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摘 要：脂肪酸酯系列产品，未来具有 "金矿"的巨大潜能，正受相关国家的高度关注，各投融资家的青睐，系本世纪朝阳产业，市场前景广阔无限，而采用单塔逆流超临界非催化连续的酯化多功能工艺装置来生产脂肪酸酯至今还是空白，本装置对传统工艺技术进行了颠覆性革命，填补了国内和国际空白。
关键词：绿色 再生 脂肪酸酯 朝阳产业
一、本系列产品研发的技术背景、必要性及意义
作者是通过长期对以动植物油脂、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即生物柴油燃料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工艺装置三十多年的消化吸收与改进实践，通过对现有各种酯化工艺技术的优劣对比，认为开发和发展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已势在必行，十分必要和迫切！本工艺将传统工艺方法提高到前所未有的新台阶和新水平。
二、本工艺装置开发目的和规模
2.1填补产品生产工艺装置的国内和国际空白；实现商业化和规模化营运。
2.2经济规模：可按年处理2.0万吨原料并建分馏系统生产C12-24脂肪酸酯及其高附加值系列产品。
三、本系列产品产业前景研究分析
3.1该系列产品可出口创汇并带动同行业的技术革命，有利于行业综合优势发挥，并建立相关集群产业，可以预见未来几年，产品应用领域蓬勃发展，市场空間广阔无限。
3.2脂肪酸酯使用最多的是欧洲，仅脂肪酸甲酯份额就已占成品燃油市场的5%-10%。据测算脂肪酸酯的需求量将以每年10%速度增长，主要消费在日化、塑料、洗涤、食品、表面活性剂、润滑剂和再生新能源等行业；目前市面上的产品大都是粗级品，质量不符合市场对精脂肪酸酯的要求，尤其是C18-22高碳甲酯精品更少，无法满足特殊市场客户的需要，国内外脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯的工艺装置还是空白，其应用领域广泛，功能尚待进一步开发利用。
3.3近年高品级脂肪酸酯主要靠进口，高纯度脂肪酸甲酯精品出口量较少，综合开发利用脂肪酸酯意义深远。
3.4脂肪酸甲酯替代生产工艺要求苛刻的脂肪酸中间品也势在必行！脂肪酸甲酯现已供不应求，更不用说脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯。
3.5要达到目前世界燃油规范和欧V对低硫或无硫燃油的高环保排放标准严格要求，制造生物燃油及衍生品就更加彰显了极强的产品和技术、市场竞争力。
3.6 现世界柴油的年均需求量增加到5.0以上%，而柴油供应量严重不足，这给混甲酯生物燃油生产留下广阔的发展空间和机遇。
3.7依据使用的原料和生产商的不同，目前，混甲酯生物燃油在0.7-1.2万元/吨，C12-16精甲酯在0.8-1.5万元/吨，C18精甲酯在1.2-1.8万元/吨，C20精甲酯在1.8-2.5万元/吨，C22精甲酯在2.0-3.0万元/吨，C24高碳甲酯在0.4-0.6万元/吨，99.5%以上高纯度精甘油在1.0-1.20万元/吨左右。
3.8脂肪酸酯及衍生物行业，目前除了甲酯处于快速发展成长期，其它脂肪酸酯系列产品还是初创期，本产品更新换代周期长，部分产品有技术标准。
四、本工艺装置的新颖性、先进性和独特性分析
（1）本酯化工艺技术特点：单酯化反应塔，C1-4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/醇比高，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，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，原料转化率和酯化率高，可加工高酸值油脂和脂肪酸及其混合工艺介质，生产效率高，操作运行和检维修费用低，产污少或无，副产物丙三醇纯度高，可达95%以上，深加工丙三醇衍生物容易；连续操作性强，安全可靠性和自动化程度高，低碳醇入塔加料操作方式灵便，实现了系统热能的有效综合利用与回收。
（2）原料路线和生产方法：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。
（3）工艺技术路线选择：多原料油预处理+++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。另外，根据生产经营和发展需要，工艺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+++高真空蒸馏或分馏及分子蒸馏+++副产品高真空蒸馏回收与深加工。
