[發明專利]一種智能一體化酯交換反應設備

有效

• 申請號: 201110107585.3
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102179223A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 黃鳳洪;郭萍梅;萬楚筠;鄭明明;李文林;黃慶德;楊湄;鄧乾春;劉昌盛;鈕琰星;楊金娥;許繼取;程小英
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院油料作物研究所
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;B01J19/10;B01J8/10;C11C3/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本發明涉及一種酯交換反應設備，屬于化學反應設備技術領域。

背景技術

酯交換反應是指油脂與低碳醇、脂肪酸或/和脂肪酸酯與植物甾醇在催化劑作用下進行的化學反應，是油脂及脂肪酸衍生物改性的重要手段之一，可制備出一系列高附加值化工產品或者保健產品，如脂肪酸低碳烷基酯、生物柴油、甘二酯、蔗糖酯、甾醇酯等。

目前，油脂及脂肪酸衍生物的酯交換修飾改性方法主要采用均相催化法和脂肪酶催化法，這些方法反應速度快，轉化率高，但同時存在產物分離困難、脂肪酶催化反應時間長、生產成本高等缺點，其中，酯交換反應產物間容易乳化是導致產物分離困難的重要原因之一，而反應時間長的主要原因是底物分子間傳質傳熱效率不高所致。

超聲波是將超聲波能量輻射到液體介質或者乳狀液中，使之產生一系列超聲效應，如攪拌、聚結、空化、溫熱、負壓等，從而強化界面間的化學反應過程和傳遞過程，同時也能達到破壞油水界面膜，起到破乳脫鹽脫水的作用。因此，超聲波作為有發展前景的21世紀“綠色化學”的重要手段，應用于酯交換反應日漸受到關注。Gryglewicz?S研究了菜籽油與甲醇的聲化學酯交換反應，結果顯示，以NaOH為催化劑，超聲作用能使酯交換反應的速率大大提高。CN201280541Y公開了一種生物柴油的連續化生產裝置，該裝置采用超聲波管式反應罐進行油脂酯交換反應制備生物柴油，顯著縮短了反應時間，降低能耗。CN101185812A公開了一種超聲波破乳除油設備，包括殼體、超聲波破乳室、氣浮分離室，該設備解決了超聲波之間的相互干擾和疊加以及引起被污水的二次乳化問題。CN1745869A公開了一種乳化液的超聲波破乳裝置，該裝置設有超聲波探頭及與其電連接的超聲波發生器，該發明解決了超聲波之間由于相互干擾和疊加，進而引起被處理液體二次乳化的問題。

高壓交流電靜電破乳是利用極板間電壓發生周期性變化，乳狀液中水滴周期性振動，產生明顯的扭曲、變形，從而促進其碰撞聚結，實現油水分離。CN88200107U公開了一種新型高壓靜電破乳器電極，該破乳裝置適用于乳狀液膜分離技術的破乳中，也可在原油破乳和化工過程的油水分離應用中。

目前，酯交換反應裝置的設計與改造正在向增強傳質效果、提高效率、降低成本的趨勢發展。如CN101618304公開了一種適用于固體催化羧酸類和醇類物質進行酯化反應的反應器，該反應器由多塊塔板組成，每塊塔板上都安裝一個降液管和一個升氣管，以實現氣、液、固三相充分接觸。CN1706793公開了一種酯化反應器，其主要特征是在進料管出口處設有沿圓周切向布置的帶有頂擋板或側擋板的漩流導向器，在漩流導向器的上方與反應器內的中上部和中下部之間分別設置加熱元件組，強化傳熱、傳質，提高結構的可靠性及加熱效率、反應速度和反應平衡轉化率。CN101469273是一種含有脂肪酸的原料與含有醇類的原料進行酯化反應制備生物柴油的逆流酯化反應器，它包含酯化反應塔、第一進料裝置、第二進料裝置、第一出料裝置與第二出料裝置。CN2444948公開了一種新型高效酯化反應器，它的特征是在酯化反應器殼體內攪拌槳附近設置有無聯箱盤管換熱器，提高底物分子間傳質傳熱效率。上述酯交換反應裝置主要針對增強底物間的傳質效果而設計，但未解決如何提高酯交換產物的分離效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能一體化酯交換反應設備，該設備具有結構緊湊、分離效率高的特點。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：一種智能一體化酯交換反應設備，其特征在于：它包括輔料儲存系統、輔料輸送系統、酯交換反應系統、水路系統、支架2；

所述的輔料儲存系統包括第一輔料儲罐24、第二輔料儲罐26、第一液位計25、第二液位計37和輔助攪拌裝置8，第一輔料儲罐24內設有第一液位計25，第二輔料儲罐26內設有第二液位計37，輔助攪拌裝置8的攪拌棒位于第一輔料儲罐24內；所述的第一輔料儲罐24、第二輔料儲罐26分別固定在支架2上(也可采用固定在酯交換反應系統的主體反應罐罐體上)，所述的第一液位計25、第二液位計37和輔助攪拌裝置8的輔助攪拌電機分別固定在酯交換反應系統的上蓋板3上；