專利名稱：一種甘油沉降耦合酯交換連續(xù)式反應裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物柴油的制備裝置，具體的說，本實用新型是關于利 用中性油脂進行酯交換反應的專用反應裝置。
二、 技術背景
要實現生物柴油的規(guī)模效益，就必須實現真正的連續(xù)式生產。以中性油 脂酯交換制備生物柴油的化學反應為可逆化學反應，反應生成的副產物甘油 對反應的轉化率影響很大。如何有效地去掉反應中生成的甘油，是實現生物 柴油連續(xù)式生產，并提高生物柴油的轉化率的關鍵技術之一。據報道，目前 國內外有關化學法生產生物柴油的工藝均采用二段式酯交換工藝來實現上述
目的。譬如，德國漢高(Henkel)公司采用管式反應器/沉降槽的二段酯交換 工藝，而德國凱姆瑞亞 斯凱特公司(CIMBRIA SKET)采用塔式反應器/離 心機的二段式酯交換工藝來分離反應中生成的甘油，從而提高后一段反應器 中生物柴油的轉化率。但上述工藝均未能在反應的過程中直接將甘油從反應 體系中分離出來，未能將甘油的負面影響降低到最低程度。國內生物柴油研 究與開發(fā)起步較晚，目前均以間歇式生產工藝為主，在連續(xù)式生產工藝方面 和國外存在較大差距。尋求一種連續(xù)式高效酯交換反應器對于降低生物柴油 產品的生產成本具有重要的現實意義。
三
實用新型內容
本實用新型目的在于消除酯交換反應中副產物甘油對反應轉化率的負面 影響，提供一種連續(xù)式酯交換反應器，其內部結構簡潔、高效、節(jié)能、生產成本低，能很好地與現有的生物柴油生產工藝相結合。
本實用新型提供的酯交換連續(xù)式反應裝置，是在原有的反應器之后增加 一個反應器，在該反應器中設有導流筒，前一反應器中的反應產物進入該反 應器后，先通過其中的導流筒，導流筒底部設有托料盤，托料盤上有填料；
該反應器的底部設有甘油出口；該反應器的上部的出料口與后續(xù)工藝的設備連接。
在本實用新型中，原有的反應器被稱為預反應器，其后增加的反應器被 稱為甘油沉降耦合酯交換反應器。
在甘油沉降耦合酯交換反應器之后還可再增設二級甘油沉降耦合酯交換 反應器，進一步有效地控制產品分離的效果。
本反應裝置主要包括三個反應區(qū)(A 、 B和C)。 A區(qū)和B區(qū)通過管道相 連，A區(qū)為預反應區(qū)，B區(qū)和C區(qū)為反應和沉降耦合區(qū)。利用導流筒作為甲 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體系中分離出 來，從而增加反應體系的單程轉化率。
本實用新型提供的酯交換連續(xù)式反應裝置適用于任何油脂酯交換反應體系。
本實用新型的優(yōu)點在于與傳統(tǒng)的酯交換反應器相比，本實用新型具有 以下三方面的優(yōu)點。首先，通過導流筒的引入，有效地實現甘油和酯類產品 的界面分離，在反應進行的同時將甘油分離出反應體系，從而有效提高了反 應的單程轉化率；其次，在生產實踐中可以通過二級沉降反離來有效地控制 產品分離的效果，實現了連續(xù)式生產并避免了離心機的引入，降低了生產和 投資成本在實現連續(xù)生產的同時，可以避免采用離心機來分離甘油，從而大大降低了生產投資和運行成本；第三，通過反應器導流筒進行體系內部的熱 能傳遞，有效地避免了反應體系內部的熱損耗，屬于環(huán)保節(jié)能的高效反應器。 總體來說，本實用新型是一種具有明顯經濟意義和工業(yè)應用前景的油脂酯交 換反應器。
本實用新型針對油脂酯交換反應過程中甘油對反應轉化率的不利影響， 通過反應器內部結構的創(chuàng)新，實現了在酯交換反應過程中將甘油有效地分離 出來，提高了生物柴油單程轉化率，簡化了生產流程，從而有效地降低了生 產成本。該反應裝置通過甘油沉降耦合酯交換反應過程，縮短了工藝路線， 有效地降低了生產成本，提高了生產效率，是關于生物柴油連續(xù)式生產工藝 關鍵技術的一大突破。