（4）系国产化样板酯化工艺技术流程。
（5）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。
（6）生产制备的脂肪酸酯及其衍生物系列产品，可出口创汇。
（7）对后序精制纯化副产品丙三醇的工艺技术提供了保证，从而可生产生物医药级和军供丙三醇及其衍生物产品，大大增强了生产脂肪酸酯的产业价值链和高附加值。
（8）可实现规模化生产，工艺装置可进行大量推广实施应用。
五、具体实施案例分析
（1）一种是利用油脂或脂肪酸及其混合物为原料，在甲醇（或乙醇）工艺介质超临界状态下，酯化反应塔操作压力8.1-8.5MPa（乙醇为6.2-6.6MPa），操作温度均为240-250℃，酯化塔容积50m3，甲醇常压回收塔顶采取回流温度63-68℃（乙醇为76-81℃），采用单塔逆流、非催化、连续的生产操作运行方式进行酯化反应的工艺技术方法来制备脂肪酸甲酯或乙酯混合物产品；
（2）另一种是利用油脂或脂肪酸及其混合物为原料，在丙醇（或丁醇）超临界状态下，酯化反应塔操作压力均为5.2-5.6MPa，操作温度265-270℃（丁醇为287-290℃），酯化塔容积70m3，丙醇常压回收塔顶采取回流温度95-100℃（丁醇为115-120℃），采用单塔逆流、非催化、连续的生产操作运行方式进行酯化反应的工艺技术方法来制备脂肪酸丙酯或丁酯混合物产品。
六、脂肪酸酯产品特性分析
（1）、高清洁、绿色、环保；（2）、品质高，性能优；（3）、用途边缘、精细广泛；（4）、精制和深加工容易；（5）、制造成本经济合理，综合效果和效益最佳；（6）、市场竞争优势明显；（7）、系本世纪油脂及其衍生物可再生生物质行业朝阳产品。
七、已研发成果及其先进性：
（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）本工艺完全采取自主开发，设备设施完全国产化，不引进国外技术和设备装置，大大降低了项目投资成本和费用。
八、装置建设初步意见
本装置厂房占地面积大约50-70亩，一线生产操作与维护人员数量大约50名，生产管理人员5-8名，生产方式采取连续运行，四班三运转制，工艺生产设备和控制系统采取目前较为先进的DCS控制，自动化程度高，工艺装置投资大约2600万元，可以进行财产投保，可以达到年处理3.0万元原料油脂及脂肪酸的最大生产能力，使用寿命按15年计算。本项目具有较强的盈利能力，借款偿还能力和抗风险能力；具有经济效益明显，社会效益显著。因此，项目是可行的。
关键词：绿色 再生 脂肪酸酯 朝阳产业
一、本系列产品研发的技术背景、必要性及意义
作者是通过长期对以动植物油脂、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即生物柴油燃料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工艺装置三十多年的消化吸收与改进实践，通过对现有各种酯化工艺技术的优劣对比，认为开发和发展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已势在必行，十分必要和迫切！本工艺将传统工艺方法提高到前所未有的新台阶和新水平。
二、本工艺装置开发目的和规模
2.1填补产品生产工艺装置的国内和国际空白；实现商业化和规模化营运。
2.2经济规模：可按年处理2.0万吨原料并建分馏系统生产C12-24脂肪酸酯及其高附加值系列产品。
三、本系列产品产业前景研究分析
3.1该系列产品可出口创汇并带动同行业的技术革命，有利于行业综合优势发挥，并建立相关集群产业，可以预见未来几年，产品应用领域蓬勃发展，市场空間广阔无限。
3.2脂肪酸酯使用最多的是欧洲，仅脂肪酸甲酯份额就已占成品燃油市场的5%-10%。据测算脂肪酸酯的需求量将以每年10%速度增长，主要消费在日化、塑料、洗涤、食品、表面活性剂、润滑剂和再生新能源等行业；目前市面上的产品大都是粗级品，质量不符合市场对精脂肪酸酯的要求，尤其是C18-22高碳甲酯精品更少，无法满足特殊市场客户的需要，国内外脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯的工艺装置还是空白，其应用领域广泛，功能尚待进一步开发利用。
3.3近年高品级脂肪酸酯主要靠进口，高纯度脂肪酸甲酯精品出口量较少，综合开发利用脂肪酸酯意义深远。
3.4脂肪酸甲酯替代生产工艺要求苛刻的脂肪酸中间品也势在必行！脂肪酸甲酯现已供不应求，更不用说脂肪酸乙酯、丙酯、丁酯。
