一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于生物質(zhì)能源領(lǐng)域，特別涉及一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置。所述裝置，包括真空系統(tǒng)，還包括原料調(diào)和罐，原料調(diào)和罐與第一反應(yīng)釜連接，第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng)釜連接，第二反應(yīng)釜與冷卻分相罐連接，第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜底部分別設(shè)有氮?dú)馊肟冢獨(dú)馊肟谂c氮?dú)庠催B通；第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng)釜與真空系統(tǒng)連接；上述的連接方式為管道連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使得甘油與原料油中脂肪酸反應(yīng)生成甘一酯和甘二酯的酯化反應(yīng)，同時(shí)使得甘油與原料油中的甘三酯反應(yīng)生成甘一脂、甘二酯，為隨后的酯交換反應(yīng)提供了快速連續(xù)地?zé)o污染生產(chǎn)路線。
【專利說明】一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于生物質(zhì)能源領(lǐng)域，特別涉及一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 甘油燃料主成分是甘油脂肪酸酯與短鏈醇(如甲醇、乙醇）經(jīng)酯交換反應(yīng)制取的脂 肪酸低碳醇酯。目前，國內(nèi)可行的原料是地溝油、潲水油、酸化油等各種廢棄油脂，這些原料 來源復(fù)雜、品質(zhì)較差，普遍含有較多的游離脂肪酸，游離脂肪酸含量太高使得酯交換反應(yīng)不 徹底、收率低、成本高。酯交換反應(yīng)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物甘油，根據(jù)原料油酸價(jià)不同,每生產(chǎn)1 噸生物燃料產(chǎn)生〇. 01?〇. 09噸甘油。
[0003] 針對原料中游離脂肪酸含量較高的問題，傳統(tǒng)采用硫酸催化甲醇酯化將游離脂肪 酸轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯。現(xiàn)有技術(shù)中，硫酸催化甲醇酯化反應(yīng)都采用釜式間歇反應(yīng)裝置，由于 不能連續(xù)生產(chǎn)，反應(yīng)速度慢、效率低，且油脂和甲醇不互溶，其反應(yīng)時(shí)間長，反應(yīng)不徹底，產(chǎn) 品質(zhì)量不商。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡 單，使得甘油與原料油中脂肪酸反應(yīng)生成甘一酯和甘二酯的酯化反應(yīng)，同時(shí)使得甘油與原 料油中的甘三酯反應(yīng)生成甘一脂、甘二酯，為隨后的酯交換反應(yīng)提供了快速連續(xù)地?zé)o污染 生產(chǎn)路線。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，包括真空系統(tǒng)，所述裝置還包括原料調(diào)和罐，原 料調(diào)和罐的出料口與第一反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，第一反應(yīng)釜的出料口與第二反應(yīng)釜的進(jìn)料 口連接，第二反應(yīng)釜的出料口與冷卻分相罐的進(jìn)料口連接，第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜底部 分別設(shè)有氮?dú)馊肟?，氮?dú)馊肟谂c氮?dú)庠催B通；第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜與真空系統(tǒng)連接； 上述的連接方式為管道連接。
[0007] 優(yōu)選的，所述連接第一反應(yīng)釜與原料調(diào)和罐的管道上順次設(shè)有加熱裝置、在線酸 價(jià)測定儀和出料泵。
[0008] 優(yōu)選的，所述的原料調(diào)和罐還包括循環(huán)油出口和循環(huán)油進(jìn)口，冷卻分相罐還包括 冷卻介質(zhì)盤管，循環(huán)油出口與冷卻介質(zhì)盤管進(jìn)口通過管道連接，該管道上設(shè)有循環(huán)泵，冷卻 介質(zhì)盤管出口與循環(huán)油進(jìn)口通過管道連接。
[0009] 優(yōu)選的，所述的第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜分別包括水蒸汽出口，水蒸汽出口分別 與冷凝器進(jìn)氣口連接，冷凝器與真空系統(tǒng)連接。
[0010] 優(yōu)選的，所述的原料調(diào)和罐頂部還設(shè)有原料油進(jìn)口、催化劑進(jìn)口和甘油進(jìn)口。
[0011] 優(yōu)選的，第一反應(yīng)釜的出料口和第二反應(yīng)釜的進(jìn)料口皆為溢流口。
