CN103409242B - 植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺及反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺及反应器。所述工艺包括以下操作步骤：(1)皂脚的酸化；(2)酸化油制取生物柴油；(3)废水中和处理。本发明直接采用植物油精炼工艺生产的副产品-皂脚酸化置备生物柴油的方法生产可再生能源生物柴油，与直接销售皂脚相比，不仅解决了同一工艺中脱臭工段的高压蒸汽发生器燃烧需要从外部采购轻柴油作为燃料的问题，也防止了废皂出售后的二次污染；同时皂脚酸化后的酸化水解决了碱炼工段的最终水洗水高碱度排放的问题，节省原料和水处理成本，是一项环境友好型技术，有较好的社会和经济效益。

Description

植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺及反应器

技术领域

本发明属于植物油精炼中碱炼副产品-皂脚资源循环利用以及生物柴油制备领域，具体涉及一种植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺及反应器。

背景技术

生物柴油是指由动物油、植物油、废弃油或微生物油脂经转化而形成的脂肪酸单酯(通常为脂肪酸甲酯或乙酯)。生物柴油具有可再生、可生物降解、燃烧排放低和对环境友好等优点，是替代石化柴油的理想燃料之一，因此近年来备受关注且得到了广泛的研究。

原料油脂的不足，一直是制约全球生物柴油发展的最大瓶颈，我国的情况更是如此。我国人多地少，可用于传统油料作物种植的耕地极为有限。我国在发展生物柴油的过程中，必须本着不与人争粮，不与粮争地的原则，大力开发非食用性油脂原料，而高酸值油脂，如潲水油、地沟油和酸化油等是极为合适的、可用于制备生物柴油的原料。

植物油料或者油籽一般通过压榨、溶剂浸出或者压榨浸出相结合的方法制备，得到的油脂称为毛油。毛油需要经过精炼加工才能得到合格的成品油，不同的油脂由于杂质成分不同，采用的精炼方法也不同，常见的精炼方法分为化学精炼和物理精炼两种。化学精炼的一般工序包括水化脱胶、碱炼(中和)等化学方法；物理精炼包括脱色和物理脱酸(脱臭)等物理方法。大豆油、菜籽油及大多数油品一般采用化学精炼结合物理精炼的方法进行加工，而棕榈油一般仅采用物理精炼的方法进行加工。2010年，我国精炼植物油产量为2242.5万吨，大豆油、菜籽油、棕榈油和花生油四个品种产量达到1984.8万吨，其中大豆油产量为1160.2万吨，菜籽油产量为512.5万吨。

植物脱胶油由于含有一定量的游离脂肪酸，为了达到成品油脂的酸值标准及去除部分杂质，可以在植物油中加入适量加碱(一般是氢氧化钠)溶液，中和油脂中的游离脂肪酸，得到钠皂，此工艺称为碱炼工艺。皂吸附部分油脂、磷脂以及色素等杂质，形成皂脚。油脂精炼工业上通过离心分离的方法，采用蝶式离心机将皂脚与碱炼油分离。

皂脚一般占油脂总量的10％左右。我国潜在的皂脚资源大约为150～200万吨。皂脚需要通过酸化处理，用酸(一般是硫酸或磷酸)还原皂脚中的钠皂得到游离脂肪酸，所得到的产品称为酸化油。皂脚酸化后一般可以得到重量40～50％的酸化油产品，其主要成分为脂肪酸60～70％、中性油脂20～30％、磷脂2～3％、不皂化物1～2％和水分1～3％。目前的植物油加工企业均将皂脚作为副产品低价出售给相关加工企业，加工成酸化油。由于酸化油工艺酸性废水较多，容易产生二次污染，而且得到的酸化油无法高效利用，大型油脂加工厂不愿意自己加工皂脚。

碱炼工段的碱炼油通过离心方法除去皂脚，还需要用所加工的油品重量的5～10％软水洗涤，除去油脂中残留的皂，这样会产生5～10％的碱炼废水。这种废水由于含有少量皂和油脂，pH值在8～9，COD值一般在3000～10000mg/L左右，有些油脂碱炼废水COD值甚至高达30000mg/L。

油脂脱臭是利用油脂中少量脂肪酸和臭味物质的沸点比油脂的主要成分甘油三酯低的特点，在高温和高真空下，采用水蒸气汽提的方式去除这些微量杂质。油脂脱臭的温度一般为220℃～270℃，主要依照油脂的种类和脱臭前杂质物质含量的多少而定。由于脱臭温度高，需要高压水蒸气对油脂进行加热(换热)，达到工艺所需要的温度。加热需要通过关键设备--高压蒸汽发生器产生7.5～8.0MPa的高压工艺用水蒸汽，温度可达300℃左右，对需要脱臭的油脂进入脱臭塔之前进行高温加热。该设备需要用优质柴油作为燃料，加热水蒸气到相关的温度。油脂脱臭是油脂过程中耗能最大的工序，一条600吨/天规模的中型油脂加工厂，每得到一吨脱臭精制油脂，需要消耗6～10kg的柴油，全天需要大约4～6吨的柴油，甚至更多。高压蒸汽发生器燃烧所需的柴油全部需外购。

发明内容

本发明的目的在于克服现有工艺技术存在的不足，提供一种植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺。该工艺通过酸化植物油精炼过程前工序的副产品-皂脚得到酸化油，再利用酸化油生产生物柴油供同一工艺的后工序使用，后工序用生物柴油燃烧生产高温高压蒸汽用于加工高品质油品，从而实现了皂脚资源在同一植物油精炼工艺流程中的高效循环利用。

本发明的另一个目的在于用于实现上述植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺中的皂脚的酸化的皂脚酸化反应器。

本发明的目的通过下述方案实现：一种植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺，包括以下操作步骤：

(1)皂脚的酸化：将皂脚和酸按质量比0.1～2∶1混合，酸化反应后进行分层，上层为酸化油层，下层为酸水层；

(2)酸化油制取生物柴油：将步骤(1)的酸化油和粗甘油按质量比0.20～0.60∶1混合，在碱A催化下进行酯化反应，30～80℃冷却得到酯化油；将上述得到的酯化油和甲醇按质量比0.20～0.40∶1混合，在碱B催化下进行酯交换反应，得到脂肪酸甲酯(粗生物柴油)和粗甘油，回收脂肪酸甲酯中的甲醇，得到生物柴油；部分粗甘油经过酸中和后可以作为酯化反应的原料制备酯化油，得到生物柴油可以直接供应同一工艺的脱臭工段作为燃料，实现了废弃资源在同一工艺流程中循环利用，提高了原料利用效率；

(3)废水中和处理：将步骤(1)得到的酸水层直接和植物油精炼车间碱炼工段中的碱性废水按质量比1∶0.5～5混合，进行中和反应后通过分层，上层为酸化油层，下层为水层；酸化油层可以直接用于步骤(2)中制取生物柴油，水可循环利用；实现了皂脚酸化反应过程零排放，大大减少碱炼工段的碱性废水排放；

