活性劑、潤(rùn)滑劑和再生新能源等行業(yè)；目前市面上的產(chǎn)品大都是粗級(jí)品，質(zhì)量不符合市場(chǎng)對(duì)精脂肪酸酯的要求，尤其是C18-22高碳甲酯精品更少，無(wú)法滿(mǎn)足特殊市場(chǎng)客戶(hù)的需要，國(guó)內(nèi)外脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯的工藝裝置還是空白，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，功能尚待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。

3.3近年高品級(jí)脂肪酸酯主要靠進(jìn)口，高純度脂肪酸甲酯精品出口量較少，綜合開(kāi)發(fā)利用脂肪酸酯意義深遠(yuǎn)。

3.4脂肪酸甲酯替代生產(chǎn)工藝要求苛刻的脂肪酸中間品也勢(shì)在必行！脂肪酸甲酯現(xiàn)已供不應(yīng)求，更不用說(shuō)脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯。

3.5要達(dá)到目前世界燃油規(guī)范和歐V對(duì)低硫或無(wú)硫燃油的高環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求，制造生物燃油及衍生品就更加彰顯了極強(qiáng)的產(chǎn)品和技術(shù)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.6 現(xiàn)世界柴油的年均需求量增加到5.0以上%，而柴油供應(yīng)量嚴(yán)重不足，這給混甲酯生物燃油生產(chǎn)留下廣闊的發(fā)展空間和機(jī)遇。

3.7依據(jù)使用的原料和生產(chǎn)商的不同，目前，混甲酯生物燃油在0.7-1.2萬(wàn)元/噸，C12-16精甲酯在0.8-1.5萬(wàn)元/噸，C18精甲酯在1.2-1.8萬(wàn)元/噸，C20精甲酯在1.8-2.5萬(wàn)元/噸，C22精甲酯在2.0-3.0萬(wàn)元/噸，C24高碳甲酯在0.4-0.6萬(wàn)元/噸，99.5%以上高純度精甘油在1.0-1.20萬(wàn)元/噸左右。

3.8脂肪酸酯及衍生物行業(yè)，目前除了甲酯處于快速發(fā)展成長(zhǎng)期，其它脂肪酸酯系列產(chǎn)品還是初創(chuàng)期，本產(chǎn)品更新?lián)Q代周期長(zhǎng)，部分產(chǎn)品有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

四、本工藝裝置的新穎性、先進(jìn)性和獨(dú)特性分析

（1）本酯化工藝技術(shù)特點(diǎn)：?jiǎn)熙セ磻?yīng)塔，C1-4低碳醇超臨界狀態(tài)，不使用任何催化劑，工藝介質(zhì)逆流均一相反應(yīng)體系，傳熱傳質(zhì)高效，油/醇比高，反應(yīng)速度快，進(jìn)料負(fù)荷控制酯化率，脫醇采取兩級(jí)降壓閃蒸器并借助系統(tǒng)本身高壓高溫醇蒸汽作噴射器動(dòng)力源，脫醇效果徹底，粗酯質(zhì)量高，解決了低碳醇與油脂或脂肪酸不相溶的技術(shù)難題并使之成為均相一個(gè)體系，原料轉(zhuǎn)化率和酯化率高，可加工高酸值油脂和脂肪酸及其混合工藝介質(zhì)，生產(chǎn)效率高，操作運(yùn)行和檢維修費(fèi)用低，產(chǎn)污少或無(wú)，副產(chǎn)物丙三醇純度高，可達(dá)95%以上，深加工丙三醇衍生物容易；連續(xù)操作性強(qiáng)，安全可靠性和自動(dòng)化程度高，低碳醇入塔加料操作方式靈便，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)熱能的有效綜合利用與回收。

（2）原料路線(xiàn)和生產(chǎn)方法：采取多樣化原料，重點(diǎn)考慮高品質(zhì)精制植物油脂；生產(chǎn)方法采用單塔、逆流、超臨界、非催化、連續(xù)生產(chǎn)脂肪酸酯混合物的酯化工藝技術(shù)。

（3）工藝技術(shù)路線(xiàn)選擇：多原料油預(yù)處理+++單塔逆流超臨界非催化連續(xù)酯化反應(yīng)+++高真空蒸餾或分餾或分子蒸餾+++副產(chǎn)品高真空蒸餾回收與深加工。另外，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和發(fā)展需要，工藝技術(shù)路線(xiàn)選擇也可是：多原料油預(yù)處理+++單塔逆流高壓非催化連續(xù)水解反應(yīng)和單塔逆流超臨界非催化連續(xù)酯化反應(yīng)+++高真空蒸餾或分餾及分子蒸餾+++副產(chǎn)品高真空蒸餾回收與深加工。

