[实用新型]用于油脂和低碳醇制备脂肪酸酯的连续酯交换反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用油脂和低碳醇制备脂肪酸酯的连续化酯交换反应装置。

背景技术

随着石油的不断开采，柴油和汽油的供应量也在逐渐枯竭。目前，全球都在进行新能源的研究和开发，其中生物柴油就是研究和开发的项目之一。而酯交换反应装置是制备生物柴油中十分重要的设备之一。

目前，制备生物柴油的酯交换反应装置，根据工艺条件可以分为碱性催化法、酸性催化法、酶催化法和超临界法。而每种方法对设备的要求也有很大的不同。有的要求耐腐蚀，有的要求耐高温，有的要求耐高压等等。酯交换反应的重要性以及反应对设备的高要求，使得酯交换反应设备的研究成为生物柴油工艺研究中最受关注的部分之一。

在现有的技术中，较早的酯交换反应设备大多数为搪瓷材料的全混型搅拌器，采用夹套或内置列管换热器加热，并施以激烈的搅拌。另外，采用常压下多反应器串联的办法来改善物料在反应器内的停留时间和分布状况。但这种方法有明显的缺陷，常压下，当达到反应所需的温度时，醇类都已经达到其沸点，以气态存在，为达到反应所需的物料之间的反应比例，则必须增加冷凝回流装置，以保证反应的转化率，这样就加大了能耗和设备总投资。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种用于油脂和低碳醇制备脂肪酸酯的连续酯交换反应装置，它省去冷凝回流装置并通过高压状态下，从下端进料口开始进料，使物料在反应器内的反应所需条件下进行反应，从而解决原料使用率低、设备要求高、能耗高等不足。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种用于油脂和低碳醇制备脂肪酸酯的连续酯交换反应装置，该装置包括反应器3和外部循环加热夹套4，其特征在于：反应器内布置有一组反应腔5，每层反应腔内设有搅拌器6，各反应腔之间具有让物料通过的溢流通道，反应器的下端为进料口，上端为出料口。

而且，依次设有一排反映器，其中，前一反应器的出料口与后一反映器进料口相连通。

而且，各层反应器的搅拌器与同一驱动轴相连接，该驱动轴与顶置的电机相连接。

本实用新型的优点是：1.脂肪酸酯的转化率高，一般可不低于95％；2.无需冷凝回流装置，设备能耗低、投资少。

附图说明

附图是本实用新型整体结构的示意图。

具体实施方案

参照附图，本实用新型是指一种用于油脂和低碳醇制备脂肪酸酯的连续酯交换反应装置，该装置包括反应器3和外部循环加热夹套4，其特征在于：反应器3内布置有一组反应腔5，每层反应腔内设有搅拌器6，各反应腔之间具有让物料通过的溢流通道7，反应器3的下端为进料口1，上端为出料口8。

所述一组反应腔5，一般可以是2～10个。

进一步的技术方案可以是：依次设有一排反映器3，其中，前一反应器3的出料口8与后一反映器3进料口1相连通。

所述一排反应器3，一般可以是2～15个。

当然，如果反应器3的反应腔5较多时，在满足技术要求的情况下可考虑减少反应器5的数量。

进一步的技术方案还可以是：各层反应器3的搅拌器6与同一驱动轴相连接，该驱动轴与顶置的电机9相连接。

在上述构成中，反应器3具有多层反应腔5，反应腔5为上下分布，每层反应腔5内都有搅拌装置，并且腔与腔之间有连接通道。物料从反应器3底部的进料口1进入反应器3，在第一层反应腔5内的搅拌状态下开始反应(进料口1处装有节流阀2，可以控制物料的流量，以控制物料在反应器3内的停留时间)。随着物料的不断加入，物料开始通过腔与腔之间的物料通道溢流进入上一层反应腔5反应。物料依此原理向上溢流，最后从反应器3上端的出料口8溢流出。此处物料中，脂肪酸酯的转化率为N₁％。物料再经管道进入下一级反应釜进行反应，下一级反应器的原理和第一级的相同。依此类推，第n级反应器的出料口处的脂肪酸酯的转化率为N_N％。由于每一级反应器3可处于同一高度，只需一个动力，物料溢流即可进入下一级反应器3，无需中间再加入其他动力。由于反应器3内有1-15kg/c²的压力，使得醇的沸点升高而不至于沸腾变成气态。这样，使原料的利用率大大提高，也不用增加冷凝回流装置，也就省去了冷凝回流所需的能量消耗和设备投资。

油脂和低碳醇(加入催化剂)组成的物料由进料口1进入反应器3第一层反应腔5，有节流阀2控制流量。物料在搅拌下进行反应，反应所需的温度有外部的循环加热夹套4内的热源提供，当物料充满第一层反应腔5后，随着物料的不断加入，物料从溢流通道7进入上一层反应腔5，上层反应腔5内的反应条件和下层的相同。依此类推，直至最后一层的出料口8，物料溢流到下一级反应器3，按照第一级反应器3的机理物料进行反应，并进入下一级反应器3……，直到最后一级反应器n。最后一级反应器3的出料口8的物料中，脂肪酸酯的转化率可以不低于95％。