[0012] 工作時(shí)，原料油、甘油和催化劑按比例分別通過原料油進(jìn)口、甘油進(jìn)口和催化劑進(jìn) 口進(jìn)入原料調(diào)和罐并混合，經(jīng)出料泵泵出，混合物料通過在線酸價(jià)測定儀測定物料酸價(jià)，為 后續(xù)反應(yīng)提供數(shù)據(jù)參考，然后混合進(jìn)入加熱裝置中加熱到所需的反應(yīng)溫度后，通過第一反 應(yīng)釜的進(jìn)料口進(jìn)入第一反應(yīng)釜中，然后真空系統(tǒng)通過冷凝器將第一反應(yīng)釜內(nèi)抽真空，氮?dú)?源將氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)馊肟谕ㄈ氲谝环磻?yīng)釜中，然后第一反應(yīng)釜內(nèi)對混合物料進(jìn)行攪拌，出料 泵將混合物料連續(xù)不斷地泵入第一反應(yīng)釜中，待第一反應(yīng)釜中混合物料高度到達(dá)溢流口 (即第一反應(yīng)釜的出料口）時(shí)，自動溢流出，并通過第二反應(yīng)釜的溢流口（即第二反應(yīng)釜的進(jìn) 料口）流入第二反應(yīng)釜中，真空系統(tǒng)通過冷凝器將第二反應(yīng)釜內(nèi)抽真空，氮?dú)庠磳⒌獨(dú)馔ㄟ^ 氮?dú)馊肟谕ㄈ氲诙磻?yīng)釜中，然后混合物料在第二反應(yīng)釜內(nèi)被攪拌繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)，第 一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜內(nèi)生成的水在高溫條件下氣化后通過水蒸汽出口和冷凝器進(jìn)氣口 進(jìn)入冷凝器，冷凝器將水蒸汽冷凝后排出。第二反應(yīng)釜中反應(yīng)后物料從第二反應(yīng)釜出料口 進(jìn)入冷卻分相罐中，在冷卻分相罐中進(jìn)行冷卻分相后被收集等待下道工序處理。冷卻分相 罐使用的冷卻介質(zhì)為原料調(diào)和罐中的混合物料，原料調(diào)和罐中的混合物料從循環(huán)油出口流 出，被循環(huán)泵泵打，通過冷卻介質(zhì)盤管進(jìn)口進(jìn)入冷卻介質(zhì)盤管中，然后從冷卻介質(zhì)盤管出口 和循環(huán)油進(jìn)口流入原料調(diào)和罐中。
[0013] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 本實(shí)用新型將反應(yīng)物料在原料調(diào)和罐中混合，為后續(xù)連續(xù)反應(yīng)提供了便利；將兩 套反應(yīng)釜通過溢流口串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高 了生產(chǎn)效率；將調(diào)和好的原料作為冷卻介質(zhì)與高溫甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行熱交 換，降低了體系的能量損失；同時(shí)，反應(yīng)釜中酯化反應(yīng)生成的水不斷離開反應(yīng)系統(tǒng)，有利于 反應(yīng)進(jìn)行徹底。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0017] 如圖1所示，一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，包括真空系統(tǒng)8,所述裝置還包括 原料調(diào)和罐1，原料調(diào)和罐1頂部設(shè)有循環(huán)油進(jìn)口 1-5、原料油進(jìn)口 1-3、催化劑進(jìn)口 1-2和 甘油進(jìn)口 1-4,原料調(diào)和罐1下部設(shè)有出料口 1-1和循環(huán)油出口 1-6,原料調(diào)和罐1的出料 口 1-1與第一反應(yīng)釜4的進(jìn)料口 4-1連接，第一反應(yīng)釜4的出料口 4-3與第二反應(yīng)釜5的 進(jìn)料口 5-3連接，第二反應(yīng)釜5的出料口 5-2與冷卻分相罐7的進(jìn)料口 7-1連接；冷卻分相 罐7還包括冷卻介質(zhì)盤管，原料調(diào)和罐1的循環(huán)油出口 1-6和冷卻介質(zhì)盤管進(jìn)口 7-3通過 管道連接，該管道上設(shè)有循環(huán)泵11，冷卻介質(zhì)盤管出口 7-2與循環(huán)油進(jìn)口 1-5連接；第一反 應(yīng)釜4和第二反應(yīng)釜5底部分別設(shè)有氮?dú)馊肟?4-2和5-1，氮?dú)馊肟?4-2和5-1分別與氮 氣源9連通；第一反應(yīng)釜4的水蒸汽出口 4-4和第二反應(yīng)釜5的水蒸汽出口 5-4與冷凝器 6的進(jìn)氣口 6-1連接，冷凝器6的真空口 6-2與真空系統(tǒng)8連接，連接第一反應(yīng)釜4與原料 調(diào)和罐1的管道上順次設(shè)有加熱裝置3、在線酸價(jià)測定儀2和出料泵10。
[0018] 所述的第一反應(yīng)釜4的出料口 4-3和第二反應(yīng)釜5的進(jìn)料口 5-3皆為溢流口。
