CN105482898A - 生物柴油连续酯化反应塔 - Google Patents

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Abstract

一种生物柴油连续酯化反应塔，反应塔壳体的顶部设置有甲醇出气管、顶部压力表、除沫器，中部设置有进料管、与进料管相联通的8～15节塔节，塔节外壁上设置有温度监控器，反应塔壳体底部设置有挡液板、塔底加热器、液位计、出油管。本发明具有设计合理、酯化反应实现连续化、酯化反应效率高、原料利用率高等优点，可用于制备生物柴油。

Description

生物柴油连续酯化反应塔
技术领域
本发明属于气液反应化工设备技术领域，具体涉及到生物柴油连续酯化反应塔。
背景技术
“十二五”规划纲要指出，实施能源消耗强度和总量双控制，加快培育发展新能源。积极开展水能、核能、风能、太阳能、生物质能等非化石能源的开发利用。随着世界范围的能源短缺以及人们对环境保护的日益重视，开发和研究生物柴油这一绿色环保型燃料以替代不断枯竭的石油的任务已成为当前迫切解决的技术问题。
国内生物柴油生产原料大多为废弃油脂(地沟油、潲水油、酸化油等)，普遍采用酸碱两步法进行生产。此方法一般采用甲醇与废弃油脂中的游离脂肪酸和甘油三酯反应，生成脂肪酸甲酯(生物柴油)。在此过程中，加入甲醇的量通常都是大大超过真正参与反应的甲醇量，为了降低生产成本，多余的甲醇一般都需要通过各种方法回收。
使用一个甲醇回收塔精馏废甲醇，反应结束后升温至90℃，搅拌、真空降压，对气相甲醇冷凝收集，但因为原料含油含皂、填料阻塞等原因塔底排出的废液中甲醇含量仍然较高，甲醇损失大，一般损失为甲醇用量的30％左右。脱醇过程中生成大量的皂化物，使得成品收率下降，甲醇消耗过高成为生物柴油生产成本无法降低的一个技术问题。
迄今，生物柴油的制备方法主要由甲醇和油脂通过酯交换反应制得。普通的酯化反应通常在反应釜中进行间歇反应，酯化反应效率较低且条件苛刻，无法连续化大规模生产，因此，需要对其进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有酯化反应装置的缺点，提供一种设计合理、实现酯化反应过程连续化、酯化反应效率高、原料利用率高的生物柴油连续酯化反应塔。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：反应塔壳体的顶部设置有甲醇出气管、顶部压力表、除沫器，中部设置有进料管、与进料管相联通的8～15节塔节，塔节外壁上设置有温度监控器，反应塔壳体底部设置有挡液板、塔底加热器、液位计、出油管。
本发明的塔节为：塔节底板上设置有将塔节分为3个腔室的溢流隔液板和底部加工有槽孔a的下流隔液板，在两侧腔室的塔节底板上各设置有气体上气管和溢流下液管，溢流下液管的上管口低于下流隔液板和溢流隔液板的上边沿，气体上气管的高度大于下流隔液板和溢流隔液板的高度，塔节中间腔室侧壁上部设置有甲醇气体进气管，甲醇气体进气管通过管道与分别位于3个腔室的甲醇气体喷管相联通，塔节侧壁中部设置有伸入到塔节腔内的U型管加热器，塔节侧壁底部设置取样排液管(。
本发明的反应塔壳体(1)的几何形状为圆柱形，横截面直径为1500～3000mm。
本发明的溢流隔液板的高度为400～700mm，溢流隔液板与塔节底板的中心线的垂直距离为500～900mm，下流隔液板的高度与溢流隔液板的高度相等，下流隔液板与塔节底板的中心线的垂直距离与溢流隔液板与塔节底板的中心线的垂直距离相等。
本发明的甲醇气体喷管上同一圆周方向加工有3个喷孔b、相邻两喷孔b的圆心角为45°，轴向同一直线上相邻两喷孔b之间的距离为30～80mm，甲醇气体喷管的内径为40～58mm，喷孔b的孔径为1～3mm。
