[實用新型]一種強化酯交換反應的生物柴油合成裝置

有效

• 申請號: 201220489405.2
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN202808761U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 楊鋒;李利軍;黃永春
• 申請（專利權）人: 廣西工學院
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 韋微

技術領域

本實用新型涉及一種以天然動植物油、植物油下腳料或廢棄食用油脂為原料制備生物柴油的生物柴油合成裝置。

背景技術

生物柴油作為一種新型清潔燃料，與石油柴油相比具有生物降解度高、毒性低、含硫低、有害物質排放量小、燃點高，且可再生等優點，因此已成為國內外研究開發的熱點。生物柴油是以植物油、動物油、廢食用油等為原料與短鏈醇進行酯交換反應制得，其主要成分是脂肪酸單酯。生物柴油合成過程中的酯交換反應屬于傳質控制反應，為提高其傳質效果，人們研究利用超聲波等物理場強化酯交換反應制備生物柴油，并申請了系列專利，其主要利用超聲波的空化作用。反應底物（原料油、短鏈醇和催化劑等）在超聲外場作用下，空化氣泡的振蕩及其體積的周期性變化可在相界面處起到混合和乳化的作用，尤其是在液-液相界面處空化氣泡的崩潰閉合產生的湍動效應和微擾效應引起的混合和乳化作用更為顯著，從而使傳質過程得到強化，超聲強化酯交換制備生物柴油不但提高了生物柴油產率，縮短反應時間，而且反應條件溫和，對設備的要求也不嚴格。但目前，超聲強化酯交換反應制備生物柴油還停留在實驗室探索階段，主要原因是超聲反應器的設計和放大困難，限制了其在生產上的應用。故研發一種易于實現工業化生產的生物柴油合成裝置，具有非常重要的意義。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種強化酯交換反應的生物柴油合成裝置，本裝置之酯交換反應裝置利用了高速渦流產生的強機械沖擊力和高剪切力及空化作用的原理，使酯交換反應的傳質過程得到強化，從而縮短反應時間、提高成品生物柴油產率。

解決上述技術問題的技術方案是：一種強化酯交換反應的生物柴油合成裝置，包括依次連通的原料油貯罐、閃蒸器、熱交換器、酯交換反應裝置、短鏈醇蒸餾器、純化裝置和成品油貯罐，該裝置還包括與酯交換反應裝置連通的短鏈醇和催化劑混合貯罐，所述的酯交換反應裝置是強化酯交換反應裝置，該強化酯交換反應裝置主要由泵體、泵蓋、轉軸和安裝在轉軸上帶有葉片的葉輪組成，泵體中上部分別開有吸入口和酯交換反應產物出口，所述的吸入口與帶有原料油入口和短鏈醇與催化劑入口的吸入管連通。

由于采用上述結構，本實用新型之一種強化酯交換反應的生物柴油合成裝置具有以下有益效果：

（1）大大縮短酯交換反應達到平衡的時間，提高了生物柴油的產率；

（2）提高了酯交換反應的轉化率，使反應更徹底，降低了生物柴油產品中的甘油總量，提高了產品質量；

（3）節約了催化劑的用量；

（4）設備簡單、易于放大。

下面，結合附圖和實施例對本實用新型之一種強化酯交換反應的生物柴油合成裝置的技術特征作進一步的說明。

附圖說明

圖1：本實用新型之一種強化酯交換反應的生物柴油合成裝置示意圖。

圖2：本實用新型之強化酯交換反應裝置主視剖視圖（半剖）。

圖中：

1-原料油貯罐，2-閃蒸器，3-換熱器，4-酯交換反應裝置，41-泵體，42-泵蓋，43-吸入管，431-原料油入口，432-短鏈醇與催化劑入口，44-轉軸，45-葉片，46-葉輪，47-酯交換反應產物出口，5-短鏈醇蒸餾器，6-純化裝置，7-成品油貯罐，8-短鏈醇和催化劑混合貯罐。

具體實施方式

一種強化酯交換反應的生物柴油合成裝置，包括依次連通的原料油貯罐1、閃蒸器2、熱交換器3、酯交換反應裝置4、短鏈醇蒸餾器5、純化裝置6和成品油貯罐7，該裝置還包括與酯交換反應裝置4連通的短鏈醇和催化劑混合貯罐8（參見圖1），所述的酯交換反應裝置4是強化酯交換反應裝置，該強化酯交換反應裝置主要由泵體41、泵蓋42、轉軸44和安裝在轉軸上帶有葉片45的葉輪46組成，泵體中上部分別開有吸入口411和酯交換反應產物出口47，所述的吸入口與帶有原料油入口431和短鏈醇與催化劑入口432的吸入管43連通（參見圖2）。

本實用新型所述的原料油貯罐、閃蒸器、換熱器、短鏈醇蒸餾器、純化裝置和成品油貯罐的具體結構與現有技術相同，此處不再贅述。

本實用新型適用于以天然動植物油、植物油下腳料、廢棄食用油脂或其混合物為原料油制備生物柴油工藝。

工作過程：