[发明专利]一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置及工艺

说明书

本发明涉及一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置及工艺，该塔式反应装置包括塔式反应器、丁醇进料装置、气体置换装置、循环泵、循环加热器、冷凝器和收集罐，塔式反应器顶部的气体出口、冷凝器和收集罐依次由管路连接；塔式反应器内部自下而上依次设有内部加热器、填料和液体分布器，塔式反应器底部的液体出口依次与循环泵、物料循环阀、循环加热器、塔式反应器上部的液体进口和液体分布器由管路连接，构成循环回路；循环泵与物料循环阀之间的管路上设有产物出料管，塔式反应器底部的液体出口与循环泵之间的管路上设有原料进料管。本发明的塔式反应装置结构简单，并尤其适用于脂肪酸甲酯工业化生产脂肪酸丁酯。

技术领域

本发明涉及油脂化工生产装置技术领域，具体涉及一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置及工艺。

背景技术

脂肪酸丁酯在常温下呈淡黄色透明油状液体，是一种用途广泛的有机化工中间体，可用作生物柴油、润滑油、增塑剂等。目前， 脂肪酸丁酯的制备主要通过天然动植物油脂( 如大豆油、菜籽油、花生油等) 在浓硫酸催化作用下进行酯交换反应而得到，其工业化工艺技术较成熟，但浓硫酸催化剂的使用过程易引起原料部分炭化而导致产品颜色加深、纯度降低、收率下降及后处理过程复杂、设备腐蚀严重、废水污染严重等问题，严重制约着该工业的发展。再者，传统的脂肪酸丁酯釜式反应器生产技术普遍存在着能耗高、脂肪酸甲酯转化率偏低、副产物多、脂肪酸丁酯产品收率低等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、环保的制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置及工艺，本发明的塔式反应装置尤其适用于脂肪酸甲酯工业化生产脂肪酸丁酯。

所述的一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置，其特征在于包括塔式反应器、丁醇进料装置、气体置换装置、循环泵、循环加热器、冷凝器和收集罐，塔式反应器顶部的气体出口、冷凝器和收集罐依次由管路连接；塔式反应器内部自下而上依次设有内部加热器、填料和液体分布器，塔式反应器底部的液体出口依次与循环泵、物料循环阀、循环加热器、塔式反应器上部的液体进口和液体分布器由管路连接，构成循环回路；所述循环泵与物料循环阀之间的管路上设有产物出料管，产物出料管上设有产物出料阀；所述液体出口与循环泵之间的管路上设有原料进料管，原料进料管上设有原料进口阀，原料进料管用于向塔式反应器内输送脂肪酸甲酯与非酸催化剂的混合原料液，输送至塔式反应器内的混合原料液的液面位于内部加热器和填料之间；所述气体置换装置用于向塔式反应器内输入氮气，以将塔式反应器内的空气置换排尽；所述丁醇进料装置用于向塔式反应器内输送丁醇原料，输送的丁醇原料均匀地喷洒在塔式反应器内部的混合原料液的液面与填料之间的空间区域内。

所述的一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置，其特征在于所述丁醇进料装置包括丁醇进料管和设置于塔式反应器内部的液体喷头，所述液体喷头间隔设置于内部加热器和填料之间，所述丁醇进料管上设有丁醇进口阀；所述丁醇进料管通过塔式反应器中部的丁醇进口与液体喷头通接，以通过丁醇进料管和液体喷头向塔式反应器内的混合原料液的液面上喷洒丁醇液滴。

所述的一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置，其特征在于所述液体喷头为螺旋喷头或雾化喷头。

所述的一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置，其特征在于所述气体置换装置包括氮气进气管和设于塔式反应器内部的气体分布器，所述气体分布器设置于内部加热器的下方，所述氮气进气管上设有氮气进气阀；所述氮气进气管通过塔式反应器下部的氮气进口与气体分布器通接，以通过氮气进气管和气体分布器向塔式反应器内部吹入氮气。

所述的一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置，其特征在于气体分布器的结构为排管式结构。

所述的一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置，其特征在于液体分布器的结构为排管式结构或喷头结构。

所述的一种制备脂肪酸丁酯的塔式反应装置，其特征在于填料为规整填料或散堆填料，填料的材质是不锈钢或陶瓷。