[0019] 工作時(shí)，原料油、甘油和催化劑按比例分別通過原料油進(jìn)口 1-3、甘油進(jìn)口 1-4和 催化劑進(jìn)口 1-2進(jìn)入原料調(diào)和罐1并混合，經(jīng)出料泵10泵出，混合物料通過在線酸價(jià)測定 儀2測定物料酸價(jià)，為后續(xù)反應(yīng)提供數(shù)據(jù)參考，然后混合進(jìn)入加熱裝置3中加熱到所需的反 應(yīng)溫度后，通過第一反應(yīng)釜4的進(jìn)料口 4-1進(jìn)入第一反應(yīng)釜4中，然后真空系統(tǒng)8通過冷凝 器6將第一反應(yīng)釜4內(nèi)抽真空，氮?dú)庠?將氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)馊肟?4-2通入第一反應(yīng)釜4中，然 后第一反應(yīng)釜4內(nèi)對混合物料進(jìn)行攪拌，出料泵10將混合物料連續(xù)不斷地泵入第一反應(yīng)釜 4中，待第一反應(yīng)釜4中混合物料高度到達(dá)溢流口（即第一反應(yīng)釜出料口 4-3)時(shí)，自動溢流 出，并通過第二反應(yīng)釜5的溢流口（即第二反應(yīng)釜進(jìn)料口 5-3)流入第二反應(yīng)釜5中，真空系 統(tǒng)8通過冷凝器6將第二反應(yīng)釜5內(nèi)抽真空，氮?dú)庠?將氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)馊肟?5-1通入第二 反應(yīng)釜5中，然后混合物料在第二反應(yīng)釜5內(nèi)被攪拌繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)，第一反應(yīng)釜4和 第二反應(yīng)釜5內(nèi)生成的水在高溫條件下氣化后通過水蒸汽出口 4-4和5-4和冷凝器進(jìn)氣口 6-1進(jìn)入冷凝器6,冷凝器將水蒸汽冷凝后從排水口 6-3排出。第二反應(yīng)釜5中反應(yīng)后物料 從第二反應(yīng)釜5-2出料口和冷卻分相罐進(jìn)料口 7-1中進(jìn)入冷卻分相罐7中，在冷卻分相罐 7中進(jìn)行冷卻分相后從冷卻分相罐出料口 7-4排出，被收集等待下道工序處理。冷卻分相 罐7使用的冷卻介質(zhì)為原料調(diào)和罐1中的混合物料，原料調(diào)和罐1中的混合物料從循環(huán)油 出口 1-6流出，被循環(huán)泵11泵打，通過冷卻介質(zhì)盤管進(jìn)口 7-3進(jìn)入冷卻介質(zhì)盤管中，然后從 冷卻介質(zhì)盤管出口 7-4和循環(huán)油進(jìn)口 1-5流入原料調(diào)和罐1中。
【權(quán)利要求】
1. 一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，包括真空系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置還包括原料 調(diào)和罐，原料調(diào)和罐的出料口與第一反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，第一反應(yīng)釜的出料口與第二反 應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，第二反應(yīng)釜的出料口與冷卻分相罐的進(jìn)料口連接，第一反應(yīng)釜和第二 反應(yīng)釜底部分別設(shè)有氮?dú)馊肟?，氮?dú)馊肟谂c氮?dú)庠催B通；第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜與真空 系統(tǒng)連接；上述的連接方式為管道連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述連接第一 反應(yīng)釜與原料調(diào)和罐的管道上順次設(shè)有加熱裝置、在線酸價(jià)測定儀和出料泵。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的原料調(diào) 和罐還包括循環(huán)油出口和循環(huán)油進(jìn)口，冷卻分相罐還包括冷卻介質(zhì)盤管，循環(huán)油出口與冷 卻介質(zhì)盤管進(jìn)口通過管道連接，該管道上設(shè)有循環(huán)泵，冷卻介質(zhì)盤管出口與循環(huán)油進(jìn)口通 過管道連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的第一反 應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜分別包括水蒸汽出口，水蒸汽出口分別與冷凝器進(jìn)氣口連接，冷凝器與 真空系統(tǒng)連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的原料調(diào) 和罐頂部還設(shè)有原料油進(jìn)口、催化劑進(jìn)口和甘油進(jìn)口。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種甘油解反應(yīng)和酯化反應(yīng)裝置，其特征在于，第一反應(yīng)釜的 出料口和第二反應(yīng)釜的進(jìn)料口皆為溢流口。
【文檔編號】C11C3/02GK203890322SQ201420116248
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】管有云, 李慶, 陳建琦, 季祥, 崔勇, 項(xiàng)東方, 婁源民, 張少敏 申請人:河南久大實(shí)業(yè)有限公司, 管有云