CN101818101A - 一种生物柴油酯化反应装置及工艺方法 - Google Patents

一种生物柴油酯化反应装置及工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生物柴油酯化反应装置及工艺方法，包括由罐体1、罐体1外的加热套2构成生物柴油酯化反应釜及溶剂回收装置，其特点是一个生物柴油酯化反应釜设置一套溶剂回收装置；通过溶剂回收装置中的溶剂冷凝器、溶剂暂存罐和循环泵使得气相的溶剂冷凝转化为液相溶剂而重新注入反应釜，使酯化裂解过程中的溶剂不断得到补充，大大缩短了反应时间，同时解决了一直以来酯化反应不彻底的问题，提高了生产效率和质量。该生物柴油酯化装置的结构简单合理，便于制造安装，工艺技术简单，操作方便。

Description

一种生物柴油酯化反应装置及工艺方法
技术领域
本发明属于一种生产生物柴油技术领域。特别是涉及生物柴油酯化反应装置及工艺方法。
技术背景
在生物柴油的生产过程中，要对原料油脂进行酯化反应，该工序在生产过程中需要使用一种酯化反应釜。目前，在一般的生产过程中配套有原料油、溶剂和催化剂加入装置，在加温的同时，经过搅拌器的搅拌，来促进酯化反应的进行，直至完成酯化反应。
现有的酯化反应设备是多个酯化反应釜共用一条溶剂回收管线和一个冷凝器，在酯化反应过程中，由于多个酯化反应釜反应过程不同步，会使回收到的溶剂会含有一定量的水，纯度不够，以致无法再次直接利用。这样回收到的溶剂就必需经过一次提纯工艺，方可重新利用。
在酯化反应过程中，溶剂的溶解作用只是在反应温度未达到溶剂沸点时才起作用，酯化反应温度一旦达到溶剂沸点70℃以上时，(酯化反应的最佳温度是75-85℃)溶剂即被气化，溶剂就与被酯化油脂脱离，这时的溶剂就不在进行溶解被酯化油脂，因此，影响酯化反应的效率和质量。
目前，现有生物柴油酯化反应装置及工艺解决上述问题的方法，是延长反应时间，尽管如此，由于上述原因，在酯化反应的过程中所加入的溶剂没有起到完全溶解油脂的作用，所以反应的效果仍然不尽理想。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存的问题，并对现有生物柴油酯化反应装置及工艺进行改进，提供一种能够有效地保证了酯化反应过程溶剂的溶解效果，大大减少了酯化反应的时间，提高了酯化反应的质量，结构简单和操作使用方便的生物柴油酯化反应装置及工艺方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种生物柴油酯化反应装置，包括由罐体1、罐体1外的加热套2构成生物柴油酯化反应釜及溶剂回收装置，其特征是一个生物柴油酯化反应釜设置一套溶剂回收装置；该溶剂回收装置由设置在生物柴油酯化反应釜顶部上方的气相溶剂冷凝器4，设置在生物柴油酯化反应釜下方的溶剂暂存罐6，在生物柴油酯化反应釜的罐体1顶部与气相溶剂冷凝器4连接的气相溶剂回收管3，气相溶剂冷凝器4与溶剂暂存罐6连接的液相溶剂回流管5，以及连接溶剂暂存罐6与连接生物柴油酯化反应釜的溶剂输入管的循环泵7构成。
使用以上所述的生物柴油酯化反应装置的生物柴油酯化反应工艺方法，其特征是：通过以下步骤来实现的：
(1)、加入原料油、反应溶剂及催化剂到生物柴油酯化反应釜中，向加热套注入蒸气加热生物柴油酯化反应釜，生物柴油酯化反应釜内酯化反应的裂变温度为70～95℃，经过搅拌器搅拌催化剂催化，完成酯化反应过程；
(2)、生物柴油酯化反应釜的反应过程中产生的气相溶剂自然进入溶剂气相冷却器4；
(3)、气相溶剂经冷却冷凝后的液相溶剂送入液相溶剂暂存罐6内；
(4)、利用循环泵7将液相溶剂暂存罐内的溶剂重新注入到反应釜中；
以上过程重复进行，直到酯化反应完成。
本发明与现有技术比较，其突出的实质性特点和显著有益效果是：
1、通过溶剂冷凝器、溶剂暂存罐和循环泵使得气相的溶剂冷凝转化为液相溶剂而重新注入反应釜，使酯化裂解过程中的溶剂不断得到补充，大大缩短了反应时间，同时解决了一直以来酯化反应不彻底的问题，提高了生产效率和质量。
2、该生物柴油酯化装置的结构简单合理，便于制造安装。
3、该生物柴油酯化工艺技术简单，操作方便。
附图说明
图1是本发明的生物柴油酯化反应装置的示意图
图2是本发明中的溶剂冷凝器的结构示意图；
图3是本发明中的溶剂暂存罐的结构示意图。
具体实施方案
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1所示，本发明的生物柴油酯化反应装置的示意图。本发明的生物柴油酯化反应装置，包括一个由罐体1、罐体1外的加热套2构成生物柴油酯化反应釜及一套溶剂回收装置。所述的加热套2设置在所述生物柴油酯化反应釜罐体1外面，蒸汽管8连接在加热套2上部，冷凝排水管9连接在加热套2下部。
该溶剂回收装置由设置在生物柴油酯化反应釜顶部上方的气相溶剂冷凝器4，设置在生物柴油酯化反应釜下方的溶剂暂存罐6，在生物柴油酯化反应釜的罐体1顶部与气相溶剂冷凝器4连接的气相溶剂回收管3，气相溶剂冷凝器4与溶剂暂存罐6连接的液相溶剂回流管5，以及连接溶剂暂存罐6与连接生物柴油酯化反应釜的溶剂输入管的循环泵7构成。所述的气相溶剂冷凝器4与生物柴油酯化反应釜的安装距离大于1米。
生物柴油酯化反应釜中的气相溶剂通过气相溶剂回收管3进入气相溶剂冷凝器4，冷凝回收的液相溶剂再通过液相溶剂回流管5回流到溶剂暂存罐6中，存储在溶剂暂存罐6的液相溶剂，然后可通过循环泵7重新注入生物柴油酯化反应釜罐体1中。
图2所示，本发明中的溶剂冷凝器的结构示意图。气相溶剂冷凝器4是现有技术，在气相溶剂冷凝器4内部设置有两个冷凝器孔板4.1，气相冷凝管4.2和冷却水仓4.3。冷却水仓4.3、气相溶剂入口3.1及液相溶剂出口4.6相互分开，冷凝器4的气相溶剂入口3.1通过气相溶剂回收管3与生物柴油酯化反应釜的罐体1连通，冷凝器4的液相溶剂出口4.6通过冷凝溶剂回流管5与溶剂暂存罐6连通，冷却水仓4.3上的冷却水入口4.4外接冷却水进水管10，冷却水出口4.5外接冷却水排水管11。
图3所示，本发明中的溶剂暂存罐的结构示意图。溶剂暂存罐6是现有技术，溶剂暂存罐6上设置液相溶剂输入管6.1，液相溶剂控制阀门6.2，溶剂暂存罐排空管6.3，并在管线上设置有法兰盘和控制阀门。
本发明生物柴油酯化反应工艺方法，通过以下步骤来实现的：
(1)、加入原料油、反应溶剂及催化剂到生物柴油酯化反应釜中，向加热套注入蒸气加热生物柴油酯化反应釜，生物柴油酯化反应釜内酯化反应的裂变温度为70～95℃，经过搅拌器搅拌催化剂催化，完成酯化反应过程；
(2)、生物柴油酯化反应釜的反应过程中产生的气相溶剂自然进入溶剂气相冷却器4；
(3)、气相溶剂经冷却冷凝后的液相溶剂送入液相溶剂暂存罐6内；
(4)、利用循环泵7将液相溶剂暂存罐内的溶剂重新注入到反应釜中；
以上过程重复进行，直到酯化反应完成。
在所述的生物柴油酯化反应釜内酯化反应的裂变温度最佳为75-85℃。
本发明利用酯化反应釜工作过程中加热后的溶剂易气化的特点，在酯化反应釜顶部设置溶剂气相管线，将气相溶剂回收至冷凝器，通过冷却水将气相溶剂冷凝成液体，自然流入溶剂暂存罐，通过控制阀门，利用循环泵将溶剂重新注入酯化反应釜参与酯化反应。酯化反应完成后，将控制阀门关闭，经过冷凝器回收的溶剂，存入溶剂暂存罐待下一次酯化反应时再用。克服了溶剂被气化，不能充分溶解被酯化油脂的不足，提高了生产的效率和产品的质量，节约了资源和费用。本发明经实验测试，可减少酯化反应时间50％以上。

