[发明专利]制造生质柴油的逆向流动酯化反应器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造生质柴油的逆向流动酯化反应器及其方法，特别是涉及一种具有提供高温高压环境的酯化反应塔，不需额外加入添加剂而进行转酯化反应制成生质柴油的设备与方法。 

背景技术

随着国际上开发中国家经济成长所需的大量能源需求，衍生因能源供需失衡导致的国际原油价格高涨、京都议定书生效后全球温室气体减量的发展趋势，促使各国政府积极开发生质能等再生替代性能源，生质柴油是生质能的一种，为“使用动植物油脂或废食用油的脂肪酸，于触媒存在下，与醇类反应产生酯类燃料”，生质柴油能够有效减少废弃油脂的数量，将废弃物成为有用的燃料，生质柴油为取代石化燃料的重要再生与环保燃料之一。

在先前技术中，比较于传统的使用催化剂转酯化反应制程，使用超临界醇类进行油脂转酯化反应的主要优点为不需使用催化剂、转酯化程度高、可简化后段的纯化制程与甘油回收品质佳，虽然利用超临界醇类进行生质柴油的制备已经被视为是下一代的新兴制造技术，但是先前的研究指出若欲在10分钟内达到99百分比以上的转化率，在压力30百万帕斯卡下，必须给予相当高的操作温度，其操作温度高达摄氏400度，在如此高的操作温度下，转酯化反应的副产物偏多，因此如何降低反应温度是一个亟需解决的问题，若欲降低反应温度，多采用的手段包括加入辅溶剂，如二氧化碳或丙烷等，或是开发固体催化剂等；也因为醇与酸的酯化反应是平衡反应，因此转化率受到温度与压力的影响极大，添加大量过量的醇类虽然可以稍微降低操作温度与压力，并可以获得较高的转化率，但是必须消耗大量的醇类，造成不经济与环境的负担。 

然而，先前技术具有无法避免的缺点，就是必须使用添加剂、制程难度高、制程控制不易、对环境造成负担与制造成本高等缺失。 

有鉴于上述现有的使用催化剂转酯化反应制程存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的制造生质柴油的逆向流动酯化反应器及其方法，能够改进一般现有的使用催化剂转酯化反应制程，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进 后，终于创设出确具实用价值的本发明。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的使用催化剂转酯化反应制程存在的缺陷，而提供一种新型的制造生质柴油的逆向流动酯化反应器及其方法，所要解决的技术问题是使其将含有脂肪酸的原料与含有醇类的原料放入逆向流动酯化反应器内，可不需加入任何添加剂，且操作温度较低，经过酯化反应塔内进行转酯化反应，制成生成物生质柴油，从而更加适于实用。 

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种逆向流动酯化反应器，该逆向流动酯化反应器由以下装置组成：一酯化反应塔，该酯化反应塔为中空压力槽体；一第一进料装置，该第一进料装置连接于该酯化反应塔上方，该第一进料装置有一第一加压进料手段；一第二进料装置，该第二进料装置连接于该酯化反应塔下方，该第二进料装置有一第二加压进料手段；一第一出料装置，该第一出料装置连接于该酯化反应塔上方，以及；一第二出料装置，该第二出料装置连接于该酯化反应塔下方。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的逆向流动酯化反应器，其中所述的酯化反应塔具有一压力控制装置。 

前述的逆向流动酯化反应器，其中所述的酯化反应塔具有一温度控制装置。 

前述的逆向流动酯化反应器，其中所述的酯化反应塔内具有筛板、层板、耐高温填充子或不锈钢网装置。 

前述的逆向流动酯化反应器，其中所述的第一进料装置或该第二进料装置具有至少一加热温度控制装置。 

前述的逆向流动酯化反应器，其中所述的第一加压进料手段或该第二加压进料手段为加压泵。 

前述的逆向流动酯化反应器，其中所述的第一出料装置具有一气液分离装置。 

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种利用上述逆向流动酯化反应器制作生质柴油的方法，其至少包含下列步骤：将加热至摄氏100～500度的一含有脂肪酸的原料经由该第一进料装置送进该酯化反应塔；将加热至摄氏100～500度的一含有醇类的原料经由该第二进料装置送进该酯化反应塔；该含有脂肪酸的原料与该含有醇类的原料在该酯化反应塔起转酯化反应，产生一副产物醇类、一水与该生质柴油，以及；该副产物醇类与该水连续由该第一出料装置排出， 同时该生质柴油连续由该第二出料装置排出。