[發(fā)明專利]廢動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油的高效連續(xù)反應(yīng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110559638.9
• 申請(qǐng)日: 2021-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN113304707A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳丹;李俊雄;徐興煙;葉活動(dòng);曾慶平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 龍巖卓越新能源股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J19/00
• 分類號(hào): B01J19/00;B01J19/02;B01J19/24;B01F13/10;B01F5/06;C11C3/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 林祥成

本發(fā)明公開了一種廢動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油的高效連續(xù)反應(yīng)裝置，包括搪玻璃反應(yīng)塔、循環(huán)泵和靜態(tài)混合器；搪玻璃反應(yīng)塔耐壓0.5MPa，耐溫160℃，高徑比H/D＝3?15，其頂部設(shè)過(guò)量甲醇?xì)馀c水蒸氣出口，上部一側(cè)設(shè)廢油脂與催化劑混合物進(jìn)料口，另一側(cè)設(shè)上下液位計(jì)接口，下部一側(cè)設(shè)反應(yīng)出料口，另一側(cè)設(shè)循環(huán)物料進(jìn)口，底部設(shè)循環(huán)物料出口，循環(huán)物料進(jìn)口下方設(shè)溫度計(jì)接口，該搪玻璃反應(yīng)塔上部還設(shè)有觀察口，下部設(shè)有人孔；循環(huán)泵進(jìn)口管道連接循環(huán)物料出口，循環(huán)泵出口管道連接靜態(tài)混合器進(jìn)口，靜態(tài)混合器出口管道連接循環(huán)物料進(jìn)口，靜態(tài)混合器進(jìn)口端側(cè)面設(shè)過(guò)熱甲醇?xì)膺M(jìn)口；循環(huán)泵采用內(nèi)襯聚四氟乙烯耐酸離心泵。本發(fā)明設(shè)備投資少、生產(chǎn)連續(xù)高效、能耗低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物柴油生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用廢動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油的高效連續(xù)反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

生物柴油是指利用生物油脂生產(chǎn)的生物質(zhì)燃料，受中國(guó)人口多，人均耕地面積小的國(guó)情影響，國(guó)內(nèi)的生物柴油的生產(chǎn)原料以廢棄餐廚油脂、潲水油、酸化油等廢動(dòng)植物油脂為主。廢動(dòng)物油脂主要由脂肪酸和脂肪酸甘油三酯組成，脂肪酸和脂肪酸甘油三酯與甲醇分別發(fā)生酯化反應(yīng)和酯交換反應(yīng)得到脂肪酸甲酯，即生物柴油。生物柴油生產(chǎn)方法包括化學(xué)催化法、高溫連續(xù)酯化法、超臨界醇解法和酶催化法等。中國(guó)專利CN105001999B公開了一種高溫連續(xù)酯化生產(chǎn)生物柴油的方法，此方法雖然實(shí)現(xiàn)了無(wú)催化劑連續(xù)進(jìn)出料的生產(chǎn)，提高了自動(dòng)化化水平，但是原料適應(yīng)性差，大豆酸化油等含有少量磷脂、膠質(zhì)，經(jīng)過(guò)高溫預(yù)熱會(huì)使換熱器結(jié)焦結(jié)碳而影響正常生產(chǎn)；超臨界甲醇醇解法，雖然具有不使用酸堿催化劑、反應(yīng)時(shí)間短和原料轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)，但是反應(yīng)條件苛刻，需高溫高壓，設(shè)備投資和能耗高；酶催化反應(yīng)盡管工藝條件溫和，但由于對(duì)原料油品質(zhì)要求高，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低，且酶成本較高，工業(yè)化有一定難度；國(guó)內(nèi)廢動(dòng)植物油脂雜質(zhì)較多較復(fù)雜，而化學(xué)催化法具有原料適應(yīng)強(qiáng)，催化效率高等優(yōu)勢(shì)，是國(guó)內(nèi)生物柴油的主流生產(chǎn)方法。

