CN203923148U - 一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，属油脂化工技术领域。该装置包括原料混合器、计量泵、分子筛填充反应器I、分子筛填充反应器II、加热器、分离器、蒸馏塔、冷却器、三通阀I、三通阀II、三通阀Ⅲ、三通阀IV、三通阀V，作为酯化产物之一的水及时地被除去，使得酯化反应彻底向生成生物柴油的方向进行，提高了生物柴油的转化率；使用两只分子筛填充酯化反应器并联，一只工作，另一只可以进行再生处理，相互交替和再生，以保证设备连续运行，实现了生物柴油的连续制备；该工艺具有简单、操作方便、效率高、无污染、能耗低生成过程清洁、连续生产的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，属油脂化工技术领域。
背景技术
生物柴油是一种良好的石化柴油替代品，与石化柴油相比，具有优良的环保性，较好的低温发动机启动性能和安全性能，良好的燃料性能及可再生等特点。目前采用酯化法生产生物柴油，原料油脂通过酯化反应、蒸馏提纯等过程生产出生物柴油。但设备昂贵、反应温度高、效率较低，从而导致大能耗、高成本，同时排出废水，造成污染。至今，利用动植物油脂及废动植物油脂生产生物柴油的无污染，耗能少，低成本，优质高产的生产生物柴油装置相对较少。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，该装置包括原料混合器1、计量泵2、分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4、加热器5、分离器6、蒸馏塔7、冷却器8、三通阀I9、三通阀II10、三通阀Ⅲ11、三通阀IV12、三通阀V13、原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16、二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19，原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16分别通过二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19与原料混合器1的上端连通，原料混合器1和计量泵2连接，计量泵2通过三通阀I9分别和冷却器8、分子筛填充反应器I3的一端连接，计量泵2通过三通阀II10分别和冷却器8、分子筛填充反应器II4的一端连接；分子筛填充反应器I3的另一端通过三通阀Ⅲ11和分离器6连接，分子筛填充反应器II4的另一端通过三通阀IV12和分离器6连接；加热器5通过三通阀V13分别和分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4连通、分离器6、蒸馏塔7、容器II15依次连通。
本实用新型所述分子筛填充反应器I3和分子筛填充反应器II4为圆柱状管道结构，其内填充有分子筛，其外用真空管加热套包裹。
本实用新型分子筛填充反应器I3和分子筛填充反应器II4为中填充的分子筛为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛中一种。
本实用新型所述原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16中分别装入高酸值油脂、甲醇和酸性催化剂原料。
本实用新型中高酸值油脂为高酸值小桐子油、地沟油、高酸值废弃油脂、大豆油油脚、高酸值橡胶籽油、高酸值菜籽油、高酸值大豆油、高酸值花生油、高酸值棕榈油、高酸值茶籽油、高酸值工程藻类油脂、高酸值猪油、高酸值牛油等中一种或几种。
本实用新型使用时，按如下步骤进行：
（1）连续酯化和脱水：将高酸值油脂、甲醇和酸性催化剂按比例分别加入原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16中，然后在原料混合器1中混合，经搅拌均匀后混合物通过计量泵2、三通阀I 9进入到分子筛填充反应器I 3中，分子筛填充反应器I 3通过真空管加热套加热；高酸值油脂和甲醇在酸性催化剂的作用下反应生成生物柴油和水，由于分子筛吸水性强迅速地将反应生成的水吸收，酯化反应向生成生物柴油的方向进行，当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水达到饱和后，关闭三通阀I 9通向分子筛填充反应器I 3的阀门，打开通向分子筛填充反应器II 4的三通阀II 10，使得酯化反应在分子筛填充反应器II 4中进行；分子筛填充反应器II 4酯化反应的温度30~50℃；
（2）生物柴油精制：打开通向分离器6的三通阀Ⅲ 11，使得酯化反应生成的生物柴油、酸性催化剂和剩余的甲醇进入分离器6中，从下层分离出来的是酸性催化剂和粗甘油，从上层分离出来的是甲醇和生物柴油通过管道进入到蒸馏塔7中，经蒸馏后从顶层回收的甲醇经管道回到甲醇原料罐II15中再次利用，从底层分离出来的是优质生物柴油；
（3）分子筛干燥回收：当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水饱和时，关闭通向分子筛填充反应器I 3的三通阀I 9，同时开启加热器5加热惰性气体，打开通向分子筛填充反应器I 3的三通阀Ⅲ 11、三通阀V 13，使得分子筛填充酯化反应器I 3中的分子筛在高温惰性气体冲洗下干燥再生；随后惰性气体带着水蒸汽进入冷凝器8中冷却；分子筛填充酯化反应器I 3和II 4作为两只吸附干燥器并联，一只工作，另一只可以进行再生处理，相互交替和再生，以保证设备连续运行；分子筛干燥再生充入的惰性气体温度为200~350℃，惰性气体通入口压力为0.65-0.8MPa，通入流量为85～100m3/h。