本发明的气体上气管的内径为120～170mm。
由于本发明采用甲醇气体喷管喷出气态甲醇，与油脂充分反应，增大了酯化反应面积，提高了酯化反应效率，本发明每节塔节都可以作为一个独立的酯化反应单元，油在上节塔节内充分酯化反应后溢流到下一节塔节再进行酯化反应，达到连续酯化反应的目的，在反应塔的顶部设置除沫器，防止了未反应气态甲醇带走油脂和反应生成的粗甲酯造成的产物流失以及对废甲醇的后期处理，本发明具有设计合理、酯化反应实现连续化、酯化反应效率高、原料利用率高等优点，可用于制备生物柴油。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中前三节塔节的结构示意图。
图3是图2的A-A剖视图。
图4是图3中甲醇气体喷管6-5的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于下述的实施方式。
实施例1
在图1中，本实施例的生物柴油连续酯化反应塔由反应塔壳体1、甲醇出气管2、顶部压力表3、除沫器4、温度监控器5、塔节6、挡液板7、塔底加热器8、出油管9、液位计10、进料管11连接构成。
反应塔壳体1的几何形状为圆柱体，横截面直径为2000mm，在反应塔壳体1的顶部封头上安装有甲醇出气管2和顶部压力表3，甲醇出气管2和顶部压力表3与反应塔内腔相联通，反应塔壳体1顶部封头下安装有除沫器4，反应塔壳体1的中部至上而下安装有11节相互连通的塔节6，各个塔节6的外侧壁上安装有温度监控器5，用来监控反应物料温度，反应塔壳体1的下部侧壁上安装有挡液板7、液位计10，挡液板7的下部反应塔壳体1上安装有塔底加热器8，反应塔壳体1的底部中心安装有出油管9。
在图2、3中，本实施例的塔节6由U型管加热器6-1、下流隔液板6-2、气体上气管6-3、溢流下液管6-4、甲醇气体喷管6-5、塔节底板6-6、取样排液管6-7、溢流隔液板6-8、甲醇气体进气管6-10连接构成。
塔节6的塔节底板6-6与反应塔壳体1形成塔节腔室，自上而下第一个塔节的塔节底板6-6上左侧安装有溢流隔液板6-8、右侧安装有下流隔液板6-2，下流隔液板6-2的底部加工有槽孔a，溢流隔液板6-8的高度为550mm，溢流隔液板6-8与塔节底板6-6的中心线之间的垂直距离为700mm，下流隔液板6-2的高度与溢流隔液板6-8的高度相等，下流隔液板6-2与塔节底板6-6的中心线之间的垂直距离为700mm，溢流板6-8和下流隔液板6-2将塔节腔室分成左腔室、中间腔室、右腔室，中间腔室的侧壁上部安装有甲醇气体进气管6-10，甲醇气体进气管6-10通过管道与分别位于3个腔室的甲醇气体喷管6-5相联通，在左腔室和右腔室内甲醇气体喷管6-5呈U形分布，中间腔室内5根甲醇气体喷管相互平行，并通过管道相连通，甲醇气体喷管6-5上同一圆周方向加工有3个喷孔b、相邻两喷孔b的圆心角为45°，轴向同一直线上相邻两喷孔b之间的距离为50mm，甲醇气体喷管6-5的内径为50mm，喷孔的孔径为2mm，中间腔室的前后侧壁中部各安装有2个U型管加热器6-1，保持塔节的温度处于恒温，左腔室和右腔室的塔节底板6-6上各安装有2根气体上气管6-3，气体上气管6-3的内径为150mm，右腔室的2根气体上气管6-6之间安装有溢流下液管6-4，溢流下液管6-4的上管口低于下流隔液板6-2的上边沿，溢流下液管6-4的下管口伸入到第二塔节右腔室靠近底部的位置，进料管11由第一节塔节上部伸入到第一节塔节的左腔室内，原料油通过进油管3流入左腔室内，由溢流隔液板6-8上部溢流到塔节中间腔，再由下流隔液板6-2的槽孔a流入右腔室内，通过溢流下液管6-4流入第二塔节的右腔室内，在第二塔节的塔节底板上左侧安装有下流隔液板，右侧安装有溢流隔液板，原料油由溢流隔液板上部溢流到塔节中间腔，再由下流隔液板的槽孔流入左腔室内，通过溢流下液管流入第三塔节的左腔室内，原料油在第三塔节内的流向与第一塔节的相同。本实施例偶数塔节的塔节底板上左侧安装有下流隔液板、右侧安装有溢流隔液板，奇数塔节的塔节底板上左侧安装有溢流隔液板、右侧安装有下流隔液板，原料油在奇数塔节内的流向与第一塔节的相同，原料油在奇数塔节内的流向与第二塔节的相同。