步骤(1)中：

所述的皂脚为植物油精炼车间碱炼工段脱皂离心机的副产品皂脚。

所述的酸优选为50～98wt％的硫酸或者85wt％的磷酸。

所述的酸化反应的条件优选为于50～150℃酸化反应0.5～3小时。

所述的酸化反应优选在皂脚酸化反应系统中进行。

所述皂脚酸化反应系统包括皂脚酸化反应器、皂脚喂料装置、酸液喂料装置、热水喂料装置以及出料收集装置，其中：

所述皂脚酸化反应器包括酸化反应釜和搅拌装置，其中，酸化反应釜上设有皂脚接口、酸液接口、热水接口和酸化物料出口；所述酸化反应釜的顶部设有可朝下喷洒酸液的酸液喷嘴，酸化反应釜上还设有位于酸液喷嘴下方的热水喷嘴，以及位于热水喷嘴下方的皂脚喷嘴，其中，酸液喷嘴与酸液接口连接，热水喷嘴与热水接口连接，皂脚喷嘴与皂脚接口连接。

所述酸液喷嘴为多个，均匀地设置于位于酸化反应釜顶部中央的酸液圆环管上，该酸液圆环管与酸液接口连接。

所述热水喷嘴分为两组，每一组包括至少两个热水喷嘴，每一组中的热水喷嘴均匀分布在一个热水圆环管上，每一热水圆环管均与热水接口连接；两个热水圆环管上下设置在酸化反应釜内，且靠近于酸化反应釜的内壁。优选地，每一组包括两个热水喷嘴，每组中的两个热水喷嘴均为左右设置，其中，位于上方的热水圆环管上的热水喷嘴的喷洒方向为水平方向，且朝向酸化反应釜的中轴线；位于下方的热水圆环管上的热水喷嘴的喷洒方向为倾斜向上，且朝向酸化反应釜的中轴线。

所述皂脚喷嘴为多个，沿圆周方向均匀分布于酸化反应釜的内壁上。优选地，皂脚喷嘴的数量为四个，这四个皂脚喷嘴位于与酸化反应釜横截面同心的一个圆上，这四个皂脚喷嘴的喷洒方向均为沿着该圆的切线方向，并且均为顺时针方向或均为逆时针方向。

所述酸化反应釜从上至下平均分为A、B、C和D四层；所述酸液接口设置于酸化反应釜A层的左上角；所述热水接口设置于酸化反应釜A层的中部；所述皂脚接口设置于酸化反应釜A层的下部；所述酸化物料出口设置于酸化反应釜的底部。

所述酸化反应釜上还设有平衡管接口、温度计接口、人孔、视镜和蒸汽接口，其中，平衡管接口设置于酸化反应釜釜顶的右侧；所述温度计接口为两个，分别设置于酸化反应釜B层右侧的上部和D层右侧的中部；所述人孔为两个，分别设置于酸化反应釜A层顶部的左侧和D层左侧的中部；所述视镜为四个，分别设置于酸化反应釜A层的右下侧、酸化反应釜A层的左下侧、酸化反应釜B层的左上侧和酸化反应釜C层的左下侧；所述蒸汽接口为两个，分别设置于酸化反应釜C层的右上侧和D层的右下侧；所述搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴以及搅拌叶，其中，所述搅拌电机设置在酸化反应釜的顶部的中央；所述搅拌轴的上端与搅拌电机连接，下端与设在酸化反应釜底部的轴承连接；所述搅拌叶设在搅拌轴上，该搅拌叶为三个，分别设置在酸化反应釜B、C和D层中。

所述的分层优选为静置分层或离心分层。

所述的分层优选在连续液相分离器中进行。

步骤(2)中：

所述的碱A的质量为酸化油的质量的0.1～0.8％。

所述的碱A为氢氧化钾或氢氧化钠。

所述的酯化反应优选在真空中搅拌进行。

所述的酯化反应的温度为160～230℃，反应时间为2～4小时，反应压力为500～10000Pa。

所述的酯化反应优选在连续酯化反应系统中进行。

所述的碱B的质量为酯化油的质量的0.4～0.8％。

所述的碱B为氢氧化钾或氢氧化钠。

所述的酯交换反应的温度为40～65℃，反应时间为30～80min；酯交换反应结束后，通过静置分层或离心分层，得到上层为生物柴油层，下层为甘油层。

所述的酯交换反应优选在连续酯交换反应系统中进行。

步骤(3)中：

所述的分层优选为静置分层或离心分层。

所述的分层优选在连续液相分离器中进行。

所述的水层的pH值为6～7，简单处理后可循环利用，减少成本。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)解决了植物油精炼工艺中碱炼工段的副产品--皂脚的工业化再生利用，防止了废皂出售后的二次污染。实现在同一工艺流程内部资源循环利用，变废为宝；

(2)解决了植物油精炼工艺中脱臭工段的关键设备--高压蒸汽发生器需要从外部采购轻柴油作为燃料的问题，可以直接从工艺流程内部循环完成燃料供应。

(3)解决了植物油精炼工艺中碱炼工段的最终水洗水高碱度排放的问题，可利用皂脚转化酸化油过程的酸性废水与其中和成中性水后排放，大大减少水污染排放量。

(4)节省了每年外购柴油的开支，可增加生物柴油销售收入，以600吨/日生产能力的大豆油精炼工厂为例计算，采用本工艺后每年可增加收入5100万元，有较好的社会和经济效益。

附图说明

图1为本发明植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺的生产流程图。

图2是精炼车间碱炼皂脚制备生物柴油用于脱臭高压蒸汽发生器工艺流程详图。

图3为本发明所述的皂脚酸化反应系统的结构示意图。

图4为图3中皂脚酸化反应器的结构示意图。

图5为图4中显示酸液圆环管、热水圆环管以及皂脚接口的设置位置的横向截面视图。

图6为图4中酸液喷嘴和热水喷嘴的设置位置以及工作原理示意图。

图7为图4中皂脚喷嘴的设置位置以及工作原理示意图。

图8为本发明所述的连续液相分离器的结构示意图。

图9为本发明所述的连续酯化反应系统的结构示意图。

图10为图9中连续酯化反应器的结构示意图。

图11为图10所示连续酯化反应器的工作流程示意图。

图12为本发明所述的连续酯交换反应系统的结构示意图。

图13为图12中连续酯交换反应器的结构示意图。

图14为图12所示连续酯交换反应器的工作流程示意图。

图中附图标记为：

图3～图7中，1-皂脚暂存罐、2-酸液暂存罐、3-热水暂存罐、4-皂脚喂料泵、5-酸液喂料泵、6-热水泵、7-皂脚流量控制器、8-酸液流量控制器、9-热水流量控制器、10-温度控制器、11-皂脚进料管、12-酸液进料管、13-热水进料管、14-皂脚酸化反应器、15-酸化油暂存罐、16-温度控制器、17-酸化油排料阀门、18-酸水排料阀门、19-酸化油出料泵、20-分离器、21-皂脚接口、22-热水接口、23-酸液接口、24-酸化物料出口、25-平衡管接口、26-温度计接口、27-人孔、28-视镜、29-蒸汽接口、30-酸液喷嘴、31-热水喷嘴、32-皂脚喷嘴、33-酸化反应釜、34-搅拌叶、35-搅拌轴、36-搅拌电机、37-酸液圆环管、38-热水圆环管；