3.5要达到目前世界燃油规范和欧V对低硫或无硫燃油的高环保排放标准严格要求，制造生物燃油及衍生品就更加彰显了极强的产品和技术、市场竞争力。
3.6 现世界柴油的年均需求量增加到5.0以上%，而柴油供应量严重不足，这给混甲酯生物燃油生产留下广阔的发展空间和机遇。
3.7依据使用的原料和生产商的不同，目前，混甲酯生物燃油在0.7-1.2万元/吨，C12-16精甲酯在0.8-1.5万元/吨，C18精甲酯在1.2-1.8万元/吨，C20精甲酯在1.8-2.5万元/吨，C22精甲酯在2.0-3.0万元/吨，C24高碳甲酯在0.4-0.6万元/吨，99.5%以上高纯度精甘油在1.0-1.20万元/吨左右。
3.8脂肪酸酯及衍生物行业，目前除了甲酯处于快速发展成长期，其它脂肪酸酯系列产品还是初创期，本产品更新换代周期长，部分产品有技术标准。
四、本工艺装置的新颖性、先进性和独特性分析
（1）本酯化工艺技术特点：单酯化反应塔，C1-4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/醇比高，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，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，原料转化率和酯化率高，可加工高酸值油脂和脂肪酸及其混合工艺介质，生产效率高，操作运行和检维修费用低，产污少或无，副产物丙三醇纯度高，可达95%以上，深加工丙三醇衍生物容易；连续操作性强，安全可靠性和自动化程度高，低碳醇入塔加料操作方式灵便，实现了系统热能的有效综合利用与回收。
（2）原料路线和生产方法：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。
（3）工艺技术路线选择：多原料油预处理+++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。另外，根据生产经营和发展需要，工艺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+++高真空蒸馏或分馏及分子蒸馏+++副产品高真空蒸馏回收与深加工。
（4）系国产化样板酯化工艺技术流程。
（5）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。
（6）生产制备的脂肪酸酯及其衍生物系列产品，可出口创汇。
（7）对后序精制纯化副产品丙三醇的工艺技术提供了保证，从而可生产生物医药级和军供丙三醇及其衍生物产品，大大增强了生产脂肪酸酯的产业价值链和高附加值。
（8）可实现规模化生产，工艺装置可进行大量推广实施应用。
五、具体实施案例分析
（1）一种是利用油脂或脂肪酸及其混合物为原料，在甲醇（或乙醇）工艺介质超临界状态下，酯化反应塔操作压力8.1-8.5MPa（乙醇为6.2-6.6MPa），操作温度均为240-250℃，酯化塔容积50m3，甲醇常压回收塔顶采取回流温度63-68℃（乙醇为76-81℃），采用单塔逆流、非催化、连续的生产操作运行方式进行酯化反应的工艺技术方法来制备脂肪酸甲酯或乙酯混合物产品；
（2）另一种是利用油脂或脂肪酸及其混合物为原料，在丙醇（或丁醇）超临界状态下，酯化反应塔操作压力均为5.2-5.6MPa，操作温度265-270℃（丁醇为287-290℃），酯化塔容积70m3，丙醇常压回收塔顶采取回流温度95-100℃（丁醇为115-120℃），采用单塔逆流、非催化、连续的生产操作运行方式进行酯化反应的工艺技术方法来制备脂肪酸丙酯或丁酯混合物产品。
六、脂肪酸酯产品特性分析
（1）、高清洁、绿色、环保；（2）、品质高，性能优；（3）、用途边缘、精细广泛；（4）、精制和深加工容易；（5）、制造成本经济合理，综合效果和效益最佳；（6）、市场竞争优势明显；（7）、系本世纪油脂及其衍生物可再生生物质行业朝阳产品。
七、已研发成果及其先进性：
（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）本工艺完全采取自主开发，设备设施完全国产化，不引进国外技术和设备装置，大大降低了项目投资成本和费用。
八、装置建设初步意见
本装置厂房占地面积大约50-70亩，一线生产操作与维护人员数量大约50名，生产管理人员5-8名，生产方式采取连续运行，四班三运转制，工艺生产设备和控制系统采取目前较为先进的DCS控制，自动化程度高，工艺装置投资大约2600万元，可以进行财产投保，可以达到年处理3.0万元原料油脂及脂肪酸的最大生产能力，使用寿命按15年计算。本项目具有较强的盈利能力，借款偿还能力和抗风险能力；具有经济效益明显，社会效益显著。因此，项目是可行的。