在寒冷季节使用时容易析出并堵塞输送管路；倘如饱和度低 ，例如用菜籽油 、棉籽油等生产出来的甲酯，因为不饱和键含量高 ，容易氧化变质 ，不易储存，并影响使用性能。

第二代生物燃料的主要成分是液态脂肪烃，在结构和性能方面更 接近石油基燃料 ，加工和使用都比甲酯类燃料方便，因此，尤其受到石油炼制企业的欢迎。本项目采用第二代生物燃料的生产方式。

注：（1）催化反应器；（2）气液分离器；（3）精馏塔

油脂直接加氢脱氧是指在高温高压下油脂的深度加氢过程。此时，羧基中的氧原子和氢结合成水分子，而自身还原成烃。在该工艺中，不锈钢管式反应器长度为 1 7 4cm，内径 2.2 8cm，油脂原料和氢气从顶部通过一个导流装置进入到反应器，整个过程模拟喷淋床反应器[13]。反应器中离中心位置约 12.7cm处安放催化剂，用六点电热偶测试催化剂床的温度，反应器外面用环绕加热器加热。加氢产物从反应器底部流出，通过管道流入气液分离器。分离出的气体或者作为部分氢气进料循环利用，或者作为加热器的燃料，分离出的液体组分经管道进入分馏柱，分馏成为 3部分：石脑油、柴油和残余馏分。残余馏分从分馏柱底部流出，可作为加热器的燃料。加氢反应制备出的柴油馏分中，C15~C18的饱和直链烷烃含量可达到95％，其十六烷值为100甚至更高，密度和黏度都能够达到柴油的质量标准，可以为高十六烷值柴油添加组分与石化柴油进行调配，加入比例可以为 5％～30％。调和物的十六烷值增量与烷烃组分加入量呈线性关系，随着加入量的增加而增加。

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三、工艺流程设计及化工计算

1、带控制点工艺流程图

2、物料计算

本项目拟定年生产能力10万吨，需废油脂11.2万吨，产率约90%。按年开工320天计，每天工作24小时。故日处理约350吨废油脂，每日经过处理后的产量约315吨。以下计算以每小时的产量为基准。原料进厂前，先期采用过滤、漂白和脱臭等处理。 （1）基本条件 反应式： RCH2COOH

H2

RCH3+CO2

废油脂密度0.8g/cm3 氢气密度0.9g/L 氢油比：1000:1， 即每日需氢气量为

350t×1000÷0.8kg/L×1000×0.9g/L=4.375×105 m3 ×0.9g/L =393.75t 催化剂Mo2Cβ—沸石的量：占原料用量2.6%，为350×2.6%=9.1t

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（2）反应前主要成分 处理后原料油主要成分有：

棕榈酸(十六烷酸) 16.14%×350t=56.49t 硬脂酸（十八烷酸） 7.55%×350t=26.425t

油酸（十八碳-顺-9-烯酸） 35.19% ×350t=123.165t 亚油酸（十八碳-顺-9-烯酸） 32.04%×350t=112.14t 亚麻酸（十八碳-9，12-二烯酸） 3.42%×350t=11.97t 其他 5.66%×350t=19.81t （3）进入反应器 组成 含量 质量/t 相对分子质量 物质的量/mol 56.49 26.425 256.43 284.48 282.47 280.45 278.44 氢气消耗量/mol 产物质量/t 棕榈酸 16.14% 硬脂酸 油酸 7.55% 220294.0374 220294.037 39.74765 92888.77953 92888.7795 19.36545 436028.6048 872057.21 90.02683 35.19% 123.165 亚油酸 32.04% 112.14 亚麻酸 3.42% 11.97 19.81 399857.3721 1599429.49 81.75084 42989.513 257937.078 8.702797 19.81 其他物质 5.66% 计算出日总氢气消耗量为3042606.593mol=6.085213t，为0.25355t/h。 故氢气日循环量为16.4-0.25355=16.14645t/h，为98.45%

得到的二氧化碳量为52.45t，故进入低压分离器产物总质量为259.4036t+52.45t=311.854t

故回流的氢气及其他物质为 350t-311.854 （4）进入低压反应器后

最后产物主要有：

组成 燃料气 汽油 （含CO2） 富气 粗汽油 含量 25% 5% 20% 质量/t 78.75 15.75 60.00

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轻柴油 柴油 重柴油 油浆 焦炭 25% 15% 5% 5% 78.75 47.25 15.75 15.75 未转化油 （5）单位产品消耗

消耗指标 序号 名称 单位 1 2 3 废油脂 氢气 催化剂 t/h t/h kg/h 指标 14.6 16.4 379.2 纯氢气 Mo2Cβ—沸石 备注 主要原辅材料消耗情况一览表

年需用量 序号 名称 单位 1 2 3 废油脂 氢气 催化剂 万t 万t t 数量 11.2 12.6 2912 Mo2Cβ—沸石 备注 3. 热量计算

3.1已知数据

1、生产中以25OC为基准温度

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2、原料预处理量为350t/d，即为14.58t/h.查得，废油比热容为2.30KJ/(kg·OC),取原料油密度0.8×10 kg／m3，

3、水热容4.18kJ／(kg·0C)，冷凝水初始温度为25℃，升温后温度变为40℃， 4、氢气的比热容为7.243 KJ/(kg·OC) 5、气态二氧化碳比热容为5.904KJ／(Kg·OC) 3.2计算过程

（1） 由生产能力和工艺要求可知，混合的反应物中原料油为14.58t/h.，氢气量

中，有循环气的20%以及加入的新氢，依据物料衡算可知该氢气量为 m2=16.15×1000×20%+（16.4-16.15）=3480kg

原料油与氢混合后以25OC进入换热器，以170OC离开换热器，所消耗的能量

Q需油1=m1C1Δt1 =14.58×1000×2.30×(170-25)=4862.43MJ Q需氢1= m2C2Δt1 =3480×7.243×(170-25)=3654.8178MJ Q需1=4862.43+3654.8178=8517.2478MJ

（2）加氢加热炉中，进入温度为170OC，出来温度为280 OC，所需提供能量为

Q需2= Q需油2 +Q需氢2= m1C1Δt2 + m2C2Δt2

=14.58×1000×2.30×（280-170）+3480×7.243×（280-170） =6461.36MJ

（3）反应器中，通入280 OC的氢油混合物以及循环氢气（占总循环氢气的80%，温度为45OC），又由物料衡算可知，循环氢气为16.15t/h。

Q需油3=m1C1Δt3 =14.58×1000×2.30×(400-280)=4024.08MJ Q需氢3= m2C2Δt3 =3480×7.243×(400-280)=3024.677MJ

Q氢3= m3C2Δt3 =(16.15×80%)×1000×7.243×(400-280)=11229.547MJ

反应器所需提供的总热量为Q需3 =4024.08+3024.677+11229.547 =18278.304 MJ

（4）换热器中，根据热量守恒原理，由计算（1）可知，原料油与氢混合从25 OC升至170OC所需能量Q需1等于反应后的混合物（由物料衡算可知，含CO2量为52.45t，氢气量为16.14t，生成油259.40t），将其从400OC降至t产生的热量，即

Q需1= Q需油4+ Q需氢4 +Q需C 4

= m油C1Δt4 + m氢C2Δt4 + m CO2C3Δt4 =16.4

带入数据，得：

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