图8中，1a-主体分离罐、2a-进料口、3a-轻相出料口、4a-重相出料口、5a-底阀、6a-人孔、7a-放空口、8a-轻相流动口、9a-重相流动口、10a-加强钢带、11a-分隔板、12a-第一附加分隔板、13a-第二附加分隔板、14a-出料管；

图9～图11中，1b-原料油进料口、2b-甘油进料口、3b-加热器、4b-温度控制器、5b-真空泵、6b-催化剂添加罐、7b-甘油补集器、8b-搅拌装置、9b-取样口、10b-连续酯化反应器、11b-排料阀、12b-甘油酯暂存罐、13b-出料泵、14b-换热器、15b-温度控制器、16b-混合料进口、17b-混合料出口、18b-补集管、19b-甘油接口、20b-真空口、21b-催化剂添加接口、22b-搅拌电机、23b-蒸汽进口、24b蒸汽出口、25b-人孔、26b-温度计接口、27b-搅拌轴、28b-搅拌叶、29b-鄂式扰流片、30b-酯化反应釜、31b-甘油喷嘴；

图12～图14中，1c-原料油暂存罐、2c-辅料暂存罐、3c-备用暂存罐、4c-原料油喂料泵、5c-辅料喂料泵、6c-备用喂料计量泵、7c-原料油流量控制器、8c-辅料流量控制器、9c-换热器、10c-温度控制器A、11c-混合器、12c-温度控制器B、13c-搅拌装置、14c-压力表、15c-连续酯交换反应器、16c-静置分离器、17c-取样口、18c-轻相物料暂存罐、19c-轻相物料出料泵、20c-重相物料暂存罐、21c-重相物料出料泵、22c-混合料进口、23c-混合料出口、24c-搅拌电机、25c-搅拌轴、26c-搅拌叶、27c-隔板、28c-蒸汽进口、29c-蒸汽出口、30c-蒸汽伴管、31c-酯交换反应釜。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1，图中显示了本发明的植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺的生产流程，植物油精炼工艺中碱炼工段通过脱皂离心机的分离获得副产品--皂脚，该皂脚通过与酸进行酸化反应，经分离后获得酸化油和酸水，其中酸化油经过高酸值油脂制备生物柴油设备获得生物柴油，该生物柴油直接用于植物油精炼工艺中油脂脱臭工段对高压蒸汽发生器进行燃烧加热，而酸水经中和后分离后，获得的酸化油也进入高酸值油脂制备生物柴油设备制的生物柴油，从而实现皂脚在植物油精炼工艺的循环利用，实现零排放，节省了能源，减少了污染，提高企业经济效益。

参见图2，相对于图1，图，2进一步详细地显示了利用皂脚制备生物柴油的工艺流程，皂脚经过酸化反应后获得的酸化油和辅料粗甘油在碱性催化剂的催化下进行酯化反应，获得甘油酯，该甘油酯在碱性催化剂的催化下进行酯交换反应，获得粗脂肪酸甲酯和甘油，其中，粗脂肪酸甲酯依次经过甲醇去除、水洗、干燥、布袋过滤工艺后获得生物柴油，而甘油则依次经过去除甲醇、酯化后获得中性甘油，循环用于酯化反应中。

下面结合具体的实施例，对本发明的植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺及该工艺中所用到的设备作详细的描述。

实施例1

(1)大豆油皂脚制取生物柴油：

①大豆油皂脚的酸化：取200g精炼车间离心机所得皂加入反应釜内，加入98％硫酸30g，加入热水30g，待温度升到60℃开始，反应3h，得上层为酸化油83g，下层酸水172g；

②酸化油的酯化：取步骤①酸化油80g(酸值151.35mgKOH/g)加入反应釜内，加入颗粒状氢氧化钠催化剂0.16g，加入24g粗甘油(甘油质量含量为50％)，反应釜抽真空到压力为9000Pa，同时不断搅拌，待温度达到200℃温度时开始计时，酯化反应2小时后，测定酯化油酸值为0.48mgKOH/g；

③酯化油的醇解：在步骤②所得溶液反应釜内，加入甲醇溶液(含0.2g KOH和16g甲醇)，在45℃下搅拌反应30min，反应后静置分层30min，得到上层生物柴油层86g，下层为甘油层34g，将所得生物柴油层进行脱醇处理，用适量水洗后真空干燥处理，得精制生物柴油83g；

使用本方法生产的生物柴油，其实验结果标准见下表

项目	0号柴油质量标准	实验结果	实验方法
				密度(20℃)/(kg/m3)	840～860	0.852	GB/T 2540
运动粘度(40℃)/(mm2/s)	3.0～8.0	3.5	GB/T 265
				冷滤点/℃	报告	-10	SH/T 0248
硫含量(质量分数)/％	不大于0.2	0.023	SH/T 0689
				10％蒸余物残炭(质量分数)/％	不大于0.3	0.17	GB/T 17144

硫酸盐灰分(质量分数)/％	0.010	0.003	GB/T 2433
				水含量(质量分数)/％	不大于0.05	0.01	GB/T 0246
十六烷值	不小于45	56	GB/T 386
				铜片腐蚀	不大于1	1	GB/T 5096
酸值/(mgKOH/g)	不大于0.8	0.37	GB/T 264

符合0号柴油标准，可以取代0号柴油供应高压蒸汽锅炉；

(2)碱炼工段水洗离心机废碱性水处理：取步骤①所得酸水层50g(检测pH为1)加入水洗离心机碱性废水165g(检测pH为10)，同时不断搅拌，反应后静置分层30min，得到上层酸化油层6g，下层为水层209g，测定下层水检测pH为7。

实施例2

(1)大豆油皂脚制取生物柴油：

①大豆油皂脚的酸化：取200g精炼车间离心机所得皂加入反应釜内，加入50％硫酸60g，待温度升到150℃开始，反应0.5h，得上层为酸化油82g，下层酸水172g；

②酸化油的酯化：取步骤①酸化油80g(酸值152.57mgKOH/g)加入反应釜内，加入颗粒状氢氧化钾催化剂0.64g，加入48g粗甘油(甘油质量含量为90％)，反应釜抽真空到压力为10000Pa，同时不断搅拌，流冷凝器中的冷却水的温度为60℃，待温度达到230℃温度时开始计时，酯化反应4小时后，测定酯化油酸值为1.30mgKOH/g；

③酯化油的醇解：在步骤②所得溶液反应釜内，加入甲醇溶液(含0.8g KOH和24g甲醇)，在55℃下搅拌反应80min，反应后静置分层30min，得到上层生物柴油层84g，下层甘油层38g，将所得生物柴油层进行脱醇处理，用适量水洗后真空干燥处理，得精制生物柴油80g；

