專利名稱：一種離子液體催化植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)催化劑回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子液體催化植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的催化劑回收的裝置，特別是涉及ー種分布式植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油和植物基潤滑油基礎(chǔ)油的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的催化劑回收的裝置。
背景技術(shù)：
酯化反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中常見的反應(yīng)類型，通過這類型反應(yīng)可合成一系列酯類化合物和環(huán)保生物燃料，廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工和石化能源等方面。植物油脂的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)可生產(chǎn)生物柴油和酯類合成潤滑油基礎(chǔ)油。生物柴油是以生物質(zhì)資源作為原料加工而成的一種性質(zhì)與柴油相近的液體燃料。我國植物油脂原料比較分散，發(fā)展大規(guī)模成套裝置生產(chǎn)生物柴油或植物基潤滑油基礎(chǔ)油存在原料供應(yīng)困難的問題。在植物油脂原料的大量供應(yīng)存在困難的情況下，開發(fā)適度生產(chǎn)規(guī)模的分布式生物柴油和潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)裝置是ー種切實(shí)可行的選擇。小型植物油轉(zhuǎn)酯化裝置將有廣闊的應(yīng)用發(fā)展空間，也為我國在替代化石能源的總量上做出貢獻(xiàn)，具有現(xiàn)實(shí)意義及較高的市場推廣價(jià)值。小型的分布式的轉(zhuǎn)酯化工藝和裝置與大規(guī)模的生產(chǎn)エ藝和裝置相比，エ藝流程不能太長，需要有效壓縮エ藝步驟，實(shí)現(xiàn) エ藝集成，提高分布式轉(zhuǎn)酯化過程效率。在大規(guī)模的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)生產(chǎn)エ藝中，催化劑與產(chǎn)物和原料的分離步驟多。分布式植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油和植物基潤滑油基礎(chǔ)油エ 藝中，所用離子液體催化劑能實(shí)現(xiàn)“均相催化、異相分離”，有利于催化劑的回收利用。目前的分布式植物油脂轉(zhuǎn)酯化工藝中，催化劑的回收是將含催化劑的粗甘油靜置于帶錐形封頭的容器內(nèi)，待催化劑自然析出后回收，這就出現(xiàn)催化劑回收率低，回收時(shí)間長的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供ー種分布式植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油和植物基潤滑油基礎(chǔ)油的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的催化劑回收的裝置，該裝置是在于離子液體及離子液體催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)特性基礎(chǔ)上提出的，從而縮短了生物柴油的整體エ藝路線，能有效提高催化劑回收率，降低過程成本。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種離子液體催化植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)催化劑回收裝置，包括帶冷卻夾套的筒體和連接在筒體底部的錐形封頭，所述筒體頂部設(shè)有帶排氣ロ的頂蓋，筒體側(cè)壁上端部設(shè)有物料進(jìn)ロ，筒體內(nèi)部的中心設(shè)有沉降板，沉降板邊緣與筒體內(nèi)壁之間留有間隙；所述錐形封頭為折邊封頭，封頭底部設(shè)有物料出ロ ；所述冷卻夾套上、下端部分別設(shè)有冷卻水出、進(jìn)ロ。所述沉降板為圓板，直徑為筒體內(nèi)徑的1/2 2/3。所述沉降板包括直徑為筒體內(nèi)徑1/2 2/3的圓板及圓板外周向下傾斜延伸的外沿，外沿與筒體內(nèi)壁之間的間隙為筒體內(nèi)徑的1/12 1/8。所述沉降板的數(shù)量為3 7塊，沉降板之間等間距設(shè)置，且固定于筒體的頂蓋。所述錐形封頭為30° 45°的折邊封頭，封頭與筒體的高度比為2/3 1/1。
所述筒體側(cè)壁下端部設(shè)有循環(huán)物料出ロ。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明催化劑回收裝置結(jié)構(gòu)簡單。整個(gè)催化劑回收裝置沒有運(yùn)動(dòng)部件或難以加 エ的零部件，結(jié)果簡単，加工及安裝方便。2)沉降板有3 7塊，多塊沉降板相當(dāng)于將催化劑回收裝置強(qiáng)化為多段，是ー種強(qiáng)化沉降的措施，能有效提高催化劑回收裝置的空間利用率。3)離子液體催化劑回收率速度快。通過采用冷卻夾套冷卻粗甘油和離子液體催化劑混合物料，能較快地降低體系溫度，防止甘油和離子液體形成絮凝狀物系，降低催化劑回收速度。4)離子液體催化劑回收率高。通過采用小夾角的錐形封頭、設(shè)置沉降板和較大的封頭筒體長度比例能有效提高離子液體催化劑沉降速度和效率，并且沉降之后界面穩(wěn)定， 便于離子液體催化劑回收。5)物料循環(huán)ロ是為方便催化劑的多次沉降回收。因離子液體催化劑價(jià)格比較高， 為提高催化劑回收率，可以對(duì)物料進(jìn)行多次沉降。循環(huán)物料ロ設(shè)于筒體側(cè)壁下端部可以避免物料循環(huán)時(shí)影響容器錐形底部的沉降過程。


