專利名稱：一種甘油沉降耦合酯交換連續(xù)式反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物柴油的制備裝置，具體的說(shuō)，本發(fā)明是關(guān)于利用中性油 脂進(jìn)行酯交換反應(yīng)的專用反應(yīng)裝置。
二背景技術(shù)：
要實(shí)現(xiàn)生物柴油的規(guī)模效益，就必須實(shí)現(xiàn)真正的連續(xù)式生產(chǎn)。以中性油 脂酯交換制備生物柴油的化學(xué)反應(yīng)為可逆化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成的副產(chǎn)物甘油 對(duì)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率影響很大。如何有效地去掉反應(yīng)中生成的甘油，是實(shí)現(xiàn)生物 柴油連續(xù)式生產(chǎn)，并提高生物柴油的轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵技術(shù)之一。據(jù)報(bào)道，目前 國(guó)內(nèi)外有關(guān)化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油的工藝均采用二段式酯交換工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)上述
目的。譬如，德國(guó)漢高(Henkd)公司采用管式反應(yīng)器/沉降槽的二段酯交換 工藝，而德國(guó)凱姆瑞亞 斯凱特公司(CIMBRIA SKET)采用塔式反應(yīng)器/離 心機(jī)的二段式酯交換工藝來(lái)分離反應(yīng)中生成的甘油，從而提高后一段反應(yīng)器 中生物柴油的轉(zhuǎn)化率。但上述工藝均未能在反應(yīng)的過(guò)程中直接將甘油從反應(yīng) 體系中分離出來(lái)，未能將甘油的負(fù)面影響降低到最低程度。國(guó)內(nèi)生物柴油研 究與開發(fā)起步較晚，目前均以間歇式生產(chǎn)工藝為主，在連續(xù)式生產(chǎn)工藝方面 和國(guó)外存在較大差距。尋求一種連續(xù)式高效酯交換反應(yīng)器對(duì)于降低生物柴油 產(chǎn)品的生產(chǎn)成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于消除酯交換反應(yīng)中副產(chǎn)物甘油對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的負(fù)面影 響，提供一種連續(xù)式酯交換反應(yīng)器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、高效、節(jié)能、生產(chǎn)本低，能很好地與現(xiàn)有的生物柴油生產(chǎn)工藝相結(jié)合。
本發(fā)明提供的酯交換連續(xù)式反應(yīng)裝置，是在原有的反應(yīng)器之后增加一個(gè) 反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中設(shè)有導(dǎo)流筒，前一反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入該反應(yīng)器 后，先通過(guò)其中的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒底部設(shè)有托料盤，托料盤上有填料；該反 應(yīng)器的底部設(shè)有甘油出口；該反應(yīng)器的上部的出料口與后續(xù)工藝的設(shè)備連接。
在本發(fā)明中，原有的反應(yīng)器被稱為預(yù)反應(yīng)器，其后增加的反應(yīng)器被稱為 甘油沉降耦合酯交換反應(yīng)器。
在甘油沉降耦合酯交換反應(yīng)器之后還可再增設(shè)二級(jí)甘油沉降耦合酯交換 反應(yīng)器，進(jìn)一步有效地控制產(chǎn)品分離的效果。
本反應(yīng)裝置主要包括三個(gè)反應(yīng)區(qū)(A 、 B和C)。 A區(qū)和B區(qū)通過(guò)管道相 連，A區(qū)為預(yù)反應(yīng)區(qū)，B區(qū)和C區(qū)為反應(yīng)和沉降耦合區(qū)。利用導(dǎo)流筒作為甲 酯和生物柴油界面分離的主要界面，定期將沉降的甘油從反應(yīng)體系中分離出 來(lái)，從而增加反應(yīng)體系的單程轉(zhuǎn)化率。
本發(fā)明提供的酯交換連續(xù)式反應(yīng)裝置適用于任何油脂酯交換反應(yīng)體系。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的酯交換反應(yīng)器相比，本發(fā)明具有以下三方 面的優(yōu)點(diǎn)。首先，通過(guò)導(dǎo)流筒的引入，有效地實(shí)現(xiàn)甘油和酯類產(chǎn)品的界面分 離，在反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)將甘油分離出反應(yīng)體系，從而有效提高了反應(yīng)的單程 轉(zhuǎn)化率；其次，在生產(chǎn)實(shí)踐中可以通過(guò)二級(jí)沉降反離來(lái)有效地控制產(chǎn)品分離 的效果，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)式生產(chǎn)并避免了離心機(jī)的引入，降低了生產(chǎn)和投資成本 在實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的同時(shí)，可以避免采用離心機(jī)來(lái)分離甘油，從而大大降低了 生產(chǎn)投資和運(yùn)行成本；第三，通過(guò)反應(yīng)器導(dǎo)流筒進(jìn)行體系內(nèi)部的熱能傳遞， 有效地避免了反應(yīng)體系內(nèi)部的熱損耗，屬于環(huán)保節(jié)能的高效反應(yīng)器?？傮w來(lái)說(shuō)，本發(fā)明是一種具有明顯經(jīng)濟(jì)意義和工業(yè)應(yīng)用前景的油脂酯交換反應(yīng)器。