(2)碱炼工段水洗离心机废碱水处理：取步骤①所得酸水层50g(检测pH为1)加入水洗离心机碱性废水160g(检测pH为10)，同时不断搅拌，反应后静置分层30min，得到上层酸化油层5g，下层为水层205g，测定下层水检测pH为7。

实施例3

(1)菜籽油皂脚制取生物柴油：

①菜籽油皂脚的酸化：取200g精炼车间离心机所得皂加入反应釜内，加入85％磷酸40g，待温度升到90℃开始，反应3h，得上层为酸化油80g，下层酸水178g；

②酸化油的酯化：取步骤①酸化油80g(酸值168.61mgKOH/g)加入反应釜内，加入颗粒状氢氧化钾催化剂0.4g，加入16g粗甘油(甘油质量含量为70％)，反应釜抽真空到压力为2000Pa，同时不断搅拌，流冷凝器中的冷却水的温度为30℃，待温度达到170℃温度时开始计时，酯化反应2小时后，测定酯化油酸值为0.26mgKOH/g；

③酯化油的醇解：在步骤②所得溶液反应釜内，加入甲醇溶液(含0.8g NaOH和24g甲醇)，在40℃下搅拌反应60min，反应后静置分层60min，得到上层生物柴油层83g，下层甘油层31g，将所得生物柴油层进行脱醇处理，用适量水洗后真空干燥处理，得精制生物柴油81g；

(2)碱炼工段水洗离心机废碱水处理：取步骤①所得酸水层50g(检测pH为1)加入水洗离心机碱性废水160g(检测pH为10)，同时不断搅拌，反应后静置分层30min，得到上层酸化油层5g，下层为水层204g，测定下层水检测pH为7。

实施例4

(1)大豆油皂脚制取生物柴油：

①大豆油皂脚的酸化：取200g精炼车间离心机所得皂加入反应釜内，加入98％硫酸50g，待温度升到150℃开始，反应2h，得上层为酸化油76g，下层酸水172g；

②酸化油的酯化：取步骤①酸化油70g(酸值177.89.57mgKOH/g)加入反应釜内，加入颗粒状氢氧化钠催化剂0.07g，加入28g粗甘油(甘油质量含量为80％)，反应釜抽真空到压力为7000Pa，同时不断搅拌，流冷凝器中的冷却水的温度为80℃，待温度达到170℃温度时开始计时，酯化反应3小时后，测定酯化油酸值为1.5mgKOH/g；

③酯化油的醇解：在步骤②所得溶液反应釜内，加入甲醇溶液(含0.85g KOH和21g甲醇)，在65℃下搅拌反应50min，反应后静置分层60min，得到上层生物柴油层68g，下层甘油层44g，将所得生物柴油层进行脱醇处理，用适量水洗后真空干燥处理，得精制生物柴油66g；

(2)碱炼工段水洗离心机废碱水处理：取步骤①所得酸水层50g(检测pH为1)加入水洗离心机碱性废水173g(检测pH为10)，同时不断搅拌，反应后静置分层30min，得到上层酸化油层6g，下层为水层216g，测定下层水检测pH为6。

实施例5

(1)大豆油皂脚制取生物柴油：

①大豆油皂脚的酸化：取200g精炼车间离心机所得皂加入反应釜内，加入50％硫酸60g，反应2h，得上层为酸化油82g，下层酸水172g；

②酸化油的酯化：取步骤①酸化油80g(酸值151.88mgKOH/g)加入反应釜内，加入颗粒状氢氧化钠催化剂0.4g，加入40g粗甘油(甘油质量含量为60％)，反应釜抽真空到压力为9500Pa，同时不断搅拌，流冷凝器中的冷却水的温度为40℃，待温度达到200℃温度时开始计时，酯化反应2小时后，测定酯化油酸值为0.37mgKOH/g；

③酯化油的醇解：在步骤②所得溶液反应釜内，加入甲醇溶液(含0.4g NaOH和16g甲醇)，在55℃下搅拌反应60min，反应后静置分层60min，得到上层生物柴油层81g，下层甘油层44g，将所得生物柴油层进行脱醇处理，用适量水洗后真空干燥处理，得精制生物柴油77g；

(2)碱炼工段水洗离心机废碱水处理：取步骤①所得酸水层50g(检测pH为1)加入水洗离心机碱性废水158g(检测pH为10)，同时不断搅拌，反应后静置分层30min，得到上层酸化油层4g，下层为水层204g，测定下层水检测pH为7。

实施例6

本发明中，皂脚的酸化工艺除了采用现有的设备来进行外，还可以采用以下的皂脚酸化反应系统来实现。

参见图3，该皂脚酸化反应系统包括皂脚酸化反应器14、皂脚喂料装置、酸液喂料装置、热水喂料装置以及出料收集装置。

参见图3和图4，所述皂脚酸化反应器14包括酸化反应釜33和搅拌装置。其中，酸化反应釜33上设有皂脚接口21、酸液接口23、热水接口22和酸化物料出口24；所述酸化反应釜33的顶部设有可朝下喷洒酸液的酸液喷嘴30，酸化反应釜33上还设有位于酸液喷嘴30下方的热水喷嘴31，以及位于热水喷嘴31下方的皂脚喷嘴32，其中，酸液喷嘴30与酸液接口23连接，热水喷嘴31与热水接口22连接，皂脚喷嘴32与皂脚接口21连接。

参见图4，为了便于描述酸化反应釜33上的各个部件的设置位置，酸化反应釜33从上至下平均分为A、B、C和D四层。

参见图4～图6，所述酸液喷嘴30为四个，均匀地设置于位于酸化反应釜33顶部中央的酸液圆环管37上。该酸液圆环管37设置于距离酸化反应釜33釜顶1/10处，该酸液圆环管37与酸液接口23连接；四个酸液喷嘴30的喷洒方向向下。这样，酸液可以均匀分散地向下喷出，有利于与下面的热水充分混合。所述酸液接口23设置于酸化反应釜33A层的左上角(本实施例中，所描述的上、下、左、右均是以图4所示的视图来确定的。)，并与酸液圆环管37等高，酸液经过酸液接口23进入酸液圆环管37后再由酸液喷嘴30喷出。

参见图4～图6，所述热水喷嘴31分为两组，每一组包括两个热水喷嘴31，每一组中的两个热水喷嘴31对称地设置在一个热水圆环管38的左右两侧，每一热水圆环管38均与热水接口22连接。两个热水圆环管38上下且同轴地设置在酸化反应釜33内，并靠近于酸化反应釜33的内壁。位于上方的热水圆环管38上的热水喷嘴31的喷洒方向为水平方向，且朝向酸化反应釜33的中轴线；位于下方的热水圆环管38上的热水喷嘴31的喷洒方向为倾斜向上，且朝向酸化反应釜33的中轴线。这样，两组热水喷嘴31形成两道水帘，与自上而下的酸液充分混合稀释，并进行热交换，且位于下方的热水喷嘴31斜向上喷射热水，冲击酸液，进一步提高混合的效果。所述热水接口22设置于酸化反应釜33A层的中部，该热水接口22为两个，分别与其中一个热水圆环管38连接，热水经过热水接口22进入热水圆环管38后再由热水喷嘴31喷出。