本实用新型的优点和积极效果：
1）酯化反应制备生物柴油与脱水同时进行，作为酯化产物之一的水及时地被除去，使得酯化反应彻底向生成生物柴油的方向进行，提高了生物柴油的转化率；
2）使用两只分子筛填充酯化反应器并联，一只工作，同时另一只可以进行干燥再生处理，相互交替和再生，以保证设备连续运行，实现了生物柴油的连续制备；
3）工艺简单、操作方便、效率高、无污染、能耗低生成过程清洁、连续生产的优点。
附图说明
图1为实用新型装置结构示意图；
图中：1是原料混合器；2是计量泵；3是分子筛填充反应器I；4是分子筛填充反应器II；5是加热器；6是分离器；7是蒸馏塔；8是冷却器；9是三通阀I；10是三通阀II；11是三通阀Ⅲ；12是三通阀IV；13是三通阀V；14是原料罐I；15是原料罐II；16是原料罐Ⅲ； 17是二通阀I；18是二通阀II；19是二通阀Ⅲ；20为生物柴油；21为催化剂和粗甘油；22为惰性气体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型保护范围不局限于此。
实施例1
本实用新型装置包括该装置包括原料混合器1、计量泵2、分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4、加热器5、分离器6、蒸馏塔7、冷却器8、三通阀I9、三通阀II10、三通阀Ⅲ11、三通阀IV12、三通阀V13、原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16、二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19，原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16分别通过二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19与原料混合器1的上端连通，原料混合器1和计量泵2连接，计量泵2通过三通阀I9分别和冷却器8、分子筛填充反应器I3的一端连接，计量泵2通过三通阀II10分别和冷却器8、分子筛填充反应器II4的一端连接；分子筛填充反应器I3的另一端通过三通阀Ⅲ11和分离器6连接，分子筛填充反应器II4的另一端通过三通阀IV12和分离器6连接；加热器5通过三通阀V13分别和分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4连通、分离器6、蒸馏塔7、容器II15依次连通，如图1所示。
本实用新型使用时，按如下步骤进行：
（1）连续酯化和脱水：将高酸值小桐子油原料、甲醇和酸性催化剂按比例加入原料混合器1中，经搅拌均匀后通过计量泵2、三通阀I 9进入到分子筛填充反应器I 3中（关闭三通阀II 10），分子筛填充反应器I 3通过真空管加热套加热；高酸值油脂和甲醇在酸性催化剂的作用下反应生成生物柴油和水，由于分子筛吸水性强迅速地将反应生成的水吸收，酯化反应向生成生物柴油的方向进行，当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水达到饱和后，关闭三通阀I 9通向分子筛填充反应器I 3的阀门，打开通向分子筛填充反应器II 4的三通阀II 10，使得酯化反应在分子筛填充反应器II 4中进行；分子筛填充反应器酯化反应的温度30℃；
（2）生物柴油精制：打开通向分离器6的三通阀Ⅲ 11，使得酯化反应生成的生物柴油、酸性催化剂和剩余的甲醇进入分离器6中，从下层分离出来的是酸性催化剂和粗甘油21，从上层分离出来的是甲醇和生物柴油通过管道进入到蒸馏塔7中，经蒸馏后从顶层回收的甲醇经管道回到甲醇原料罐中再次利用，从底层分离出来的是优质小桐子生物柴油20；
（3）分子筛干燥回收：当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水饱和时，关闭通向分子筛填充反应器I 3的三通阀I 9，同时开启加热器5加热惰性气体22，打开通向分子筛填充反应器I 3的三通阀Ⅲ 11、V 13，使得分子筛填充酯化反应器I 3中的分子筛在高温惰性气体冲洗下干燥再生；随后惰性气体带着水蒸汽进入冷凝器8中冷却；分子筛填充酯化反应器I 3进行再生处理，分子筛填充酯化反应器II 4同时工作，打开通向分离器6的三通阀IV 12，使得酯化反应生成的生物柴油、酸性催化剂和剩余的甲醇进入分离器6中，分子筛填充酯化反应器I 3和II 4两只吸附干燥器并联，可以相互交替工作和再生，以保证设备连续运行；分子筛干燥再生冲入惰性气体温度为200℃，惰性气体通入口压力为0.65MPa，通入流量为85m3/h。
实施例 2