化學(xué)催化法由于酸催化存在腐蝕問(wèn)題，故在反應(yīng)設(shè)備材質(zhì)上大多采用搪玻璃。間歇法生產(chǎn)選擇搪玻璃釜，不僅存在反應(yīng)器高徑比小、氣液分散不均勻、反應(yīng)效率低等問(wèn)題，且規(guī)模小，自動(dòng)化水平低，操作繁瑣，操作環(huán)境差；連續(xù)法生產(chǎn)選擇搪玻璃塔，彌補(bǔ)了間歇法生產(chǎn)的不足，CN201920559060.5公開了一種廢油脂連續(xù)酯化生產(chǎn)裝置，它包括三級(jí)搪玻璃塔和氣液分離器，由于搪玻璃容器制造的固有特性，反應(yīng)設(shè)備內(nèi)部無(wú)法設(shè)置液體分配盤和氣體分布器等內(nèi)構(gòu)件，需要從搪瓷玻璃塔底部通入的大量氣化甲醇與從反應(yīng)塔上部進(jìn)料的原料油逆向流動(dòng)，使發(fā)生碰撞鼓泡，由于甲醇?xì)獾臍馀荽螅稚⑿暂^差，造成反應(yīng)效率低，故需要多塔串聯(lián)，這將導(dǎo)致加大反應(yīng)醇油比，從而增加了甲醇汽化過(guò)熱過(guò)程和甲醇回收單元的能耗。因此，解決搪瓷設(shè)備連續(xù)制備生物柴油過(guò)程中甲醇分散性差的問(wèn)題，降低醇油比，提高廢動(dòng)植物油脂和甲醇反應(yīng)效率很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備投資少、生產(chǎn)連續(xù)高效、能耗低的廢動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油的高效連續(xù)反應(yīng)裝置，以提高酯化反應(yīng)效率，降低反應(yīng)醇油比，解決現(xiàn)有技術(shù)采用搪玻璃反應(yīng)塔多塔串聯(lián)酯化生產(chǎn)工藝中的反應(yīng)效率低、能耗高、設(shè)備投資大的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明廢動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油的高效連續(xù)反應(yīng)裝置包括搪玻璃反應(yīng)塔1、循環(huán)泵2、靜態(tài)混合器3及管道與閥門；所述搪玻璃反應(yīng)塔1耐壓0.5MPa，耐溫160℃，以提高工藝安全性和靈活性，其高徑比為 H/D＝3-15，該搪玻璃反應(yīng)塔1的頂部設(shè)有過(guò)量甲醇?xì)馀c水蒸氣出口a，上部一側(cè)設(shè)有廢油脂與催化劑混合物進(jìn)料口b，上部另一側(cè)設(shè)有上液位計(jì)接口l₁和下液位計(jì)接口l₂，搪玻璃反應(yīng)塔1的下部一側(cè)設(shè)有反應(yīng)出料口e，另一側(cè)設(shè)有循環(huán)物料進(jìn)口c，循環(huán)物料進(jìn)口c位置高于反應(yīng)出料口e，該搪玻璃反應(yīng)塔1的底部設(shè)有循環(huán)物料出口f，循環(huán)物料進(jìn)口c的下方設(shè)有溫度計(jì)接口h，該搪玻璃反應(yīng)塔1 的上部還設(shè)有觀察口i，下部設(shè)有人孔d；所述循環(huán)泵2的進(jìn)口管道連接循環(huán)物料出口f，循環(huán)泵2的出口管道連接靜態(tài)混合器3的進(jìn)口，靜態(tài)混合器3的出口管道連接循環(huán)物料進(jìn)口c，靜態(tài)混合器3的進(jìn)口端側(cè)面設(shè)有過(guò)熱甲醇?xì)膺M(jìn)口g；所述循環(huán)泵2采用內(nèi)襯聚四氟乙烯耐酸離心泵，其流量與靜態(tài)混合器3相匹配。