本發(fā)明針對(duì)油脂酯交換反應(yīng)過(guò)程中甘油對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的不利影響，通過(guò) 反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了在酯交換反應(yīng)過(guò)程中將甘油有效地分離出來(lái)， 提高了生物柴油單程轉(zhuǎn)化率，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，從而有效地降低了生產(chǎn)成本。 該反應(yīng)裝置通過(guò)甘油沉降耦合酯交換反應(yīng)過(guò)程，縮短了工藝路線，有效地降 低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，是關(guān)于生物柴油連續(xù)式生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù) 的一大突破。
四

圖1為本發(fā)明提供的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)原理示意圖。其中，(1， 1')進(jìn)料口， (2， 2')溫度計(jì)插孔，(3， 3')上封頭，(4， 4')法蘭，(5)出料口， (6， 6')加 熱夾套，(7， 7')反應(yīng)器主體，(8)導(dǎo)流筒，(9， 9')填料，(10， 10')托 料盤，(11， 11')熱水進(jìn)口， (12)甘油出口， (13， 13')排空口， (14， 14 ')分配盤，(15， 15')熱水出口， (16)視鏡，(17， 17')下封頭，(18)連 接管道，(19)流量計(jì)。
圖2為本發(fā)明的生產(chǎn)流程示意圖。其中，(20)比配泵，(21)靜態(tài)混合 器，(A區(qū))預(yù)反應(yīng)器，(B區(qū)) 一級(jí)甘油沉降耦合酯交換反應(yīng)器，(22)混合 泵，(C區(qū))二級(jí)甘油沉降耦合酯交換反應(yīng)器，(23)甘油接收器。
五具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的工作原理、具體結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明主要包括靜態(tài)混合器、預(yù)反應(yīng)器、甘油沉降耦合酯交換反應(yīng)器以 及甘油分離系統(tǒng)。精煉后的油脂和甲醇通過(guò)比配泵1進(jìn)入靜態(tài)混合器2，經(jīng)混 合后進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器A，再經(jīng)過(guò)兩次甘油沉降耦合酯交換后，可以獲得生物柴油和甘油的粗產(chǎn)品。 實(shí)施例
連續(xù)酯交換高效反應(yīng)裝置，A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)中的反應(yīng)器均高1.8m，高 徑比為10—12，其中B區(qū)的反應(yīng)器內(nèi)設(shè)一個(gè)導(dǎo)流筒，導(dǎo)游筒直徑120mm，高 1.2m。原料和催化劑等經(jīng)由靜態(tài)混合器混合后再進(jìn)入反應(yīng)器，并通過(guò)物料的 流速來(lái)控制反應(yīng)的進(jìn)行。該反應(yīng)裝置為動(dòng)植物油脂與短碳鏈醇進(jìn)行酯交換反 應(yīng)的一種高效反應(yīng)裝置，反應(yīng)中含有易揮發(fā)的液體，通過(guò)將物料從反應(yīng)器上 部加入，利用加熱時(shí)短碳鏈醇的汽化可以進(jìn)一步增強(qiáng)A區(qū)反應(yīng)體系的混合效 果，并在B區(qū)和C區(qū)通過(guò)導(dǎo)流筒產(chǎn)生明顯的相分離效果。這種連續(xù)式酯交換 反應(yīng)裝置通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，有效地提高了油脂酯交換反應(yīng)的單程轉(zhuǎn)化率， 避免了生產(chǎn)過(guò)程中離心機(jī)的引入，卻達(dá)到了很好的分離效果。
權(quán)利要求
1、一種甘油沉降耦合酯交換連續(xù)式反應(yīng)裝置，其特征在于在原有的反應(yīng)器之后增加一個(gè)反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中設(shè)有導(dǎo)流筒，前一反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入該反應(yīng)器后，先通過(guò)其中的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒底部設(shè)有托料盤，托料盤上有填料；該反應(yīng)器的底部設(shè)有甘油出口；該反應(yīng)器的上部的出料口與后續(xù)工藝的設(shè)備連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯交換連續(xù)式反應(yīng)裝置，其特征在于在甘油沉 降耦合酯交換反應(yīng)器之后還可再增設(shè)二級(jí)甘油沉降耦合酯交換反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物柴油的制備裝置，具體的說(shuō)，本發(fā)明是關(guān)于利用中性油脂進(jìn)行酯交換反應(yīng)的專用反應(yīng)裝置。本發(fā)明提供的酯交換連續(xù)式反應(yīng)裝置，是在原有的反應(yīng)器之后增加一個(gè)反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中設(shè)有導(dǎo)流筒，前一反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入該反應(yīng)器后，先通過(guò)其中的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒底部設(shè)有托料盤，托料盤上有填料；該反應(yīng)器的底部設(shè)有甘油出口；該反應(yīng)器的上部的出料口與后續(xù)工藝的設(shè)備連接。本發(fā)明通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了在酯交換反應(yīng)過(guò)程中將甘油有效地分離出來(lái)，提高了生物柴油單程轉(zhuǎn)化率，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程。
文檔編號(hào)C07C29/74GK101423457SQ20081014343
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者劉汝寬, 孟凡勇, 張愛(ài)華, 張良波, 李培旺, 李昌珠, 肖志紅 申請(qǐng)人:湖南省生物柴油工程技術(shù)研究中心