CN106479681A - 一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法 - Google Patents

一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生物柴油领域，尤其是生物柴油在酯化、酯交换反应过程中的醇油混合的方法，包括水力空化步骤、文丘里反应步骤、射油步骤，通过水力空化反应、文丘里反应、环路循环反应并配以撞击作用，可以有效的加速反应物混合与接触，其混合效益远远高于搅拌作用，从而有效的加快酯化反应与酯交换反应的反应速度，从而有效的缩短生物柴油的生产周期。

Description

一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法
技术领域
本发明涉及生物柴油领域，尤其是生物柴油在酯化、酯交换反应过程中的醇油混合的方法。
背景技术
生物柴油是清洁的可再生能源，它以生物质资源作为原料为基础加工而成的一种柴油（液体燃料），主要化学成分是脂肪酸甲酯。具体而言，动植物油，如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、米糠油、棉籽油；以及动植物油下脚料酸化油，脂肪酸；动物油：猪油、鸡油、鸭油、动物骨头油等经一系列化学转化，精制而成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重大的战略意义。
现有的生物柴油主要有碱催化法、酸催化法、脂肪酶或生物酶法、超临界萃取法，但是考虑到各方面的因素，商业化生产大多采用碱催化法与酸催化法，而在我国目前的国情和当前的油价下，使用食品级油脂作为原料来生产生物柴油还不太现实，餐饮废油和部分工业用油脂相对来说成本较低。但是，这些废弃油脂通常含有较高的游离脂肪酸，所以对于这些废弃油脂要先用酸催化法进行酯化，然后通过碱性催化剂进行酯交换反应。碱催化法和酸催化法又被称为化学法。
酯化反应与酯交换反应过程中均伴随有搅拌以保障甲醇与油脂充分接触、加快反应速度、保证反应完全，而常规的搅拌下酯化反应与酯交换反应均需要较长的时间，导致采用化学法制备生物柴油周期较长，常规搅拌下酯化反应时间为12小时左右，酯交换反应时间为2小时左右。
发明内容
针对上诉问题，本发明提出了一种混合方法，适用于生物柴油酯化、酯交换反应，可有效缩短生物柴油酯化、酯交换反应的时间，从而缩短生物柴油制备周期。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为，一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法包括以下步骤：
a水力空化：利用泵抽取反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.085～-0.095MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到位于反应釜内的固态靶上。
所述的反应混合物为生物柴油酯化反应或酯交换反应过程中反应釜内的物质。
进一步，所述步骤a中泵的扬程为40～50m。
进一步，所述步骤a中真空环境的真空度为-0.09～-0.092MPa。
进一步，所述步骤c中固态靶为圆锥形，反应混合物射击中心位于圆锥顶部。
作为优选，所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于固态靶正上方。
进一步，所述的固态靶固定于反应釜内液面上方
作为优选，所户的固态靶位于反应釜中心。
本发明通过水力空化反应、文丘里反应、环路循环反应并配以撞击作用，可以有效的加速反应物混合与接触，其混合效益远远高于搅拌作用，从而有效的加快酯化反应与酯交换反应的反应速度，从而有效的缩短生物柴油的生产周期。可以将原本需要12个小时左右的酯化反应缩短至3.5小时，将原本需要2小时左右的酯交换反应缩短至40分钟左右。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1：一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法包括以下步骤：
a水力空化：利用扬程为45m的泵抽取酯化反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.09～-0.092MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到固定于酯化反应釜内液面上方，位于酯化反应釜中心的圆锥形固态靶上，反应混合物射击中心位于圆锥顶部。
所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于固态靶正上方。
3.3h后酯化反应充分反应完全。
实施例2：一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法包括以下步骤：
a水力空化：利用扬程为45m的泵抽取酯交换反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.09～-0.092MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到固定于酯交换反应釜内液面上方，位于酯交换反应釜中心的圆锥形固态靶上，反应混合物射击中心位于圆锥顶部。
所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于固态靶正上方。
35分钟后酯交换反应充分反应完全。
实施例3：一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法包括以下步骤：
a水力空化：利用扬程为50m的泵抽取酯化反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.085～-0.09MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到位于酯化反应釜内的固态靶上。
所述步骤c中固态靶为圆锥形，反应混合物射击中心位于圆锥顶部，所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于酯化反应釜正上方，所述的固态靶固定于反应釜内液面上方、位于酯化反应釜中心。
3.5h后酯化反应反应完全。
实施例4：一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法包括以下步骤：
a水力空化：利用扬程为40m的泵抽取酯交换反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.085～-0.09MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到位于酯交换反应釜内的固态靶上。
所述步骤c中固态靶为圆锥形，反应混合物射击中心位于圆锥顶部，所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于酯交换反应釜正上方，所述的固态靶固定于反应釜内液面上方、位于酯交换反应釜中心。
40分钟后，酯交换反应完成。
实施例5：一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法包括以下步骤：
a水力空化：利用扬程为40m的泵抽取酯化反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.092～-0.095MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到位于酯化反应釜内的固态靶上。
所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于酯化反应釜正上方，所述的固态靶固定于反应釜内液面上方。
3.6小时候酯化反应反应完全。
实施例6：一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法包括以下步骤：
a水力空化：利用扬程为50m的泵抽取酯交换反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.092～-0.095MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到位于酯交换反应釜内的固态靶上。
所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于酯交换反应釜正上方，所述的固态靶固定于反应釜内液面上方。
45分钟后酯交换反应反应完全。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法，其特征在于，包括以下步骤：
a水力空化：利用泵抽取反应釜内的反应混合物，进入真空度为-0.085～-0.095MPa的真空环境中；
b文丘里反应：将通过真空环境的反应混合物通过一段先收缩而后逐渐扩大的管道；
c射油：通过步骤b的反应混合物射到位于反应釜内的固态靶上；
所述的反应混合物为生物柴油酯化反应或酯交换反应过程中反应釜内的物质。
2.根据权利要求1所述的一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法，其特征在于：所述步骤a中泵的扬程为40～50m。
3.根据权利要求1所述的一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法，其特征在于：所述步骤a中真空环境的真空度为-0.09～-0.092MPa。
4.根据权利要求1所述的一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法，其特征在于：所述步骤c中固态靶为圆锥形，反应混合物射击中心位于圆锥顶部。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法，其特征在于：所述的真空环境、先收缩而后逐渐扩大的管道均位于固态靶正上方。
6.根据权利要求1或4所述的一种生物柴油酯化、酯交换的混合方法，其特征在于：所述的固态靶固定于反应釜内液面上方。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1687312A (zh) * 2005-04-21 2005-10-26 浙江工业大学 水力空化制备生物柴油的方法
CN101376818A (zh) * 2008-10-09 2009-03-04 济南大学 一种空化效应协同离子液体催化制备生物柴油的方法

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