CN202643671U - 生物柴油逆流连续酯化反应系统 - Google Patents

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李新方
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Abstract

本实用新型公开了一种生物柴油逆流连续酯化反应系统，其包括一原料储罐、一甲醇储罐；至少一第一反应塔和至少一第二反应塔；至少一分离器，其连接于第一反应塔的反应产物出口于第二反应塔的物料进口之间；其中，所述的原料储罐和催化剂储罐和第一反应塔上部的物料进口连接，所述的甲醇储罐和第二反应塔的下部的甲醇进口连接，第二反应塔顶部的甲醇出口再和第一反应塔底部的甲醇进口连接。本实用新型实现了生物柴油逆流酯化、甘油、水、甲醇的实时分离与反应，极大的缩短了反应时间，反应较为彻底。

Description

生物柴油逆流连续酯化反应系统
技术领域
本实用新型涉及化工领域，具体地涉及一种生物柴油逆流连续酯化反应系统，其尤其适合于生物柴油生产过程的酯化反应使用。
背景技术
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
原料油脂加入过量甲醇，在酸性催化剂存在下，进行酯化，使游离酸转变成粗脂肪酸甲酯。现有技术中，生成粗脂肪酸甲酯的酯化反应都是采用釜式反应装置，在加温的同时，用搅拌器搅拌来促进反应的进行，但由于不能连续生产，且油脂和甲醇不相容，其反应时间长，酯化不完全，能耗高，使得生产出来的生物柴油成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供生物柴油逆流连续酯化反应系统，以解决现有技术中存在的上述问题。
本实用新型提供的技术方案如下：
生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于，包括：
一原料储罐、一甲醇储罐；
至少一第一反应塔，其顶部设有至少一物料进口以及一甲醇出口，底部设有至少一反应产物出口以及一甲醇进口；
至少一第二反应塔，其顶部设有至少一物料进口以及一甲醇出口，底部设有至少一反应产物出口以及一甲醇进口；
至少一座甲醇精馏塔
其每个反应塔底部均有分离储槽；
其中，所述的原料储罐和第一反应塔上部的物料进口连接，所述的甲醇储罐和第二反应塔的下部的甲醇进口连接，第二反应塔顶部的甲醇出口再和第一反应塔底部的甲醇进口连接。第一甲醇出口与甲醇塔连接。
在本实用新型的较佳实施例中，所述的甲醇储罐的出口与第二反应塔之间连接有计量器。
在本实用新型的较佳实施例中，所述的原料储罐与第一反应塔之间分别连接有计量器。
在本实用新型的较佳实施例中，所述的第一反应塔或第二反应塔内设有填料，塔顶内设有除沫器。该填料用于物料与甲醇的接触，该除沫器用于避免杂质带入回收的甲醇中。
在本实用新型的较佳实施例中，所述的甲醇储罐的出口与第二反应塔之间还连接有加热器。
在本实用新型的较佳实施例中，所述的第一反应塔和第二反应塔内设有搪瓷层。
在本实用新型的较佳实施例中，反应塔底部设有分离系统的分离储液槽。
本实用新型是将中性动植物油和游离脂肪酸的原料经流量计进入反应器上端，顺填料下流，低碳醇经加热器汽化后经反应器下端沿填料逆流上行，在催化剂存在的条件下或者在无催化剂中温条件下在填料表面接触并反应。反应生成的水与甲醇经上端出口去甲醇回收提纯后返回重复，而反应后的混合液经下端分离槽分离出生成的甘油和杂质等。第二阶段反应是在第一次反应的基础上分离了杂质后进行同样的操作。反应后的含水甲醇进入甲醇精馏塔脱水后返回重复使用。
由于物料与甲醇在塔内填料下充分接触和生成的水被及时分离，使得反应始终以高效率向正方向进行，反应较为彻底和快速。实现了生物柴油逆流酯化、甘油、水、甲醇的实时分离与反应，极大的缩短了反应时间。此外，反应塔内设有搪瓷层，设备不易腐蚀。本实用新型摆脱了传统生物柴油反应在搅拌式反应釜的局限。而串联式多组逆流反应体系又最大化的节约了能源，更加符合反应机理。
附图说明
图1为本实用新型生物柴油逆流连续酯化反应系统的结构示意图。
图中：1-原料储罐  11计量器
2-甲醇储罐    21计量器
3-第一反应塔
31填料  32除沫器  33甲醇出口  34物料进口  35反应产物出口  36甲醇进口  37分布器  38斜挡板  39副产品出口
4-第二反应塔  5-甲醇精馏塔  6-加热器  7-加热器  8-加热器  9-冷凝器
具体实施方式
本实用新型的具体实施例，参照图1，生物柴油逆流连续酯化反应系统，包括原料储罐1、甲醇储罐2、第一反应塔3、第二反应塔4、甲醇精馏塔5、加热器6、7、8等。
该第一反应塔3顶部设有一物料进口34以及一甲醇出口33，底部设有一反应产物出口35以及一甲醇进口36；其内部设有填料31，内部的顶部设有除沫器32。反应塔底部设有分离系统的分离储液槽，其包括一设于发布器37下方的斜挡板38，反应产物出口35设于侧壁，副产品出口39设于底面。
该第二反应塔4的结构和第一反应塔3的结构相同。
原料储罐1的出口经加热器6与第一反应塔3的物料进口34连接，在原料储罐1的出口处设有计量器11；
第二反应塔4的甲醇进口经加热器7与甲醇储罐2连接，第二反应塔4顶部的甲醇出口再和第一反应塔3底部的甲醇进口36连接。
第一反应塔3的反应产物出口35和第二反应塔顶部的物料进口之间通过一输料泵连接。上部甲醇出口与甲醇精馏塔5的甲醇进口连接。
本实用新型的工作原理如下：原料如动植物油从原料储罐1中泵出经加热器6进入第一反应塔3，顺反应塔3内部的填料31向下流，而甲醇从甲醇储罐2经计量器21后，先被加热器7加热再经第二反应塔4分布器进入反应塔内，经塔顶部排出之后进入第一反应塔3的发布器37，顺反应塔3内部的填料31逆流上行，原料与甲醇在80C°至250C°的条件下经填料表面接触并反应，反应生成的水与剩余甲醇从上端甲醇出口33排出，经甲醇精馏塔5回收提纯后甲醇返回至甲醇储罐2，而反应后的混合液在反应产物出口35经输料泵进入第二反应塔4，再和新鲜的甲醇反应，藉此可将未完全反应的原料经一步反应完全。
上述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (7)