甲醇气体由各节塔节6的甲醇气体进气管6-10进入甲醇气体喷管6-5，通过甲醇气体喷管6-5的喷孔b喷入塔节的底部，和油进行酯化反应，未反应的甲醇气体和反应生成的水气经各节塔节的气体上气管6-3上行到反应塔顶部经除沫器4清除油沫后由甲醇出气管2排出，各节塔节6底部侧壁上安装有取样排液管6-7，用来放空每节塔节6的物料和进行取样检测，酯化后的油由反应塔底部的出油管9排出。
实施例2
在本实施例中，反应塔壳体1的几何形状为圆柱形，横截面直径为1500mm，反应塔壳体1的中部至上而下安装有8节相互连通的塔节6，塔节6的塔节底板6-6上安装有将塔节腔室分为3个腔室的溢流隔液板6-8和下流隔液板6-2，下流隔液板6-2的底部加工有槽孔a，溢流隔液板6-8的高度为400mm，溢流隔液板6-8与塔节底板6-6的中心线之间的垂直距离为500mm，下流隔液板6-2的高度与溢流隔液板6-8的高度相等，下流隔液板6-2与塔节底板6-6的中心线之间的垂直距离为400mm，塔节底板6-6上分布有4根内径为120mm的气体上气管6-3，塔节侧壁上部安装有甲醇气体进气管6-10，甲醇气体进气管6-10通过管道与分别位于3个腔室的甲醇气体喷管6-5相联通，甲醇气体喷管6-5上同一圆周方向加工有3个喷孔b、相邻两喷孔b的圆心角为45°，轴向同一直线上相邻两喷孔b之间的距离为30mm，甲醇气体喷管6-5的内径为40mm，喷孔b的孔径为1mm。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3
在本实施例中，反应塔壳体1的几何形状为圆柱形，横截面直径为3000mm，反应塔壳体1的中部至上而下安装有15节相互连通的塔节6，塔节6的塔节底板6-6上安装有将塔节腔室分为3个腔室的溢流隔液板6-8和下流隔液板6-2，下流隔液板6-2的底部加工有槽孔a，溢流隔液板6-8的高度为700mm，溢流隔液板6-8与塔节底板6-6的中心线之间的垂直距离为900mm，下流隔液板6-2的高度与溢流隔液板6-8的高度相等，下流隔液板6-2与塔节底板6-6的中心线之间的垂直距离为700mm，塔节底板6-6上分布有4根内径为170mm的气体上气管6-3，塔节侧壁上部安装有甲醇气体进气管6-10，甲醇气体进气管6-10通过管道与分别位于3个腔室的甲醇气体喷管6-5相联通，甲醇气体喷管6-5上同一圆周方向加工有3个喷孔b、相邻两喷孔b的圆心角为45°，轴向同一直线上相邻两喷孔b之间的距离为80mm，甲醇气体喷管6-5的内径为58mm，喷孔b的孔径为3mm。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
本发明的工作过程如下：
使用时，预先加热并混合有催化剂的油脂从进料管11连续进入第一节反应塔节，甲醇气体由甲醇气体喷管6-5的喷孔喷入油中，和油脂发生高效酯化反应，蒸汽由U型管加热器6-1通入以保证酯化反应的温度，酯化反应产生的水气和未反应的甲醇气体经气体上气管6-3上行经除沫器4除去夹带的液沫后由甲醇出气口15排出，第一节塔节酯化反应的油脂经溢流下液管6-4连续溢流到第二节塔节再次和喷入第二节塔节的甲醇气体发生酯化反应，直到从最后一节塔节的溢流下液管6流出，反应结束，所得产物由出油管9排出。