Claims (4)

1.一种生物柴油酯化反应装置，包括由罐体(1)、罐体外的加热套(2)构成生物柴油酯化反应釜及溶剂回收装置，其特征是一个生物柴油酯化反应釜设置一套溶剂回收装置；该溶剂回收装置由设置在生物柴油酯化反应釜顶部上方的气相溶剂冷凝器(4)，设置在生物柴油酯化反应釜下方的溶剂暂存罐(6)，在生物柴油酯化反应釜的罐体(1)顶部与气相溶剂冷凝器(4)连接的气相溶剂回收管(3)，气相溶剂冷凝器(4)与溶剂暂存罐(6)连接的液相溶剂回流管(5)，以及连接溶剂暂存罐(6)与连接生物柴油酯化反应釜的溶剂输入管的循环泵(7)构成。
2.根据权利要求1所述的一种生物柴油酯化反应装置，其特征是所述的气相溶剂冷凝器4与生物柴油酯化反应釜的安装距离至小1米。
3.一种根据权利要求1所述的生物柴油酯化反应装置的生物柴油酯化反应工艺方法，其特征是：通过以下步骤来实现的：
(1)、加入原料油、反应溶剂及催化剂到生物柴油酯化反应釜中，向加热套注入蒸气加热生物柴油酯化反应釜，生物柴油酯化反应釜内酯化反应的裂变温度为70～95℃，经过搅拌器搅拌催化剂催化，完成酯化反应过程；
(2)、生物柴油酯化反应釜的反应过程中产生的气相溶剂自然进入溶剂气相冷却器4；
(3)、气相溶剂经冷却冷凝后的液相溶剂送入液相溶剂暂存罐(6)内；
(4)、利用循环泵(7)将液相溶剂暂存罐内的溶剂重新注入到反应釜中；
以上过程重复进行，直到酯化反应完成。
4.根据权利要求3所述生物柴油酯化反应工艺方法，其特征是：在所述的生物柴油酯化反应釜内酯化反应的裂变温度为75-85℃。
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