圖1是本發(fā)明催化劑回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，對(duì)于未特別注明的エ藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。實(shí)施例1如圖1所示，一種離子液體催化植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)催化劑回收裝置，包括帶冷卻夾套3的筒體4和連接在筒體4底部的錐形封頭7，所述筒體4頂部設(shè)有帶排氣ロ 1的頂蓋，筒體側(cè)壁上端部設(shè)有物料進(jìn)ロ 10，筒體側(cè)壁下端部設(shè)有循環(huán)物料出口 6。筒體4內(nèi)部的中心設(shè)有3塊沉降板5，沉降板之間等間距設(shè)置，且固定于筒體4的頂蓋；沉降板5包括圓板及圓板外周向下傾斜延伸的外沿，圓板直徑為筒體內(nèi)徑的1/2，外沿與筒體內(nèi)壁之間留有間隙，該間隙為筒體內(nèi)徑的1/8。所述錐形封頭7為30°的折邊封頭，封頭與筒體的高度比為2/3，封頭底部設(shè)有物料出口 8 ；所述冷卻夾套上、下端部分別設(shè)有冷卻水出、進(jìn)ロ 2、9。以菜籽油和甲醇為原料，吡啶三氟甲基磺酸鹽離子液體催化劑。原料在70°C下反應(yīng)時(shí)間4小吋，待反應(yīng)物料分層后，將含離子液體催化劑和未反應(yīng)完全的甲醇的粗甘油層由物料進(jìn)ロ 10進(jìn)入催化劑回收裝置，粗甘油物料溫度為41°C，在催化劑回收裝置中經(jīng)夾套冷卻30分鐘，粗甘油物料溫度接近室溫，吡啶三氟甲基磺酸鹽離子液體催化劑基本沉降于催化劑回收裝置底部，從物料出ロ取出進(jìn)ー步純化，回收率為94. 5%。為強(qiáng)化離子液體的回收過程，對(duì)裝置中需要進(jìn)行催化劑回收的物料進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，即將冷卻水從冷卻水進(jìn)ロ 9 通入冷卻夾套3，之后從冷卻水出ロ 2排出。如需多次分離催化劑，物料從循環(huán)物料出ロ 6 引出，再從物料進(jìn)ロ 10進(jìn)入分離裝置。實(shí)施例2
4
如圖1所示，一種離子液體催化植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)催化劑回收裝置，包括帶冷卻夾套3的筒體4和連接在筒體4底部的錐形封頭7，所述筒體4頂部設(shè)有帶排氣ロ 1的頂蓋，筒體側(cè)壁上端部設(shè)有物料進(jìn)ロ 10，筒體側(cè)壁下端部設(shè)有循環(huán)物料出口。筒體4內(nèi)部的中心設(shè)有7塊沉降板5，沉降板之間等間距設(shè)置，且固定于筒體4的頂蓋；沉降板5包括圓板及圓板外周向下傾斜延伸的外沿，圓板直徑為筒體內(nèi)徑的2/3，外沿與筒體內(nèi)壁之間留有間隙，該間隙為筒體內(nèi)徑的1/12。所述錐形封頭7為45°的折邊封頭，封頭與筒體的高度比為1/1，封頭底部設(shè)有物料出口 8 ；所述冷卻夾套上、下端部分別設(shè)有冷卻水出、進(jìn)ロ 2、9。以菜籽油和甲醇為原料，吡啶三氟甲基磺酸鹽離子液體催化劑。原料在70°C下反應(yīng)時(shí)間4小吋，待反應(yīng)物料分層后，將含離子液體催化劑和未反應(yīng)完全的甲醇的粗甘油層由物料進(jìn)ロ 10進(jìn)入催化劑回收裝置，粗甘油物料溫度為46°C，在催化劑回收裝置中經(jīng)夾套冷卻30分鐘，粗甘油物料溫度接近室溫，吡啶三氟甲基磺酸鹽離子液體催化劑基本沉降與催化劑回收裝置底部，取出進(jìn)ー步純化，回收率為95. 2%。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于所述沉降板5為圓板，直徑為筒體內(nèi)徑的3/5。催化劑的回收率為93. 6%。
權(quán)利要求
1 一種離子液體催化植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)催化劑回收裝置，其特征在于，該裝置包括帶冷卻夾套的筒體和連接在筒體底部的錐形封頭，所述筒體頂部設(shè)有帶排氣ロ的頂蓋，筒體側(cè)壁上端部設(shè)有物料進(jìn)ロ，筒體內(nèi)部的中心設(shè)有沉降板，沉降板邊緣與筒體內(nèi)壁之間留有間隙；所述錐形封頭為折邊封頭，封頭底部設(shè)有物料出口 ；所述冷卻夾套上、下端部分別設(shè)有冷卻水出、進(jìn)ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在干，所述沉降板為圓板，直徑為筒體內(nèi)徑的 1/2 2/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在干，所述沉降板包括直徑為筒體內(nèi)徑 1/2 2/3的圓板及圓板外周向下傾斜延伸的外沿，外沿與筒體內(nèi)壁之間的間隙為筒體內(nèi)徑的1/12 1/8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的回收裝置，其特征在干，所述沉降板的數(shù)量為3 7 塊，沉降板之間等間距設(shè)置，且固定于筒體的頂蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的回收裝置，其特征在干，所述錐形封頭為30° 45°的折邊封頭，封頭與筒體的高度比為2/3 1/1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回收裝置，其特征在干，所述筒體側(cè)壁下端部設(shè)有循環(huán)物料出口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子液體催化植物油脂轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)催化劑回收裝置，該裝置包括帶冷卻夾套的筒體和連接在筒體底部的錐形封頭，所述筒體頂部設(shè)有帶排氣口的頂蓋，筒體側(cè)壁上端部設(shè)有物料進(jìn)口，筒體內(nèi)部的中心設(shè)有沉降板，沉降板邊緣與筒體內(nèi)壁之間留有間隙；所述錐形封頭為折邊封頭，封頭底部設(shè)有物料出口；所述冷卻夾套上、下端部分別設(shè)有冷卻水出、進(jìn)口。本發(fā)明催化劑回收裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、離子液體催化劑回收率速度快和離子液體催化劑回收率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10G3/00GK102533308SQ20121003327
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者嚴(yán)宗誠, 陳礪 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)