Claims (6)

1.一种生物柴油连续酯化反应塔，其特征在于：反应塔壳体(1)的顶部设置有甲醇出气管(2)、顶部压力表(3)、除沫器(4)，中部设置有进料管(11)、与进料管(11)相联通的8～15节塔节(6)，塔节(6)外壁上设置有温度监控器(5)，反应塔壳体(1)底部设置有挡液板(7)、塔底加热器(8)、液位计(10)、出油管(9)。
2.根据权利要求1所述的生物柴油连续酯化反应塔，其特征在于：所述的塔节(6)为：塔节底板(6-6)上设置有将塔节分为3个腔室的溢流隔液板(6-8)和底部加工有槽孔(a)的下流隔液板(6-2)，在两侧腔室的塔节底板(6-6)上各设置有气体上气管(6-3)和溢流下液管(6-4)，溢流下液管(6-4)的上管口低于下流隔液板(6-2)和溢流隔液板(6-8)的上边沿，气体上气管(6-3)的高度大于下流隔液板(6-2)和溢流隔液板(6-8)的高度，塔节中间腔室侧壁上部设置有甲醇气体进气管(6-10)，甲醇气体进气管(6-10)通过管道与分别位于3个腔室的甲醇气体喷管(6-5)相联通，塔节侧壁中部设置有伸入到塔节腔内的U型管加热器(6-1)，塔节侧壁底部设置取样排液管(6-7)。
3.根据权利要求1所述的生物柴油连续酯化反应塔，其特征在于：所述的反应塔壳体(1)的几何形状为圆柱形，横截面直径为1500～3000mm。
4.根据权利要求2所述的生物柴油连续酯化反应塔，其特征在于：所述的溢流隔液板(6-8)的高度为400～700mm，溢流隔液板(6-8)与塔节底板(6-6)的中心线的垂直距离为500～900mm，下流隔液板(6-2)的高度与溢流隔液板(6-8)的高度相等，下流隔液板(6-2)与塔节底板(6-6)的中心线的垂直距离与溢流隔液板(6-8)与塔节底板(6-6)的中心线的垂直距离相等。
5.根据权利要求2所述的生物柴油连续酯化反应塔，其特征在于：所述的甲醇气体喷管(6-5)上同一圆周方向加工有3个喷孔(b)、相邻两喷孔(b)的圆心角为45°，轴向同一直线上相邻两喷孔(b)之间的距离为30～80mm，甲醇气体喷管(6-5)的内径为40～58mm，喷孔(b)的孔径为1～3mm。
6.根据权利要求2所述的生物柴油连续酯化反应塔，其特征在于：所述的气体上气管(6-3)的内径为120～170mm。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126166A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Sk Chemicals Co., Ltd. Method and apparatus for preparing fatty acid alkyl ester using fatty acid
CN201632252U (zh) * 2010-03-29 2010-11-17 郑州大学生化工程中心 一种塔式超临界反应装置
CN103566851A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 临沂远博化工有限公司 一种硫酸二甲酯酯化反应塔
CN203513651U (zh) * 2013-09-25 2014-04-02 陕西合盛生物柴油技术开发有限公司 生物柴油酯化反应器
CN105176697A (zh) * 2015-08-17 2015-12-23 龙岩卓越新能源股份有限公司 废油脂制备生物柴油的连续酯化塔装置
CN205275552U (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 陕西合盛生物柴油技术开发有限公司 生物柴油连续酯化反应塔

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126166A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Sk Chemicals Co., Ltd. Method and apparatus for preparing fatty acid alkyl ester using fatty acid
CN201632252U (zh) * 2010-03-29 2010-11-17 郑州大学生化工程中心 一种塔式超临界反应装置
CN203513651U (zh) * 2013-09-25 2014-04-02 陕西合盛生物柴油技术开发有限公司 生物柴油酯化反应器
CN103566851A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 临沂远博化工有限公司 一种硫酸二甲酯酯化反应塔
CN105176697A (zh) * 2015-08-17 2015-12-23 龙岩卓越新能源股份有限公司 废油脂制备生物柴油的连续酯化塔装置
CN205275552U (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 陕西合盛生物柴油技术开发有限公司 生物柴油连续酯化反应塔

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