生物柴油連續(xù)酯化反應(yīng)塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氣液反應(yīng)化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到生物柴油連續(xù)酯化反應(yīng)
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【背景技術(shù)】
[0002]“十二五”規(guī)劃綱要指出，實(shí)施能源消耗強(qiáng)度和總量雙控制，加快培育發(fā)展新能源。積極開展水能、核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等非化石能源的開發(fā)利用。隨著世界范圍的能源短缺以及人們對環(huán)境保護(hù)的日益重視，開發(fā)和研究生物柴油這一綠色環(huán)保型燃料以替代不斷枯竭的石油的任務(wù)已成為當(dāng)前迫切解決的技術(shù)問題。
[0003]國內(nèi)生物柴油生產(chǎn)原料大多為廢棄油脂(地溝油、潲水油、酸化油等)，普遍采用酸堿兩步法進(jìn)行生產(chǎn)。此方法一般采用甲醇與廢棄油脂中的游離脂肪酸和甘油三酯反應(yīng)，生成脂肪酸甲酯(生物柴油)。在此過程中，加入甲醇的量通常都是大大超過真正參與反應(yīng)的甲醇量，為了降低生產(chǎn)成本，多余的甲醇一般都需要通過各種方法回收。
[0004]使用一個甲醇回收塔精餾廢甲醇，反應(yīng)結(jié)束后升溫至90°C，攪拌、真空降壓，對氣相甲醇冷凝收集，但因?yàn)樵虾秃?、填料阻塞等原因塔底排出的廢液中甲醇含量仍然較高，甲醇損失大，一般損失為甲醇用量的30%左右。脫醇過程中生成大量的皂化物，使得成品收率下降，甲醇消耗過高成為生物柴油生產(chǎn)成本無法降低的一個技術(shù)問題。
[0005]迄今，生物柴油的制備方法主要由甲醇和油脂通過酯交換反應(yīng)制得。普通的酯化反應(yīng)通常在反應(yīng)釜中進(jìn)行間歇反應(yīng)，酯化反應(yīng)效率較低且條件苛刻，無法連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)，因此，需要對其進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有酯化反應(yīng)裝置的缺點(diǎn)，提供一種設(shè)計(jì)合理、實(shí)現(xiàn)酯化反應(yīng)過程連續(xù)化、酯化反應(yīng)效率高、原料利用率高的生物柴油連續(xù)酯化反應(yīng)塔。
[0007]解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:反應(yīng)塔殼體的頂部設(shè)置有甲醇出氣管、頂部壓力表、除沫器，中部設(shè)置有進(jìn)料管、與進(jìn)料管相聯(lián)通的8?15節(jié)塔節(jié)，塔節(jié)外壁上設(shè)置有溫度監(jiān)控器，反應(yīng)塔殼體底部設(shè)置有擋液板、塔底加熱器、液位計(jì)、出油管。
[0008]本實(shí)用新型的塔節(jié)為:塔節(jié)底板上設(shè)置有將塔節(jié)分為3個腔室的溢流隔液板和底部加工有槽孔a的下流隔液板，在兩側(cè)腔室的塔節(jié)底板上各設(shè)置有氣體上氣管和溢流下液管，溢流下液管的上管口低于下流隔液板和溢流隔液板的上邊沿，氣體上氣管的高度大于下流隔液板和溢流隔液板的高度，塔節(jié)中間腔室側(cè)壁上部設(shè)置有甲醇?xì)怏w進(jìn)氣管，甲醇?xì)怏w進(jìn)氣管通過管道與分別位于3個腔室的甲醇?xì)怏w噴管相聯(lián)通，塔節(jié)側(cè)壁中部設(shè)置有伸入到塔節(jié)腔內(nèi)的U型管加熱器，塔節(jié)側(cè)壁底部設(shè)置取樣排液管。
[0009]本實(shí)用新型的反應(yīng)塔殼體的幾何形狀為圓柱形，橫截面直徑為1500?3000_。
[0010]本實(shí)用新型的溢流隔液板的高度為400?700mm，溢流隔液板與塔節(jié)底板的中心線的垂直距離為500?900mm，下流隔液板的高度與溢流隔液板的高度相等，下流隔液板與塔節(jié)底板的中心線的垂直距離與溢流隔液板與塔節(jié)底板的中心線的垂直距離相等。
[0011]本實(shí)用新型的甲醇?xì)怏w噴管上同一圓周方向加工有3個噴孔b、相鄰兩噴孔b的圓心角為45°，軸向同一直線上相鄰兩噴孔b之間的距離為30?80mm，甲醇?xì)怏w噴管的內(nèi)徑為40?58mm，噴孔b的孔徑為I?3mm。
[0012]本實(shí)用新型的氣體上氣管的內(nèi)徑為120?170mm。