四

圖1為本實用新型提供的反應器結構原理示意圖。其中，(1， 1')進料
口， (2， 2')溫度計插孔，(3， 3')上封頭，(4， 4')法蘭，(5)出料口， (6, 6')加熱夾套，(7， 7')反應器主體，(8)導流筒，(9， 9')填料，(10， 10 ')托料盤，(11， 11')熱水進口， (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。
圖2為本實用新型的生產流程示意圖。其中，(20)比配泵，(21)靜態(tài) 混合器，(A區(qū))預反應器，(B區(qū)) 一級甘油沉降耦合酯交換反應器，(22) 混合泵，(C區(qū))二級甘油沉降耦合酯交換反應器，(23)甘油接收器。
五具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的工作原理、具體結構。本實用新型主要包括靜態(tài)混合器、預反應器、甘油沉降耦合酯交換反應 器以及甘油分離系統(tǒng)。精煉后的油脂和甲醇通過比配泵1進入靜態(tài)混合器2， 經混合后進入預反應器A，再經過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品。
實施例
連續(xù)酯交換高效反應裝置，A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)中的反應器均高1.8m，高 徑比為10—12，其中B區(qū)的反應器內設一個導流筒，導游筒直徑120mm，高 1.2m。原料和催化劑等經由靜態(tài)混合器混合后再進入反應器，并通過物料的 流速來控制反應的進行。該反應裝置為動植物油脂與短碳鏈醇進行酯交換反 應的一種高效反應裝置，反應中含有易揮發(fā)的液體，通過將物料從反應器上 部加入，利用加熱時短碳鏈醇的汽化可以進一步增強A區(qū)反應體系的混合效 果，并在B區(qū)和C區(qū)通過導流筒產生明顯的相分離效果。這種連續(xù)式酯交換 反應裝置通過內部結構的創(chuàng)新，有效地提高了油脂酯交換反應的單程轉化率， 避免了生產過程中離心機的引入，卻達到了很好的分離效果。
權利要求1、一種甘油沉降耦合酯交換連續(xù)式反應裝置，其特征在于在原有的反應器之后增加一個反應器，在該反應器中設有導流筒，前一反應器中的反應產物進入該反應器后，先通過其中的導流筒，導流筒底部設有托料盤，托料盤上有填料；該反應器的底部設有甘油出口；該反應器的上部的出料口與后續(xù)工藝的設備連接。
2、 根據權利要求1所述的酯交換連續(xù)式反應裝置，其特征在于在甘油沉 降耦合酯交換反應器之后還可再增設二級甘油沉降耦合酯交換反應器。
專利摘要本實用新型涉及生物柴油的制備裝置，具體地說，本實用新型是關于利用中性油脂進行酯交換反應的專用反應裝置。本實用新型提供的酯交換連續(xù)式反應裝置，是在原有的反應器之后增加一個反應器，在該反應器中設有導流筒，前一反應器中的反應產物進入該反應器后，先通過其中的導流筒，導流筒底部設有托料盤，托料盤上有填料；該反應器的底部設有甘油出口；該反應器的上部的出料口與后續(xù)工藝的設備連接。本實用新型通過反應器內部結構的創(chuàng)新，實現了在酯交換反應過程中將甘油有效地分離出來，提高了生物柴油單程轉化率，簡化了生產流程。
文檔編號C10G3/00GK201284307SQ200820158949
公開日2009年8月5日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權日2008年10月29日
發(fā)明者劉汝寬, 孟凡勇, 張愛華, 張良波, 李培旺, 李昌珠, 肖志紅 申請人:湖南省生物柴油工程技術研究中心