[實用新型]連續(xù)化制備生物柴油的強化混合反應裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220522052.1
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN202912930U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 王存文;冀少卿;王為國;覃遠航;呂仁亮;張俊峰
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本實用新型涉及生物柴油的生產(chǎn)加工設備，特別是一種用酸化油、地溝油、餐飲廢油、植物油為原料連續(xù)化制備生物柴油的強化混合反應裝置。

背景技術

生物柴油是清潔的可再生能源，大力發(fā)展生物柴油對經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，推進能源替代，減輕環(huán)境壓力，控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。

目前工業(yè)化生產(chǎn)中，多采用酯交換工藝制備生物柴油。該法利用甲醇等醇類物質，將甘油三酸酯中的甘油取代下來，形成長鏈的脂肪酸甲酯。由于常規(guī)反應器中油醇不相溶體系混合困難，故反應時間長、轉化率低、能耗大。

為解決上述問題，近期出現(xiàn)很多高效制備生物柴油的反應裝置。中國專利CN?101717698A提出加入助溶劑促進油醇兩相混合，使反應在均相中進行，但是引入助溶劑將給后續(xù)處理帶來不便并增加原料成本。中國專利CN?201241095Y在傳統(tǒng)反應器中串聯(lián)一個水力空化器，產(chǎn)生空化泡以及空化泡長大和劇烈崩潰，有利于反應液充分混合、乳化，使反應界面迅速擴大，有利于快速合成生物柴油，但串聯(lián)水力空化器需要通過加壓泵，增加了反應裝置的復雜性。中國專利CN?1919973A提出利用環(huán)路湍流反應器組成一套連續(xù)式制備生物柴油的裝置，原料從環(huán)路湍流反應器底部進入，在環(huán)路湍流反應器中反應，經(jīng)過反應的混合物從反應器頂部出料，一部分物料回到循環(huán)混合泵，再次進入環(huán)路湍流反應器，另一部分進入二級反應器，實現(xiàn)了原料的循環(huán)混合，但是需要設置循環(huán)回路，生產(chǎn)條件較復雜，反應物料外循環(huán)需要通過外動力，使能耗增大。

因此，需要開發(fā)一種結構簡單、加工容易、效率高、能耗低且能連續(xù)化量產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)裝置。?

發(fā)明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術而提供一種結構簡單、加工容易、效率高、能耗低且能連續(xù)制備生物柴油的強化混合反應裝置。

本實驗新型解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種連續(xù)化制備生物柴油的強化混合反應裝置，包括管式反應器和預混合器，其特征在于：在管式反應器進口端裝有導流筒。

按上述方案，預混合器屬于被動式混合，采用異徑三通連接件。

按上述方案，導流筒的長徑比為1:1～12:1。

按上述方案，導流筒與管式反應器的管徑之比為0.3～0.8。

按上述方案，導流筒的底部與管式反應器底部的距離為管式反應器的管徑的0.5?～5?倍。

工作原理：甲醇和原料油通過預混合器混合后進入管式反應器，在管式反應器進口端設置導流筒，反應過程中，導流筒內物料為超臨界甲醇相與油相的混合物，密度相對較小，環(huán)隙內物料為不完全反應的油相，密度相對較大，在導流筒的引導下，物料繞導流筒壁有序循環(huán)，實現(xiàn)不完全反應的油相與新鮮進料在反應器進口端混合。不完全反應的油相中含有中間產(chǎn)物，該中間產(chǎn)物為增加兩相互溶的共溶劑，使油相中甲醇的含量與超臨界甲醇相中油的含量同時增加，由質量作用定律知，兩相互溶度的增加使反應速率增大，強化了反應過程。

本實用新型的有益效果是：采用預混合器對油醇不互溶流體進行預混，有效地促進了兩相混合。通過設置適宜尺寸的導流筒，使物料在反應器中靠自身體系的壓力差實現(xiàn)有序循環(huán)，增加反應器進口端超臨界甲醇相與油相的互溶度使反應速率增大。在適宜尺寸導流筒的引導下，物料的有序循環(huán)使物料在反應器進口端產(chǎn)生返混，超臨界甲醇相與油相互溶度增加產(chǎn)生的有益效果大于返混帶來的不利影響，醇油比降低，反應時間縮短。醇油比的降低與反應時間的縮短避免了高溫下生物柴油的焦化，從而使能耗降低，油脂收率提高。導流筒的設置強化了反應過程，增加了反應器的生產(chǎn)效率，進而實現(xiàn)了生物柴油生產(chǎn)的連續(xù)化、低能耗、高產(chǎn)量。

附圖說明

圖1是強化混合反應裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型的應用工藝流程圖。

具體實施方式