[0013]由于本實(shí)用新型采用甲醇?xì)怏w噴管噴出氣態(tài)甲醇，與油脂充分反應(yīng)，增大了酯化反應(yīng)面積，提高了酯化反應(yīng)效率，本實(shí)用新型每節(jié)塔節(jié)都可以作為一個獨(dú)立的酯化反應(yīng)單元，油在上節(jié)塔節(jié)內(nèi)充分酯化反應(yīng)后溢流到下一節(jié)塔節(jié)再進(jìn)行酯化反應(yīng)，達(dá)到連續(xù)酯化反應(yīng)的目的，在反應(yīng)塔的頂部設(shè)置除沫器，防止了未反應(yīng)氣態(tài)甲醇帶走油脂和反應(yīng)生成的粗甲酯造成的產(chǎn)物流失以及對廢甲醇的后期處理，本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、酯化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、酯化反應(yīng)效率高、原料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，可用于制備生物柴油。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是圖1中前三節(jié)塔節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是圖2的A-A剖視圖。
[0017]圖4是圖3中甲醇?xì)怏w噴管6-5的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不限于下述的實(shí)施方式。
[0019]實(shí)施例1
[0020]在圖1中，本實(shí)施例的生物柴油連續(xù)酯化反應(yīng)塔由反應(yīng)塔殼體1、甲醇出氣管2、頂部壓力表3、除沫器4、溫度監(jiān)控器5、塔節(jié)6、擋液板7、塔底加熱器8、出油管9、液位計(jì)10、進(jìn)料管11連接構(gòu)成。
[0021]反應(yīng)塔殼體I的幾何形狀為圓柱體，橫截面直徑為2000mm，在反應(yīng)塔殼體I的頂部封頭上安裝有甲醇出氣管2和頂部壓力表3，甲醇出氣管2和頂部壓力表3與反應(yīng)塔內(nèi)腔相聯(lián)通，反應(yīng)塔殼體I頂部封頭下安裝有除沫器4，反應(yīng)塔殼體I的中部至上而下安裝有11節(jié)相互連通的塔節(jié)6，各個塔節(jié)6的外側(cè)壁上安裝有溫度監(jiān)控器5，用來監(jiān)控反應(yīng)物料溫度，反應(yīng)塔殼體I的下部側(cè)壁上安裝有擋液板7、液位計(jì)10，擋液板7的下部反應(yīng)塔殼體I上安裝有塔底加熱器8，反應(yīng)塔殼體I的底部中心安裝有出油管9。
[0022]在圖2、3中，本實(shí)施例的塔節(jié)6由U型管加熱器6-1、下流隔液板6-2、氣體上氣管6-
3、溢流下液管6-4、甲醇?xì)怏w噴管6-5、塔節(jié)底板6-6、取樣排液管6-7、溢流隔液板6-8、甲醇?xì)怏w進(jìn)氣管6-10連接構(gòu)成。
[0023]塔節(jié)6的塔節(jié)底板6-6與反應(yīng)塔殼體I形成塔節(jié)腔室，自上而下第一個塔節(jié)的塔節(jié)底板6-6上左側(cè)安裝有溢流隔液板6-8、右側(cè)安裝有下流隔液板6-2，下流隔液板6-2的底部加工有槽孔a，溢流隔液板6-8的高度為550mm，溢流隔液板6-8與塔節(jié)底板6-6的中心線之間的垂直距離為700mm，下流隔液板6-2的高度與溢流隔液板6-8的高度相等，下流隔液板6-2與塔節(jié)底板6-6的中心線之間的垂直距離為700_，溢流板6-8和下流隔液板6-2將塔節(jié)腔室分成左腔室、中間腔室、右腔室，中間腔室的側(cè)壁上部安裝有甲醇?xì)怏w進(jìn)氣管6-10，甲醇?xì)怏w進(jìn)氣管6-10通過管道與分別位于3個腔室的甲醇?xì)怏w噴管6-5相聯(lián)通，在左腔室和右腔室內(nèi)甲醇?xì)怏w噴管6-5呈U形分布，中間腔室內(nèi)5根甲醇?xì)怏w噴管相互平行，并通過管道相連通，甲醇?xì)怏w噴管6-5上同一圓周方向加工有3個噴孔b、相鄰兩噴孔b的圓心角為45°，軸向同一直線上相鄰兩噴孔b之間的距離為50mm，甲醇?xì)怏w噴管6-5的內(nèi)徑為50mm，噴孔的孔徑為2_，中間腔室的前后側(cè)壁中部各安裝有2個U型管加熱器6-1，保持塔節(jié)的溫度處于恒溫，左腔室和右腔室的塔節(jié)底板6-6上各安裝有2根氣體上氣管6-3，氣體上氣管6-3的內(nèi)徑為150mm，右腔室的2根氣體上氣管6-6之間安裝有溢流下液管6-4，溢流下液管6-4的上管口低于下流隔液板6-2的上邊沿，溢流下液管6-4的下管口伸入到第二塔節(jié)右腔室靠近底部的位置，進(jìn)料管11由第一節(jié)塔節(jié)上部伸入到第一節(jié)塔節(jié)的左腔室內(nèi)，原料油通過進(jìn)油管3流入左腔室