CN102504960A - 一种生物柴油酯化反应装置 - Google Patents

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申圣良
方海姣
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Abstract

本发明公开了一种生物柴油酯化反应装置，包括釜体、醇进料分布器、搅拌部件，所述醇进料分布器从所述釜体中下部进入所述釜体内，所述搅拌部件为水翼型轴流搅拌桨。本发明的优点是通过对生物柴油酯化反应装置醇进料位置和搅拌部件的改进，通过两者与醇进料状态的结合提高反应物料的接触面积，使酯化反应均相进行，缩短反应时间，提高反应速率，降低反应能耗；同时反应物得以充分反应，减少了醇因在釜体上部进入未经反应即被回收导致的能源浪费；由于搅拌均匀还避免了釜体局部过热而导致的酯化反应出现碳化的现象，便于控制反应体系温度。

Description

一种生物柴油酯化反应装置
技术领域
本发明涉及一种生物柴油酯化反应装置。
背景技术
生物柴油酯化反应的反应装置中均采用普通的推进式搅拌器，同时醇的进料在反应装置内上部液态滴加，这种现有的酯化反应装置在进行生物柴油酯化反应时会出现以下问题：
一是普通的推进式搅拌器致使醇的液滴粒度较大，比表面积很小，导致甘三酯及脂肪酸与醇的接触面积很小，反应速度极其缓慢，造成酯化过程的动力消耗严重，同样设备情况下产量低。针对这个问题，有人曾将推进式搅拌器改为其它搅拌器，但因搅拌强度小时造成醇的液滴粒度较大，比表面积小，反应慢，搅拌强度大时醇又快速吸热气化进入醇回收装置而未在酯化反应装置中充分参与反应；
二是醇的进料是在反应装置内从顶部加入，由于醇液滴的密度比甘三酯及脂肪酸小，醇与甘三酯及脂肪酸接触后，部分醇受热立即气化从反应装置中逸出，并没有参加反应，导致醇回收装置负荷加大，造成能源浪费；同时醇液滴也无法快速地分布到反应装置中参与反应。针对这个问题，有人曾采用在反应装置上部用管道引入使醇进料的方法，但由于管道是插入反应装置中的，管道中部分气化的醇造成气阻，反应进行缓慢；
三是由于醇只能以液相形式加入，进入反应装置中的物料粒度较大并且不均匀，使反应进行缓慢，不仅反应装置的能量消耗增加，同时由于反应时间长造成醇供给量加大，使醇回收装置的能量消耗也随之增加。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种改进的生物柴油酯化反应装置，使酯化反应均相进行，加快反应速度，提高产率，降低能耗。
技术方案：一种生物柴油酯化反应装置，包括釜体、醇进料分布器、搅拌部件，所述醇进料分布器从所述釜体中下部进入所述釜体内，所述搅拌部件为水翼型轴流搅拌桨。
还包括将醇预热至泡点温度的换热器，醇以泡点温度通过所述醇进料分布器以气液相喷入所述釜体中下部。
本发明的原理是通过改进酯化反应装置，改善醇的分布均匀性、增加醇反应的接触面积，以提高反应速率，使反应物充分发生反应。醇通过醇进料分布器从釜体中下部进入釜体内，同时醇预热至泡点温度进入，使进入到釜体内的醇在醇进料分布器内已经开吸热，进而通过醇进料分布器以气液相形式喷出，并带动醇进一步向前运动，避免了从釜体上部进料醇而带来的气阻问题，同时由于气液相的醇粒度达到2～5um，相比于同质量的液相醇其表面积是原来的几十万倍；水翼型轴流搅拌桨极大地减少了传统搅拌器在搅拌过程中消耗的与搅拌无关的能耗，同时其桨叶剪切分布均匀温和，使整个釜体内的温度和浓度分布均匀；泡点温度的醇粒度小，通过醇的气相与液相传热、醇与甘三酯及脂肪酸的热交换等使传热、相变、传质同时进行相互推进，极大地提高了醇与甘三酯及脂肪酸的酯化及醇解反应速度，大大节约了酯化反应的能耗；醇预热至泡点温度进入，还促进了釜体内气相与液相的热量交换，如果釜给热多余，则釜内有部分液相变成气相，如果釜给热不足，则釜内有部分气相变成液相，使釜内温度操作便于控制，避免了因温度控制问题而导致的甘三酯及脂肪酸的碳化。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是通过对生物柴油酯化反应装置醇进料位置和搅拌部件的改进，通过两者与醇进料状态的结合提高反应物料的接触面积，使酯化反应均相进行，缩短反应时间，提高反应速率，降低反应能耗；同时反应物得以充分反应，减少了醇因在釜体上部进入未经反应即被回收导致的能源浪费；由于搅拌均匀还避免了釜体局部过热而导致的酯化反应出现碳化的现象，便于控制反应体系温度。
附图说明
附图为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如附图所示，一种生物柴油酯化反应装置，包括釜体1、醇进料分布器2、搅拌部件3，醇进料分布器2从釜体1中下部进入釜体1内，预热醇至泡点温度的换热器4与醇进料分布器2之间通过管道连接，醇以泡点温度通过醇进料分布器2以气液相喷入所釜体1中下部。搅拌部件3为水翼型轴流搅拌桨，其通过电机带动运转。

Claims (2)

1.一种生物柴油酯化反应装置，包括釜体（1）、醇进料分布器（2）、搅拌部件（3），其特征在于：所述醇进料分布器（2）从所述釜体（1）中下部进入所述釜体（1）内，所述搅拌部件（3）为水翼型轴流搅拌桨。
2.根据权利要求1所述的一种生物柴油酯化反应装置，其特征在于：还包括将醇预热至泡点温度的换热器（4），醇以泡点温度通过所述醇进料分布器（2）以气液相喷入所述釜体（1）中下部。
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