[發明專利]交互式紊流反應裝置

有效

• 申請號: 201110122285.2
• 申請日: 2011-05-12
• 公開（公告）號: CN102776075A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 種傳學;聶新峰;黃三福;高登征;王寧;葛保全;陳濤;高崇洋
• 申請（專利權）人: 種傳學;福建漳州鼎能生物科技有限公司
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔

技術領域

本發明涉及化工領域，具體地涉及一種交互式紊流反應裝置，其尤其適合于生物柴油生產過程的酯化反應使用。

背景技術

生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質能的一種，它是生物質利用熱裂解等技術得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。生物柴油是含氧量極高的復雜有機成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機物，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有機酸、醇等。

原料油脂加入過量甲醇，在酸性催化劑存在下，進行酯化，使游離酸轉變成粗脂肪酸甲酯。現有技術中，生成粗脂肪酸甲酯的酯化反應都是采用釜式反應裝置，在加溫的同時，用攪拌器攪拌來促進反應的進行，但由于不能連續生產，且油脂和甲醇不相容，其反應時間長，酯化不完全，能耗高，使得生產出來的生物柴油成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供交互式紊流反應裝置，以解決現有技術中存在的上述問題。

本發明提供的技術方案如下：

交互式紊流反應裝置，包括至少一反應器，所述的反應器具有至少一原料進口以及至少一反應產物出口，其特征在于：所述的反應器內設有多塊橫向傾斜設置的擋板，所述的擋板上設有多個非對稱斜型錐孔。

在本發明的較佳實施例中，所述的反應器還具有一紊流推動泵。

在本發明的較佳實施例中，所述的紊流推動泵設于反應器原料進口處。

在本發明的較佳實施例中，所述的擋板和反應器的主軸方向的夾角為5°-75°。這樣，當反應器豎直設置時，可以避免擋板上出現平臺，使固體堆積，不利于反應的進行的現象發生。

在本發明的更佳實施例中，所述的擋板和反應器的主軸方向的夾角為10°-30°。

在本發明的較佳實施例中，所述的錐孔和擋板表面的夾角為15°-75°。更佳地，為35°-65°。

在本發明的較佳實施例中，同一擋板的相鄰錐孔之間的軸線相互錯開，或是交叉。如此，可以讓各錐孔之間出來的液流流向不同，避免因同向加強而出現局部高剪切速率區域。

在本發明的較佳實施例中，相鄰錐孔之間的交叉角度為15°-75°度。

在本發明的較佳實施例中，反應器外設換熱夾套或者外掛加熱器，其可使反應器內的溫度保持在一較佳的反應溫度范圍內。

在本發明的較佳實施例中，所述的反應器為2-5個，相連的兩個反應器之間用一管道連通。

本發明的交互式紊流反應裝置，反應器內設設有多塊橫向傾斜設置的擋板，所述的擋板上設有多個非對稱斜型錐孔。在擋板和錐孔的作用下，通過擋板的混合物流就會產生紊流，促進傳質。本發明還設置一紊流推動泵，其可以反復地將混合物流向前推進或向后吸。通過擋板的作用反復產生紊流，與單向流動相比，大大強化了油脂和甲醇互不相容體系的傳質。

從上述描述可知，本發明實現了酯化與酯交換的連續化生產，提高了生產工藝的自動化水平；采用了特殊結構的紊流反應器，大大強化了油脂和甲醇互不相容體系的傳質，徹底改變了作坊式的釜式反應落后工藝，顯著縮短了反應時間，很大程度的降低了能耗，社會和經濟效益顯著提高。

本發明通過擋板及錐孔的設置，有效地改善停留時間分布，強化反應器內部的傳遞過程，并保持固體粒子均勻地懸浮于反應流體中。避免了出現局部高剪切速率區域，不易發生高分子量聚合物的剪切降解和固體顆粒的機械破碎。當反應管垂直安裝時，反應器內部不存在水平表面，不易發生固體顆粒的局部堆積，能夠在流體固含量較高的情況下長期穩定操作。

本發明的交互式紊流反應裝置不僅適用于生物柴油的連續酯化反應，也適用于其它的類似類型的化學反應。

附圖說明

圖1為本發明交互式紊流反應裝置的結構示意圖。

圖2為本發明擋板的結構示意圖；

圖3為錐孔的示意圖之一；

圖4為錐孔的示意圖之二。

圖中：1、2反應管?1-1進料口?1-2蒸汽入口?1-3出料口?1-4疏水閥?1-5出料管?3-彎管?4-擋板?4-1非對稱斜型錐孔?5-紊流推動泵?6-甲醇進口?7-催化劑進口?8-原料罐?9-計量器?10排空口?11放料口。

具體實施方式