[發明專利]一種固體堿催化非均相酯交換法生產生物柴油的裝置和方法

在審

• 申請號: 201510920121.2
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105385506A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 方利國;唐永銓;姚遠
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C11B3/10;C11B3/12;C10L1/02;C07C29/80;C07C31/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種固體堿催化非均相酯交換法生產生物柴油的裝置，其特征在于，包括原料混合罐(1)、反應器(3)、分液器(4)、離心機（13）、流化床干燥器（14）、吸收過濾裝置（5）、生物柴油精餾塔（7）、甘油精餾塔（10）、生物柴油儲罐（18）和甘油儲罐（17）；

所述原料混合罐(1)出口與反應器(3)、分液器(4)依次連接，分液器(4)下層出口與離心機(13)進料口連接，離心機（13）第一出料口與干燥器(14)進料口連接，干燥器(14)出料口與反應器(3)第二進料口連接，離心機（13）第二出料口與甘油精餾塔（10）進料口連接，分液器(4)上層出料口、甘油儲罐(17)出料口與吸收過濾裝置(5)第二進料口連接，吸收過濾裝置(5)出料口與生物柴油精餾塔（7）進料口連接；所述生物柴油精餾塔（7）塔頂出料口與原料混合罐（1）第三進料口連接，生物柴油精餾塔（7）塔底出料口與生物柴油儲罐（18）進料口連接，甘油精餾塔（10）塔頂出料口與原料混合罐（1）第三出料口連接，甘油精餾塔（10）塔底出料口與甘油儲罐（17）進料口連接。

2.根據權利要求1所述固體堿催化非均相酯交換法生產生物柴油的裝置，其特征在于，還包括原料預熱器（2）、甲醇甘油預熱器（12）、生物柴油精餾塔冷凝器(6)、生物柴油精餾塔再沸器(8)、甘油精餾塔冷凝器(9)、甘油精餾塔再沸器(11)、生物柴油冷凝器(16)、甘油冷凝器(15)；

所述原料預熱器(2)通過管道連接于原料混合罐(1)出料口和反應器(3)進料口之間，所述甲醇甘油預熱器(12)通過管道連接于離心機(13)第二出料口和甘油精餾塔(10)進料口之間；所述生物柴油精餾塔冷凝器(6)一端與生物柴油精餾塔(7)塔頂氣相出口連接，另一端分別與生物柴油精餾塔(7)塔頂回流管口和原料混合罐(1)第三進料口連接；所述生物柴油精餾塔再沸器(8)通過管道連接于生物柴油精餾塔(7)塔底液相出口和生物柴油精餾塔(7)塔底氣相進口之間；所述甘油精餾塔冷凝器(9)一端與甘油精餾塔(10)塔頂氣相出口連接，另一端分別與甘油精餾塔(10)塔頂回流管口和原料混合罐(1)第三進料口連接；所述甘油精餾塔再沸器(11)通過管道連接于甘油精餾塔(10)塔底液相出口和甘油精餾塔(10)氣相進口之間；所述生物柴油冷凝器(16)通過管道連接于生物柴油精餾塔(7)塔底出料口和生物柴油儲罐(18)之間；所述甘油冷凝器(15)通過管道連接于甘油精餾塔(10)塔底出料口和甘油儲罐(17)之間。

3.根據權利要求1所述一種固體堿催化非均相酯交換法生產生物柴油的裝置，其特征在于，所述離心機（13）為刮板式離心機、普通三足式離心機、吊袋離心機中的一種。

4.利用權利要求1-3任一項所述裝置生產生物柴油的方法，其特征在于，包括如下步驟：

原料油和甲醇進入原料混合罐(1)，預熱后與固體堿催化劑一起進入反應器(3)反應，然后進入分液器(4)分離，靜置后分為上下兩層；

其中，下層的催化劑、甘油和甲醇進入離心機(13)，離心機(13)第一出料口分離出的催化劑進入流化床干燥器(14)干燥，再進入反應器(3)循環利用，離心機(13)第二出料口分離出的甘油和甲醇進入甘油精餾塔(10)，塔頂甲醇冷凝一部分進入原料混合罐(1)循環利用，一部分回流至甘油精餾塔(10)，甘油精餾塔(10)塔底餾出的甘油預熱原料混合罐(1)后進入甘油儲罐(17)；

其中，上層的粗生物柴油進入吸收過濾裝置(5)，吸收過濾裝置(5)中的活性白土吸附生物柴油中未反應的原料油、甘油、一元和二元甘油酯雜質，吸附完雜質的活性白土經甘油儲罐(17)中的甘油沖洗實現再生，沖洗完的廢液排出吸收過濾裝置（5）外，經吸附處理后的粗生物柴油進入生物柴油精餾塔(7)精餾，塔頂甲醇冷凝一部分回到原料混合罐(1)循環利用，一部分作為回流液回流至生物柴油精餾塔(7)中，塔底餾出的生物柴油預熱原料混合罐(1)后進入生物柴油儲罐(18)。

5.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述分液裝置(4)采用三個分液器并聯的形式，每次輪換時，所述三個分液器滿足：一個用于進料，一個用于靜置，一個用于出料，三個過程各進行1-2.5小時，每3-7.5小時進行進料、靜置和出料的輪換，次數為一次。