包括原料混合器1、计量泵2、分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4、加热器5、分离器6、蒸馏塔7、冷却器8、三通阀I9、三通阀II10、三通阀Ⅲ11、三通阀IV12、三通阀V13、原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16、二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19，原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16分别通过二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19与原料混合器1的上端连通，原料混合器1和计量泵2连接，计量泵2通过三通阀I9分别和冷却器8、分子筛填充反应器I3的一端连接，计量泵2通过三通阀II10分别和冷却器8、分子筛填充反应器II4的一端连接；分子筛填充反应器I3的另一端通过三通阀Ⅲ11和分离器6连接，分子筛填充反应器II4的另一端通过三通阀IV12和分离器6连接；加热器5通过三通阀V13分别和分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4连通、分离器6、蒸馏塔7、容器II15依次连通。
本实用新型所述分子筛填充反应器I3和分子筛填充反应器II4为圆柱状管道结构，其内填充有分子筛，其外用真空管加热套包裹。
本实用新型分子筛填充反应器I3和分子筛填充反应器II4为中填充的分子筛为3A分子筛。
本实用新型使用时，按如下步骤进行：
1）连续酯化和脱水：将地沟油原料、甲醇和酸性催化剂按比例加入原料混合器1中，经搅拌均匀后通过计量泵2、三通阀I 9进入到分子筛填充反应器I 3中，分子筛填充反应器I 3通过真空管加热套加热；高酸值油脂和甲醇在酸性催化剂的作用下反应生成生物柴油和水，由于分子筛吸水性强迅速地将反应生成的水吸收，酯化反应向生成生物柴油的方向进行，当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水达到饱和后，关闭三通阀I 9通向分子筛填充反应器I 3的阀门，打开通向分子筛填充反应器II 4的三通阀II 10，使得酯化反应在分子筛填充反应器II 4中进行；分子筛填充反应器酯化反应的温度50℃；
（2）生物柴油精制：打开通向分离器6的三通阀Ⅲ 11，使得酯化反应生成的生物柴油、酸性催化剂和剩余的甲醇进入分离器6中，从下层分离出来的是酸性催化剂和粗甘油，从上层分离出来的是甲醇和生物柴油通过管道进入到蒸馏塔7中，经蒸馏后从顶层回收的甲醇经管道回到甲醇原料罐中再次利用，从底层分离出来的是优质地沟油生物柴油；
（3）分子筛干燥回收：当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水饱和时，关闭通向分子筛填充反应器I 3的三通阀I 9，同时开启加热器5加热惰性气体，打开通向分子筛填充反应器I 3的三通阀Ⅲ 11、V 13，使得分子筛填充酯化反应器I 3中的分子筛在高温惰性气体冲洗下干燥再生；随后惰性气体带着水蒸汽进入冷凝器8中冷却；分子筛填充酯化反应器I 3和II 4作为两只吸附干燥器并联，一只工作，同时另一只可以进行再生处理，相互交替和再生，以保证设备连续运行；分子筛干燥再生冲入惰性气体温度为350℃，惰性气体通入口压力为0.8MPa，通入流量为100m3/h。
Claims (3)
1.一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，其特征在于：其包括原料混合器（1）、计量泵（2）、分子筛填充反应器I（3）、分子筛填充反应器II（4）、加热器（5）、分离器（6）、蒸馏塔（7）、冷却器（8）、三通阀I（9）、三通阀II（10）、三通阀Ⅲ（11）、三通阀IV（12）、三通阀V（13）、原料罐I（14）、原料罐II（15）、原料罐Ⅲ（16）、二通阀I（17）、二通阀II（18）、二通阀II（19），原料罐I（14）、原料罐II（15）、原料罐Ⅲ（16）分别通过二通阀I（17）、二通阀II（18）、二通阀II（19）与原料混合器（1）的上端连通，原料混合器（1）和计量泵（2）连接，计量泵（2）通过三通阀I（9）分别和冷却器（8）、分子筛填充反应器I（3）的一端连接，计量泵（2）通过三通阀II（10）分别和冷却器（8）、分子筛填充反应器II（4）的一端连接；分子筛填充反应器I（3）的另一端通过三通阀Ⅲ（11）和分离器（6）连接，分子筛填充反应器II（4）的另一端通过三通阀IV（12）和分离器（6）连接；加热器（5）通过三通阀V（13）分别和分子筛填充反应器I（3）、分子筛填充反应器II（4）连通、分离器（6）、蒸馏塔（7）、容器II（15）依次连通。
2.根据权利要求1所述的高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，其特征在于：分子筛填充反应器I（3）和分子筛填充反应器II（4）为圆柱状管道结构，其内填充有分子筛，其外用真空管加热套包裹。
3.根据权利要求3所述的高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，其特征在于：分子筛填充反应器I（3）和分子筛填充反应器II（4）为中填充的分子筛为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛中一种。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141105 Termination date: 20150703 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |