[发明专利]一种生产生物柴油的酯化反应塔

说明书

所属技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体地说是一种生产生物柴油的酯化反应塔。

背景技术

随着国际能源形势的日益紧张，特别是在国家大力推行节能减排的背景下，生物柴油作为一种可再生新能源，可作为石油燃料的替代产品，逐渐受到全社会的广泛关注，“生物柴油”最大的特点是它的可再生性，资源永远不会枯竭。生物柴油可以植物油、动物油为原料制造，但目前多以脂肪酸、泔水油、城市地沟油、精炼下脚料为生产原料。废弃食用油脂即餐饮饭店和食品加工企业在生产、经营过程中产生的不能再食用的动、植物油脂，包括经过多次煎、炸食物后废弃的油脂，由于这些废油脂都排入下水管道或隔油隔渣污水池中，因此俗称地沟油。随着我国食品行业和餐饮服务业迅速发展，每年产生的废弃食用油脂也越来越多，废弃食用油脂的“再利用”生产生物柴油，是遏制“毒油”的一种有效途径。目前国内生物柴油技术各有特点，主要有三种生产工艺，分别是化学法、超临界法和生物酶法。化学法工艺比较成熟，主要有酸碱工艺法、固体酸工艺法等，属于常压制备方法，但需要用到酸和碱作为催化剂，存在严重的环境污染，影响产品质量，酸碱催化工艺催化剂成本较低，对高酸价的酸化油效果比较好，对低酸价的油脂反应效果欠佳，而且硫酸法对设备、油脂、环境有一定的腐蚀和损害，产品收率低；固体酸工艺的原理就是把原料甘油酯化降酸价，对设备和油脂没有腐蚀性，但需要对生成物甲酯和甘油进行水洗、酸洗和中和，所以也产生对环境造成环境污染的废水，能耗较高，收率较低，甘油处理成本高；超临界法工艺需要高温高压，反应温度280-350℃，反应压力4Mpa，反应速率快、转化率高、无污染，采用管式反应器，连续反应，自动化程度高，减少用人，无催化剂，但需引发剂，对设备要求高，投资及运行成本高，对原料要求高、选择性差，适宜于充分单一的植物油、动物油为原料制造，对于利用地沟油作原料时，需要对原料加工处理和分级筛选；亚临界法工艺，基本同超临界法工艺，温度、压力稍微降低，反应温度260-280℃，反应压力2Mpa，无催化剂，但反应时间长；生物法工艺的反应条件温和，原料适应性广，无污染物排放且无需水洗，但其制备所用脂肪酶的寿命通常较短，导致催化过程成本较高。本公司发明了一种生产生物柴油的技术工艺，主要是通过将原料油脂、软化水进行水解反应，生成脂肪酸，经过旋液分离器分离出的脂肪酸再与甲醇在一定条件下进行酯化反应，制取粗脂肪酸甲酯分离，利用蒸馏塔将粗脂肪酸甲酯进行蒸馏，分离得到脂肪酸甲酯——生物柴油。实现该技术工艺的关键制备装置是酯化反应塔。

发明内容

本发明的目的是：克服现有生物柴油生产工艺技术中，需要催化剂，环境污染严重，反应压力、温度较高，对设备要求高，投资及运行成本高，对原料要求高、选择性差，反应时间长，能耗高，收率低等方面的缺点，提供一种不需要使用催化剂、无环境污染、反应压力与反应温度较低，能耗少，投资及运行成本低，原料适用范围广泛，收率高的生产生物柴油的酯化反应塔。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该生产生物柴油的酯化反应塔主要由塔体、重分器、折流板、检修孔、分布器、气相甲醇进口、出料口、出水口、导热油进口、导热油出口、导热油夹套、进料口、进水口、安全阀、温度表、压力表、气相甲醇出口组成；所述的塔体的外底部分别安装气相甲醇进口、出料口、出水口；所述的塔体的内底部设置有分布器，该分布器与气相甲醇进口的管道相连通；所述的塔体的下半部设置有导热油夹套、导热油进口、导热油出口、检修孔；所述的塔体的内顶部设有重分器；所述的塔体的内圆桶壁上均匀分布设有若干个折流板；所述的塔体的外顶部设有进料口、进水口、安全阀、温度表、压力表、气相甲醇出口。

本发明的有益效果是：采用上述结构的本发明生产生物柴油的酯化反应塔，塔体内底部设置的分布器，可把经过气相甲醇进口进入塔体内的气相甲醇较为均匀地向上分布到脂肪酸液体内；塔体内顶部设有的重分器，可以适度阻挡气相甲醇的排出；塔体内部的圆桶壁上均匀分布设有若干个折流板，可使气相甲醇在其形成的折流通道内折返前进。从而增加气相甲醇与脂肪酸液体的反应时间，提高反应速度，增加产品收率。

作为本发明改进，所述的重分器上设有导流管，该导流管的上端连接在重分器上，下端插入脂肪酸液面以下，有利于把重分器上收集的气相甲醇导入脂肪酸液体内，与脂肪酸进行反应，提高反应速度，减少反应时间，提高产品收率。

作为本发明的进一步改进，所述的塔体内设有导热油盘管，该导热油盘管的两端分别与导热油夹套相连通，能进一步提高加热能力和均匀度，提高反应速度，减少反应时间，提高产品收率，降低生产能耗。