（4）系國(guó)產(chǎn)化樣板酯化工藝技術(shù)流程。

（5）填補(bǔ)了以油脂或脂肪酸及其混合物為原料生產(chǎn)脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯混合物的國(guó)內(nèi)或國(guó)際空白。

（6）生產(chǎn)制備的脂肪酸酯及其衍生物系列產(chǎn)品，可出口創(chuàng)匯。

（7）對(duì)后序精制純化副產(chǎn)品丙三醇的工藝技術(shù)提供了保證，從而可生產(chǎn)生物醫(yī)藥級(jí)和軍供丙三醇及其衍生物產(chǎn)品，大大增強(qiáng)了生產(chǎn)脂肪酸酯的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈和高附加值。

（8）可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，工藝裝置可進(jìn)行大量推廣實(shí)施應(yīng)用。

五、具體實(shí)施案例分析

（1）一種是利用油脂或脂肪酸及其混合物為原料，在甲醇（或乙醇）工藝介質(zhì)超臨界狀態(tài)下，酯化反應(yīng)塔操作壓力8.1-8.5MPa（乙醇為6.2-6.6MPa），操作溫度均為240-250℃，酯化塔容積50m3，甲醇常壓回收塔頂采取回流溫度63-68℃（乙醇為76-81℃），采用單塔逆流、非催化、連續(xù)的生產(chǎn)操作運(yùn)行方式進(jìn)行酯化反應(yīng)的工藝技術(shù)方法來(lái)制備脂肪酸甲酯或乙酯混合物產(chǎn)品；

（2）另一種是利用油脂或脂肪酸及其混合物為原料，在丙醇（或丁醇）超臨界狀態(tài)下，酯化反應(yīng)塔操作壓力均為5.2-5.6MPa，操作溫度265-270℃（丁醇為287-290℃），酯化塔容積70m3，丙醇常壓回收塔頂采取回流溫度95-100℃（丁醇為115-120℃），采用單塔逆流、非催化、連續(xù)的生產(chǎn)操作運(yùn)行方式進(jìn)行酯化反應(yīng)的工藝技術(shù)方法來(lái)制備脂肪酸丙酯或丁酯混合物產(chǎn)品。

六、脂肪酸酯產(chǎn)品特性分析

（1）、高清潔、綠色、環(huán)保；（2）、品質(zhì)高，性能優(yōu)；（3）、用途邊緣、精細(xì)廣泛；（4）、精制和深加工容易；（5）、制造成本經(jīng)濟(jì)合理，綜合效果和效益最佳；（6）、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯；（7）、系本世紀(jì)油脂及其衍生物可再生生物質(zhì)行業(yè)朝陽(yáng)產(chǎn)品。

七、已研發(fā)成果及其先進(jìn)性：

（1）填補(bǔ)了以油脂或脂肪酸及其混合物為原料生產(chǎn)脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯混合物的國(guó)內(nèi)或國(guó)際空白。

（2）解決了低碳醇與油脂或脂肪酸不相溶的技術(shù)難題并使之成為均相一個(gè)體系。

（3）本工藝完全采取自主開(kāi)發(fā)，設(shè)備設(shè)施完全國(guó)產(chǎn)化，不引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備裝置，大大降低了項(xiàng)目投資成本和費(fèi)用。

八、裝置建設(shè)初步意見(jiàn)

本裝置廠(chǎng)房占地面積大約50-70畝，一線(xiàn)生產(chǎn)操作與維護(hù)人員數(shù)量大約50名，生產(chǎn)管理人員5-8名，生產(chǎn)方式采取連續(xù)運(yùn)行，四班三運(yùn)轉(zhuǎn)制，工藝生產(chǎn)設(shè)備和控制系統(tǒng)采取目前較為先進(jìn)的DCS控制，自動(dòng)化程度高，工藝裝置投資大約2600萬(wàn)元，可以進(jìn)行財(cái)產(chǎn)投保，可以達(dá)到年處理3.0萬(wàn)元原料油脂及脂肪酸的最大生產(chǎn)能力，使用壽命按15年計(jì)算。本項(xiàng)目具有較強(qiáng)的盈利能力，借款償還能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力；具有經(jīng)濟(jì)效益明顯，社會(huì)效益顯著。因此，項(xiàng)目是可行的。endprint