[实用新型]一种制备生物柴油的酯交换塔釜式连续反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，尤其涉及生物柴油的反应设备，具体涉及一种制 备生物柴油的酯交换塔釜式连续反应装置。

背景技术

生物柴油多以植物油和动物脂肪作为主要原料来源，目前国内工业化生产生物柴 油主要有两种方法，一种是将潲水油等低酸价油经过精炼后，直接采用酯交换法进行反应 制生物柴油；另一种是采用酸价高的油脂先进行酯化反应，将大部分脂肪酸转化为脂肪酸 酯，酸价降低后，再进行酯交换反应。无论哪种方法均需进行酯交换反应。

生物柴油的酯交换反应通常是利用反应釜进行，将原料置于釜中，待该批原料消 耗后，将反应产物导出，再加入新的原料进行反应。这样酯交换反应过程是间断的，不能连 续生产，因而每批原料都要进行预热、加催化剂等操作，能耗高、操作复杂、生产周期长。鉴 于此，曾经有部分生产企业尝试采用连续式的管道反应装置来替代反应釜，但由于我国生 物柴油原料多为废弃油脂，其中含有一定量的杂质，因此经常出现管道堵塞现象。

由于酯交换反应是可逆反应，显然将反应后产物排出（主要为甘油），更有利于转 化率的提高。但目前常规的生物柴油生产工艺仍是加大反应原料剂量的方法使化学平衡向 增加反应后产物的方向倾斜——将过量的醇（主要是甲醇）加入酯交换釜内参与反应，通常 醇与油脂的摩尔比为6:1（约为反应所需量的2倍），然后再将过量的醇脱除。这种生产工艺 具有明显缺陷：一是甲醇的使用量大，众所周知甲醇易燃易爆且具有毒性，大量使用有安全 风险；二是通过增加原料的方法来增加反应后产物的量对反应后产物的产率提高水平有 限。

因此，如何使进行酯交换反应的生产设备实现不堵塞的连续生产的同时，又能显 著提高产品的转化率，是工业化生物柴油生产中一个尚未解决的难题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种能够实现连续生 产、不易堵塞、产品转化率高的制备生物柴油的酯交换塔釜式连续反应装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种制备生物柴油的酯交换塔釜式连续反应装置，包括反应釜，该反应釜设置有 进料管和出料管，其特征在于，还包括原料输送系统和导流控制系统；所述的原料输送系统 包括原料加注管、输送泵和加热器；所述的原料加注管上设置有若干个用于加注原料或催 化剂的原料加注口，该原料加注管与所述的输送泵连通，所述的输送泵与进料管通过原料 输送管连通；所述的加热器设置在原料输送管上，该加热器为多管反应器；所述的导流控制 系统包括调频电机和三叶螺旋搅拌器；所述的调频电机调整在反应釜的顶部，通过连杆与 位于反应釜内的所述三叶螺旋搅拌器固定连接。

进一步，所述的导流控制系统还包括位于反应釜内且与其内壁平行的导流筒，该 导流筒固定在所述反应釜的中间，上、下端均为敞口且不与所述的反应釜接触；所述的三叶 螺旋搅拌器位于所述导流筒的上部，所述的进料管的出口端位于所述的导流筒内，且处于 所述的三叶螺旋搅拌器的下方。

进一步，所述的出料管的进口端与所述进料管的出口端处于同一的水平线上。

进一步，所述的调频电机上设置用减速器，用于调整所述三叶螺旋搅拌器的转速。

进一步，所述的反应釜和进料管的内部分别设置有温度传感器。

进一步，所述的原料加注管、原料输送管、出料管和原料加注口上均设置有阀门。

进一步，所述的反应釜的下端设置有回流管，该回流管与所述的原料加注管连通； 所述的回流管上设置有止流阀，用于控制所述反应釜内的物质的回流量。

进一步，所述的出料管上设置有取样口，用于取样检验。

进一步，所述的三叶螺旋搅拌器的转速为80-400rpm。

进一步，所述的反应釜的高径比为3~4：1。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型为塔釜式反应容器结合可调节的管道反应设计，酯交换反应除在塔 釜式反应容器内连续稳定进行，不会堵塞外；同时在泵输送的管路及加热器中均进行连续 反应，由于泵的循环使物料不能停留聚集，减少了堵塞，同时由于在物料中的部分中间非原 料物料活性物存在，使物料的粘度降低，相溶性更好，不仅不存在管道反应器的堵塞问题， 还增强了反应进程。

2、由于本实用新型将反应后产物导出，促使酯交换反应向有利于生成反应后产物 的方向进行，从而大大地提高了产品的转化率。