参见图4、图5和图7，所述皂脚喷嘴32为四个，沿圆周方向均匀分布于酸化反应釜33的内壁上。这四个皂脚喷嘴32位于与酸化反应釜33横截面同心的一个圆上，这四个皂脚喷嘴32的喷洒方向均为沿着该圆的切线方向，并且均为顺时针方向或均为逆时针方向。这样皂脚经四个皂脚喷嘴32向酸化反应釜33内高速喷射，物料在酸化反应釜33内部形成旋流，达到与使用搅拌叶34进行搅拌混合相同的效果，尤其当皂脚喷嘴32的喷洒方向与搅拌叶34搅拌的方向相反时，混合效果更好。所述皂脚接口21为四个，设置于酸化反应釜33A层的下部，每一个皂脚接口21与一个皂脚喷嘴32，皂脚经过皂脚接口21后由皂脚喷嘴32喷出。

参见图4，所述的酸化物料出口24设置于酸化反应釜33底部。

参见图4，所述酸化反应釜33上还设有平衡管接口25、温度计接口26、人孔27、视镜28和蒸汽接口29。其中，平衡管接口25设置于酸化反应釜33釜顶的右侧。所述温度计接口26为两个，分别设置于酸化反应釜33B层右侧的上部和D层右侧的中部，用于检测酸化反应釜33内部温度。所述人孔27为两个，分别设置于酸化反应釜33A层顶部的左侧和D层左侧的中部，该人孔27主要用于检修。所述视镜28为四个，分别设置于酸化反应釜33A层的右下侧、酸化反应釜33A层的左下侧、酸化反应釜33B层的左上侧和酸化反应釜33C层的左下侧，视镜28用于观察反应情况。所述蒸汽接口29为两个，分别设置于酸化反应釜33C层的右上侧和D层的右下侧，通过蒸汽接口29可以采用蒸汽调节酸化反应釜33内部的温度，同时利用蒸汽进行搅拌。

参见图4，所述搅拌装置包括搅拌电机36、搅拌轴35以及搅拌叶34，其中，所述搅拌电机36设置在酸化反应釜33的顶部的中央；所述搅拌轴35的上端与搅拌电机36连接，下端与设在酸化反应釜33底部的轴承连接；所述搅拌叶34设在搅拌轴35上，该搅拌叶34为三个，分别设置在酸化反应釜33B、C和D层中。

参见图4，所述皂脚酸化反应器14的主要作用是将皂脚进行酸化，本实施例中，皂脚酸化反应器14采用酸液喷嘴30、热水喷嘴31和皂脚喷嘴32将酸液(例如硫酸)、热水、皂脚同时自酸化反应釜33的上部分上中下三层次喷进釜内，热水在中间形成两道水幕，酸液在下落过程中先与热水进行混合，达到稀释酸液的效果，同时在四个皂脚喷嘴32的高速喷射下，物料在酸化反应釜33内部形成旋流，达到与使用搅拌叶34进行搅拌混合相同的效果，使混合更加均匀，通过控制物料进料时间，确保搅拌时间，待酸化反应结束以后，自酸化物料出口24依次放出酸水、酸化油；酸液在酸化反应釜33上部的预稀释可以避免皂脚碳化，确保生成的酸化油品质，同时消除皂脚的碳化可以增加酸化油收率。

参见图3，所述皂脚喂料装置包括通过皂脚进料管11依次连接的皂脚暂存罐1、皂脚喂料泵4以及皂脚流量控制器7，该皂脚喂料装置连接在酸化反应釜33的皂脚接口21上。皂脚暂存罐1中的皂脚在皂脚喂料泵4的作用下输送到皂脚接口21上，并由皂脚喷嘴32向酸化反应釜33内喷出；通过调节皂脚流量控制器7控制皂脚的喂料量。

所述酸液喂料装置包括通过酸液进料管12依次连接的酸液暂存罐2、酸液喂料泵5以及酸液流量控制器8，该酸液喂料装置连接在酸化反应釜33的酸液接口23上。酸液暂存罐2中的酸液(例如硫酸)在酸液喂料泵5的作用下输送到酸液接口23上，并由酸液喷嘴30从上而下喷出；通过调节酸液流量控制器8控制酸液的喂料量。

所述热水喂料装置包括通过热水进料管13依次连接的热水暂存罐3、热水泵6以及热水流量控制器9，该热水喂料装置连接在酸化反应釜33的热水接口22上；所述热水暂存罐3设有温度控制器10。热水暂存罐3中的热水在热水泵6的作用下输送到热水接口22上，并由热水喷嘴31向酸化反应釜33内喷出；通过调节热水流量控制器9控制热水的喂料量；通过温度控制器10控制热水的温度。

所述出料收集装置包括依次连接的酸化油排料阀门17、酸化油出料泵19、分离器20以及酸化油暂存罐15；所述酸化反应釜33的酸化物料出口24上设有酸水排料阀门18，所述酸化油排料阀门17连接在酸化物料出口24与酸水排料阀门18之间。酸化反应后的物料在酸化油出料泵19的作用下输送到分离器20中进行分离，该分离器20可以是静置分离器，或者其他形式的分离器，在该分离器20中，酸化油和酸水得到分离，上层为酸化油，下层为酸水，其中酸化油溢出流入到酸化油暂存罐15中进行汇集。

所述酸化反应釜33上设有温度控制器16，用于控制酸化反应釜33内的反应温度。

下面通过具体的例子对本实施例的皂脚酸化反应装置的工作过程作进一步的描述：

参见图3和图4，启动皂脚喂料泵4、酸液喂料泵5和热水泵6，同时调节皂脚流量控制器7为4000L/h、酸液流量控制器8为40L/h、热水喂料计量泵6为40L/h，设定皂脚、热水、硫酸每小时流量比为1000∶10∶10，达到皂脚酸化反应最佳比例；调节温度控制器16，设定皂脚酸化反应温度为90℃；2小时后，当物料填充至皂脚酸化反应器14的80％时，停止皂脚喂料泵4、酸液喂料泵5和热水泵6，静置恒温进行皂脚酸化反应2小时。

在酸化反应器内皂脚酸化反应结束时自然形成分层，上层为酸化油，下层为酸水，由玻璃液位管目视控制，打开酸水排料阀门18，得酸水8300L，将下层酸水排出进行酸碱中和处理；然后打开酸化油排料阀门17，启动酸化油出料泵19，使酸化油经过分离器20进行酸化油中残留酸水分离处理，经过分离处理的酸化油自分离器20上部溢出口溢出流到酸化油暂存罐15，得到酸化油3600L。

实施例7

在实施例6的皂脚酸化反应系统的出料收集装置中，所述的分离器20除了是常用的静置分离器外，还可以采用以下的连续式液相分离器。

参见图8，本实施例的连续式液相分离器包括主体分离罐1a，该主体分离罐1a上设有进料口2a、轻相出料口3a、重相出料口4a、底阀5a、人孔6a、放空口7a、轻相流动口8a、重相流动口9a和加强钢带10a。

