[實用新型]一種制備生物柴油的酯交換塔釜式連續(xù)反應(yīng)裝置

有效

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• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN205258426U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧興龍;嚴(yán)小建;申圣良
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶浩泰能源有限公司
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及生物柴油的反應(yīng)設(shè)備，具體涉及一種制 備生物柴油的酯交換塔釜式連續(xù)反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

生物柴油多以植物油和動物脂肪作為主要原料來源，目前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)生物柴 油主要有兩種方法，一種是將潲水油等低酸價油經(jīng)過精煉后，直接采用酯交換法進行反應(yīng) 制生物柴油；另一種是采用酸價高的油脂先進行酯化反應(yīng)，將大部分脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪酸 酯，酸價降低后，再進行酯交換反應(yīng)。無論哪種方法均需進行酯交換反應(yīng)。

生物柴油的酯交換反應(yīng)通常是利用反應(yīng)釜進行，將原料置于釜中，待該批原料消 耗后，將反應(yīng)產(chǎn)物導(dǎo)出，再加入新的原料進行反應(yīng)。這樣酯交換反應(yīng)過程是間斷的，不能連 續(xù)生產(chǎn)，因而每批原料都要進行預(yù)熱、加催化劑等操作，能耗高、操作復(fù)雜、生產(chǎn)周期長。鑒 于此，曾經(jīng)有部分生產(chǎn)企業(yè)嘗試采用連續(xù)式的管道反應(yīng)裝置來替代反應(yīng)釜，但由于我國生 物柴油原料多為廢棄油脂，其中含有一定量的雜質(zhì)，因此經(jīng)常出現(xiàn)管道堵塞現(xiàn)象。

由于酯交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，顯然將反應(yīng)后產(chǎn)物排出（主要為甘油），更有利于轉(zhuǎn) 化率的提高。但目前常規(guī)的生物柴油生產(chǎn)工藝仍是加大反應(yīng)原料劑量的方法使化學(xué)平衡向 增加反應(yīng)后產(chǎn)物的方向傾斜——將過量的醇（主要是甲醇）加入酯交換釜內(nèi)參與反應(yīng)，通常 醇與油脂的摩爾比為6:1（約為反應(yīng)所需量的2倍），然后再將過量的醇脫除。這種生產(chǎn)工藝 具有明顯缺陷：一是甲醇的使用量大，眾所周知甲醇易燃易爆且具有毒性，大量使用有安全 風(fēng)險；二是通過增加原料的方法來增加反應(yīng)后產(chǎn)物的量對反應(yīng)后產(chǎn)物的產(chǎn)率提高水平有 限。

因此，如何使進行酯交換反應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)不堵塞的連續(xù)生產(chǎn)的同時，又能顯 著提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率，是工業(yè)化生物柴油生產(chǎn)中一個尚未解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生 產(chǎn)、不易堵塞、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高的制備生物柴油的酯交換塔釜式連續(xù)反應(yīng)裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種制備生物柴油的酯交換塔釜式連續(xù)反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)釜，該反應(yīng)釜設(shè)置有 進料管和出料管，其特征在于，還包括原料輸送系統(tǒng)和導(dǎo)流控制系統(tǒng)；所述的原料輸送系統(tǒng) 包括原料加注管、輸送泵和加熱器；所述的原料加注管上設(shè)置有若干個用于加注原料或催 化劑的原料加注口，該原料加注管與所述的輸送泵連通，所述的輸送泵與進料管通過原料 輸送管連通；所述的加熱器設(shè)置在原料輸送管上，該加熱器為多管反應(yīng)器；所述的導(dǎo)流控制 系統(tǒng)包括調(diào)頻電機和三葉螺旋攪拌器；所述的調(diào)頻電機調(diào)整在反應(yīng)釜的頂部，通過連桿與 位于反應(yīng)釜內(nèi)的所述三葉螺旋攪拌器固定連接。

進一步，所述的導(dǎo)流控制系統(tǒng)還包括位于反應(yīng)釜內(nèi)且與其內(nèi)壁平行的導(dǎo)流筒，該 導(dǎo)流筒固定在所述反應(yīng)釜的中間，上、下端均為敞口且不與所述的反應(yīng)釜接觸；所述的三葉 螺旋攪拌器位于所述導(dǎo)流筒的上部，所述的進料管的出口端位于所述的導(dǎo)流筒內(nèi)，且處于 所述的三葉螺旋攪拌器的下方。

進一步，所述的出料管的進口端與所述進料管的出口端處于同一的水平線上。

進一步，所述的調(diào)頻電機上設(shè)置用減速器，用于調(diào)整所述三葉螺旋攪拌器的轉(zhuǎn)速。

進一步，所述的反應(yīng)釜和進料管的內(nèi)部分別設(shè)置有溫度傳感器。

進一步，所述的原料加注管、原料輸送管、出料管和原料加注口上均設(shè)置有閥門。

進一步，所述的反應(yīng)釜的下端設(shè)置有回流管，該回流管與所述的原料加注管連通； 所述的回流管上設(shè)置有止流閥，用于控制所述反應(yīng)釜內(nèi)的物質(zhì)的回流量。

進一步，所述的出料管上設(shè)置有取樣口，用于取樣檢驗。

進一步，所述的三葉螺旋攪拌器的轉(zhuǎn)速為80-400rpm。

進一步，所述的反應(yīng)釜的高徑比為3~4：1。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型為塔釜式反應(yīng)容器結(jié)合可調(diào)節(jié)的管道反應(yīng)設(shè)計，酯交換反應(yīng)除在塔 釜式反應(yīng)容器內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定進行，不會堵塞外；同時在泵輸送的管路及加熱器中均進行連續(xù) 反應(yīng)，由于泵的循環(huán)使物料不能停留聚集，減少了堵塞，同時由于在物料中的部分中間非原 料物料活性物存在，使物料的粘度降低，相溶性更好，不僅不存在管道反應(yīng)器的堵塞問題， 還增強了反應(yīng)進程。

2、由于本實用新型將反應(yīng)后產(chǎn)物導(dǎo)出，促使酯交換反應(yīng)向有利于生成反應(yīng)后產(chǎn)物 的方向進行，從而大大地提高了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率。