1.生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于，包括：
一原料储罐、一甲醇储罐；
至少一第一反应塔，其顶部设有至少一物料进口以及一甲醇出口，底部设有至少一反应产物出口以及一甲醇进口；
至少一第二反应塔，其顶部设有至少一物料进口以及一甲醇出口，底部设有至少一反应产物出口以及一甲醇进口；
至少一分离器，其连接于第一反应塔的反应产物出口与第二反应塔的物料进口之间；其中，所述的原料储罐和第一反应塔上部的物料进口连接，所述的甲醇储罐和第二反应塔的下部的甲醇进口连接，第二反应塔顶部的甲醇出口再和第一反应塔底部的甲醇进口连接。
2.如权利要求1所述的生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于：所述的甲醇储罐的出口与第二反应塔之间连接有计量器。
3.如权利要求1所述的生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于：所述的原料储罐与第一反应塔之间分别连接有计量器。
4.如权利要求1所述的生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于：所述的第一反应塔或第二反应塔内设有填料，塔顶内设有除沫器。
5.如权利要求1所述的生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于：所述的甲醇储罐的出口与第二反应塔之间还连接有加热器。
6.如权利要求1至5任一项所述的生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于：所述的第一反应塔和第二反应塔内设有搪瓷层。
7.如权利要求1-5任一项所述的生物柴油逆流连续酯化反应系统，其特征在于：反应塔底部设有分离系统的分离储液槽。
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