参见图8，所述主体分离罐1a内设有两个竖向放置的分隔板11a，把主体分离罐1a分隔成依次相连通的三个分离腔，分别为首个分离腔、中间分离腔和末个分离腔；每一分隔板11a的底部设有重相流动口9a连通相邻两分离腔，上部设有轻相流动口8a连通相邻两分离腔，两个分隔板11a上的轻相流动口8a位于同一个高度上。所述末个分离腔内设有第一附加分隔板12a，把该末个分离腔分隔成前后两个子分离腔；该第一附加分隔板12a的底部与主体分离罐1a的底部紧密连接，顶部高于分隔板11a的轻相流动口8a且低于分隔板11a的顶部。所述首个分离腔内设有第二附加分隔板13a把该首个分离腔分隔成前后两个子分离腔，该第二附加分隔板13a的底部高于分隔板11a的重相流动口9a。

参见图8，所述进料口2a设置在首个分离腔中的前子分离腔上(距主体分离罐1a底部5/6高处)，该前子分离腔用于提供缓冲作用，防止新进入的待分离液体冲击后面已经分离的物料。所述轻相出料口3a设置于末个分离腔的后子分离腔的上部(距主体分离罐1a底部2/3高处)，且低于第一附加分隔板12a的顶部，该后子分离腔也用于提供缓冲作用，轻相物料流和重相物料在该后子分离腔可以进一步分离。所述重相出料口4a设置于末个分离腔的前子分离腔的上部(距主体分离罐1a底部2/3高处)，且低于第一附加分隔板12a的顶部，与轻相出料口3a同高；该重相出料口4a上连接有一延伸至该前子分离腔的底部的出料管14a，由于该出料管14a位于主体分离罐1a内，具有美观的优点。

参见图8，所述首个分离腔的底部设有用于排放物料残渣的底阀5a，当分离工艺结束时，打开该底阀5a，将主体分离罐1a内的残余物料排放。所述主体分离罐1a的顶部设有人孔6a，该人孔6a主要用于检修。所述主体分离罐1a的顶部设有放空口7a，该放空口7a主要用于保持分离器内部压力。所述主体分离罐1a的四周设有加强钢带10a，用于对主体分离罐1a进行加固。

下面以皂脚酸化反应所得物料-酸化油和酸水的分离为例子，对所述的连续式液相分离器的工作原理作进一步的描述：

参见图8，所述第二附加分隔板13a、两个分隔板11a以及第一附加分隔板12a依次将主体分离罐1a分隔成A、B、C、D、E 5个分离腔；由酸化油和酸水组成的物料从进料口2a进入分离腔A，进行一定的缓冲后从第二附加分隔板13a的底部进入分离腔B，在分离腔B中，密度小的酸化油逐渐向上浮起，密度大的酸水逐渐向下沉降，且酸化油由第一个分离板上的轻相流动口8a流入分离腔C中，酸水从第一个分离板上的重相流动口9a流入分离腔C中；在分离腔C中，物料进一步分离，并进入到分离腔D中；在分离腔D中，当物料的液面高于重相出料口4a时，位于底部的酸水从出料管14a的进口中进入，并沿着出料管14a向上流动最终从重相出料口4a中流出，而位于上部的酸化油绕过第二附加分隔板13a的上端进入分离腔E；在分离腔E中，如果酸化油中还包含少部分酸水，在该分离腔中能够进一步分离，最终位于上部的酸化油从轻相出料口3a中流出，从而实现酸化油和酸水的分离；上述分离过程连续地进行，从而实现连续分离、达到连续生产的目的。

将轻相出料口3a和重相出料口4a所得物料分别进行取样离心处理，样品无分层现象，证明酸化油和酸水分离完全。

实施例8

本发明中，所述的酯化反应除了采用常规的设备来进行外，还可以采用以下的连续酯化反应系统来进行。

参见图9，该连续酯化反应系统包括连续酯化反应器10b、原料油进料口1b、甘油进料口2b、加热器3b、甘油酯暂存罐12b、催化剂添加罐6b以及温度控制器4b。

参见图9和图10，所述连续酯化反应器10b包括酯化反应釜30b和搅拌装置8b，其中，酯化反应釜30b的底部设有混合料进口16b，上部设有混合料出口17b，顶部设有催化剂添加接口21b；所述搅拌装置8b包括搅拌电机22b、搅拌轴27b和搅拌叶28b，其中，搅拌轴27b与搅拌电机22b连接，且自上而下设置在酯化反应釜30b内，所述搅拌叶28b设在搅拌轴27b上。

参见图10，所述酯化反应釜30b的顶部设有甘油补集器7b，该甘油补集器7b包括与酯化反应釜30b顶部连通的补集管18b，该补集管18b内的上部设有甘油喷嘴31b，该甘油喷嘴31b的喷洒方向朝下，该甘油喷嘴31b通过喷管与设在补集管18b外的甘油接口19b连接。该补集管18b的顶部设有真空口20b，该真空口20b上连接有抽真空装置。设置该甘油补集器7b的作用在于，反应过程中酯化反应釜30b内的甘油蒸气与甘油喷嘴31b中喷出的甘油(约90～100℃)相遇液化，并回流至酯化反应釜30b中，而由于甘油温度较高，水蒸气不会被液化而继续向上流动从真空口20b中排出。这样能够使反应釜内参数达到酯化反应的条件，确保反应的正常进行，有效地提高了酯化效率。

参见图10，所述搅拌电机22b设置在酯化反应釜30b的顶部的中央；所述搅拌轴27b的上端与搅拌电机22b连接，下端与设在酯化反应釜30b底部的轴承连接。所述搅拌叶28b为三个，且等间距地连接设在搅拌轴27b上。每两个相邻的搅拌叶28b之间的中间位置设有一个鄂式扰流片29b，该鄂式扰流片29b倾斜设置，其两端固定在酯化反应釜30b的内壁上，所述搅拌轴27b从该鄂式扰流片29b中穿过。设置鄂式扰流片29b的目的在于：当没有设置鄂式扰流片29b时，物料从下向上流动的过程中，由搅拌叶28b进行搅拌混合，物料呈旋流式向上流动，流动方向仍然具有一定的规律，这不利于物料的充分混合，而设置鄂式扰流片29b后，可对螺旋向上流动的物料进行阻挡，使得螺旋流动变成紊流，有利于物料的充分混合，提高反应效果。

参见图10，所述酯化反应釜30b上还设有蒸汽进口23b、蒸汽出口24b、人孔25b和温度计接口26b。所述蒸汽进口23b和蒸汽出口24b的作用在于向酯化反应釜30b内通入蒸气，从而控制酯化反应釜30b的内部温度，其中，蒸汽进口23b设置于酯化反应釜30b的右上侧(本实施例中，所描述的上、下、左、右均是以图1所示的视图来确定的。)，蒸汽出口24b设置于酯化反应釜30b的右下侧。所述人孔25b设置于酯化反应釜30b的右下角，用于检修；所述温度计接口26b设置于酯化反应釜30b的左下角，用于连接温度计，从而探测酯化反应釜30b内的温度。

下面结合附图对本实施例的连续酯化反应器10b的工作原理作进一步的描述：

参见图10和图11，酯化反应的原料油和大部分辅料甘油从混合料进口16b进入酯化反应釜30b内，同时定时通过催化剂添加接口21b添加催化剂，通过蒸汽进口23b和蒸汽出口24b控制酯化反应釜30b的内部温度，启动搅拌电机22b，物料逐步混合反应，逐步升高液位，直至达到全部设计反应时间，液位达到釜顶部开始溢出。对于反应中汽化生成的水蒸气和气态甘油，通过甘油喷嘴31b喷射低温液态甘油与其进行混合，达到将水蒸气抽走，而气态甘油冷凝回流的目的。

参见图9，所述原料油进料口1b通过原料进料管与酯化反应釜30b的混合料进口16b连接，所述加热器3b连接在该原料进料管上，该加热器3b上连接有温度控制器15b，用于控制加热的温度。所述甘油进料口2b通过甘油进料管与酯化反应釜30b的混合料进口16b连接，该甘油进料管连接在加热器3b与酯化反应釜30b的混合料进口16b之间的原料进料管上，使得甘油与经过加热后的原料油混合后再进入酯化反应釜30b。所述甘油接口19b连接在甘油进料管上，从而为甘油喷嘴31b提供液体喷射甘油。所述甘油酯暂存罐12b连接在酯化反应釜30b的混合料出口17b上，用于存储反应后的甘油酯。所述催化剂添加罐6b连接在催化剂添加接口21b上，用于向酯化反应釜30b提供催化剂添。所述温度控制器4b设置在酯化反应釜30b上，用于控制酯化反应釜30b内的温度。

参见图9，所述补集管18b的真空口20b上连接有真空泵5b，该真空泵5b还与所述加热器3b连接，所述真空泵5b为水环真空泵。设置所述真空泵5b的目的在于，通过抽真空，便于补集管18b以及加热器3b中水蒸气的排出。

参见图9，所述甘油酯暂存罐12b通过管道依次与出料泵13b和换热器14b连接，其中，出料泵13b用于将反应后的物料排出，换热器14b用于将排出的物料降温，以符合下一工艺中的温度要求。

参见图9，所述甘油酯暂存罐12b还通过排料阀11b与酯化反应釜30b的底部连接，反应过程中，所述排料阀11b关闭，当反应结束后，打开该排料阀11b，使得酯化反应釜30b排出到甘油酯暂存罐12b中。所述酯化反应釜30b上还设有取样口9b，用于取样检测，该取样口9b设置于酯化反应釜30b的左下角。

下面结合附图对本实施例的连续酯化反应装置的工作原理作进一步的描述：

参见图9，首先将原料油自原料油进料口1b打入，同时启动加热器3b及其上的温度控制器15b，设定控制温度，以及设定水环真空泵所需真空压力，原料油自加热器3b底部进入加热器3b升温，逐步升高液位，液位达到加热器3b溢出口后开始溢出，到达连续酯化反应器10b内，启动搅拌装置8b，通过温度控制器4b控制酯化反应釜30b内温度；然后按照原料配比自甘油进料口2b打入所需甘油到酯化反应釜30b内，自催化剂添加罐6b定时投入催化剂到酯化反应釜30b内开始酯化反应；当物料液面达到混合料出口17b，自然溢出流到甘油酯暂存罐12b，然后启动出料泵13b，通过换热器14b将甘油酯降温，即可进行下步工序。

实施例9

本发明中，所述的酯化反应除了采用常规的设备来进行外，还可以采用以下的连续酯交换反应系统来进行。

参见图12，该连续酯交换反应系统包括连续酯交换反应器15c、原料油喂料装置、辅料喂料装置以及物料排出装置。

参见图12和图13，本实施例的连续酯交换反应器15c，包括酯交换反应釜31c和搅拌装置13c。其中，酯交换反应釜31c的底部设有混合料进口22c，上部设有混合料出口23c。酯交换反应釜31c内设有三个隔板27c，沿竖直方向等距地设置在酯交换反应釜31c的内壁上，从上到下将酯交换反应釜31c的内腔分成A、B、C、D四个腔体。酯交换反应釜31c的内壁上螺旋盘绕有蒸汽伴管30c，该蒸汽伴管30c的两端分别设有蒸汽进口28c和蒸汽出口29c。所述搅拌装置13c包括搅拌电机24c、搅拌轴25c和搅拌叶26c，其中，所述搅拌电机24c设置在酯交换反应釜31c的顶部的中央；所述搅拌轴25c的上端与搅拌电机24c连接，下端与设在酯交换反应釜31c底部的轴承连接，整个搅拌轴25c穿过所述的分隔板27c，且搅拌轴25c与隔板27c之间具有让物料流动的间隙，每个腔体内设置一个搅拌叶26c。

参见图13，所述混合料进口22c设置在D腔体的底部中心；所述混合料出口23c设置于A腔体的右上角(本实施例中，所描述的上、下、左、右均是以图1所示的视图来确定的。)；所述蒸汽进口28c设置于A腔体的左上角；所述蒸汽出口29c设置于D腔体的右下角。

下面结合附图对本实施例的连续酯化反应器的工作原理作进一步的描述：

参见图13和图14，所有反应的原料和辅料都从酯交换反应釜31c底部进入釜内，经搅拌而逐步混合反应，逐步升高液位，依次经过酯交换反应釜31c的D、C、B、A四个腔体，每个腔体内都设置有搅拌叶26c，所有的搅拌叶26c共搅拌轴25c，物料在酯交换反应釜31c上升过程中依次经过4个内部腔体而充分反应，当液位至釜顶部，反应液开始从混合料出口23c溢出；由于从底部不断进料反应，在釜内停留达到反应时间，从顶部不断溢流出料，实现连续反应，达到连续生产的目的。

参见图12，所述原料油喂料装置包括依次连接的原料油暂存罐1c、原料油喂料泵4c、换热器9c以及原料油流量控制器7c，其中，换热器9c上接有温度控制器A10c，用于控制原料油的进料温度。通过该原料油喂料装置将原料油输送到酯交换反应釜31c中。

所述辅料喂料装置包括依次连接的辅料暂存罐2c、辅料喂料泵5c以及辅料流量控制器8c。通过该辅料喂料装置将辅料输送到酯交换反应釜31c中。

所述原料油喂料装置和辅料喂料装置并联在混合器11c上，该混合器11c通过管道与酯交换反应釜31c的混合料进口22c连接。通过该混合器11c将原料油和辅料充分混合，然后再输送到酯交换反应釜31c中，有利于提高反应的效果。同时，该混合器11c上还并联连接有备用暂存罐3c和备用喂料计量泵6c，这样，如果需要备用暂存罐3c中的物料进行混合反应，则通过启动备用喂料计量泵6c即可，比如在传统甲醇酯化中，需要使用原料油、甲醇和硫酸，则备用暂存罐3c可以用于存储硫酸。

所述物料排出装置包括连接在酯交换反应釜31c的混合料出口23c上的静置分离器16c，反应后的物料从混合料出口23c中溢出进入静置分离器16c内，静置后上部为轻相物料，下部为重相物料。为了把轻相物料和重相物料分离并存储，静置分离器16c上还设有轻相物料暂存罐18c、轻相物料出料泵19c、重相物料暂存罐20c以及重相物料出料泵21c，其中，所述轻相物料暂存罐18c和轻相物料出料泵19c串接在静置分离器16c的上部，所述重相物料暂存罐20c和重相物料出料泵21c串接在静置分离器16c的底部。

所述酯交换反应釜31c上设有压力表14c和温度控制器B12c，其中压力表14c设置于酯交换反应釜31c的顶部，用于检测釜内的压力；温度控制器B12c设置于酯交换反应釜31c的左上侧，用于控制釜内的反应温度。所述混合料出口23c与静置分离器16c之间的管路上还设有取样口17c。

下面结合附图对本实施例的连续酯化反应装置的工作原理作进一步的描述：

参见图12，同时启动原料油喂料泵4c、辅料喂料泵5c(备用喂料计量泵6c)，同时调节原料油流量控制器7和辅料流量控制器8c(备用喂料计量泵6c)设定原料、辅料(备用料)每小时流量，达到物料反应最佳比例；打开换热器9c蒸汽阀门，调节温度控制器B12c设定反应温度；当液相物料充满混合器11c时启动混合器11c；原料、辅料(备用物料)以合适比例、按照设定的速度进入连续酯交换反应釜31c进行反应，液位逐步上升；达到设计的反应时间，在连续酯交换反应釜31c的反应物料满盈达到混合料出口23c时，物料自然溢流进入静置分离器16c分离，分离出上层为轻相物料、下层为重相物料。下层重相物料进入重相物料暂存罐20c，启动重相物料出料泵21c将重相物料泵入下道工序中；轻相物料进入轻相物料暂存罐18c，启动轻相物料出料泵19c将轻相物料泵入下道工序中。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)皂脚的酸化：将来自植物油精炼工厂的碱炼工段的皂和酸按质量比0.1～2：1混合，酸化反应后进行分层，上层为酸化油层，下层为酸水层；

(2)酸化油制取生物柴油：将步骤(1)的酸化油和粗甘油按质量比0.20～0.60：1混合，在碱A催化下进行酯化反应，得到酯化油；将上述得到的酯化油和甲醇按质量比0.20～0.40：1混合，在碱B催化下进行酯交换反应，得到脂肪酸甲酯和粗甘油，回收脂肪酸甲酯中的甲醇，得到生物柴油；得到的生物柴油直接作为同一工艺的脱臭工段的燃料；

(3)废水中和处理：将步骤(1)得到的酸水层的酸性废水和精炼车间碱炼工段中的碱性废水按质量比1：0.5～5混合，进行中和反应后通过分层，上层为酸化油层，下层为水层，酸化油层可以直接用于步骤(2)中制取生物柴油，下层水排放至污水池；

其中，步骤(1)中所述的酸化反应在皂脚酸化反应系统中进行，所述的分层在连续液相分离器中进行：步骤(2)中所述的酯化反应在连续酯化反应系统中进行；步骤(2)中所述的酯交换反应在连续酯交换反应系统中进行；

步骤(1)中所述的酸化反应的条件为于50～150℃酸化反应0.5～3小时；

步骤(2)中所述的碱A为氢氧化钾或氢氧化钠；步骤(2)中所述的酯化反应的温度为160～230℃，反应时间为2～4小时，反应压力为500～10000Pa；

步骤(2)中所述的碱B为氢氧化钾或氢氧化钠；步骤(2)中所述的酯交换反应的温度为40～65℃，反应时间为30～80min。

2.根据权利要求1所述的植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺，其特征在于，所述步骤(1)中皂脚的酸化通过皂脚酸化反应器完成，皂脚酸化反应器包括酸化反应釜和搅拌装置，其中，酸化反应釜上设有皂脚接口、酸液接口、热水接口和酸化物料出口；所述酸化反应釜的顶部设有可朝下喷洒酸液的酸液喷嘴，酸化反应釜上还设有位于酸液喷嘴下方的热水喷嘴，以及位于热水喷嘴下方的皂脚喷嘴，其中，酸液喷嘴与酸液接口连接，热水喷嘴与热水接口连接，皂脚喷嘴与皂脚接口连接；

所述酸液喷嘴为多个，均匀地设置于位于酸化反应釜顶部中央的酸液圆环管上，该酸液圆环管与酸液接口连接；所述热水喷嘴分为两组，每一组包括至少两个热水喷嘴，每一组中的热水喷嘴均匀分布在一个热水圆环管上，每一热水圆环管均与热水接口连接；两个热水圆环管上下设置在酸化反应釜内，且靠近于酸化反应釜的内壁。

3.根据权利要求2所述的植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺，其特征在于，所述热水喷嘴分为两组，每一组包括两个热水喷嘴，每组中的两个热水喷嘴均为左右设置，其中，位于上方的热水圆环管上的热水喷嘴的喷洒方向为水平方向，且朝向酸化反应釜的中轴线；位于下方的热水圆环管上的热水喷嘴的喷洒方向为倾斜向上，且朝向酸化反应釜的中轴线。

4.根据权利要求3所述的植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺，其特征在于，所述皂脚喷嘴的数量为四个，这四个皂脚喷嘴位于与酸化反应釜横截面同心的一个圆上，这四个皂脚喷嘴的喷洒方向均为沿着该圆的切线方向，并且均为顺时针方向或均为逆时针方向。

5.根据权利要求4所述的植物油精炼中碱炼副产品-皂脚的循环利用工艺，其特征在于，所述酸化反应釜从上至下平均分为A、B、C和D四层；所述酸液接口设置于酸化反应釜A层的左上角；所述热水接口设置于酸化反应釜A层的中部；所述皂脚接口设置于酸化反应釜A层的下部；所述酸化物料出口设置于酸化反应釜的底部；

所述酸化反应釜上还设有平衡管接口、温度计接口、人孔、视镜和蒸汽接口，其中，平衡管接口设置于酸化反应釜釜顶的右侧；所述温度计接口为两个，分别设置于酸化反应釜B层右侧的上部和D层右侧的中部；所述人孔为两个，分别设置于酸化反应釜A层顶部的左侧和D层左侧的中部；所述视镜为四个，分别设置于酸化反应釜A层的右下侧、酸化反应釜A层的左下侧、酸化反应釜B层的左上侧和酸化反应釜C层的左下侧；所述蒸汽接口为两个，分别设置于酸化反应釜C层的右上侧和D层的右下侧；

所述搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴以及搅拌叶，其中，所述搅拌电机设置在酸化反应釜的顶部的中央；所述搅拌轴的上端与搅拌电机连接，下端与设在酸化反应釜底部的轴承连接；所述搅拌叶设在搅拌轴上，该搅拌叶为三个，分别设置在酸化反应釜B、C和D层中。