CN204093421U - 一种连续酯交换用管式反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续酯交换用管式反应装置，包括物料管道、对流箱，物料管道起始端装有物料混推器并设有物料进口，物料管道上部连接弯头处设有泄压口，下部连接弯头处设有排尽口；物料管道内设多个导流盘。对流箱内设有热媒盘管。物料在导流盘的作用下产生紊流，使反应更完全。泄压口用于泄放物料管道中的气体，避免气阻现象；物料排尽口用来在装置停止运行后排出物料管道内残留的物料。本实用新型可连续操作，易于自动控制。排尽口用来在装置停止运行后排出物料管道内残留的物料，避免管道堵塞。对流箱内设置热媒盘管可减少设备制造费用和减少能耗。导流盘的设置基本消除了返混，且能够使物料在湍流状态下反应，达到较高转化率。

Description

一种连续酯交换用管式反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物柴油反应装置，特别是一种连续酯交换用管式反应装置。

背景技术

生物柴油（Biodiesel）又称为生物质柴油，是一种生物质清洁燃料，是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生物质燃料。这种生物质燃料可以像柴油一样使用。生物柴油最普遍的制备方法是酯交换反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。

目前工业生产普遍采用在反应釜中反应，由于油脂和甲醇不互溶，因此它们之间的传质效果较差，从而造成酯交换反应速率较慢。此类装置难以实现连续化生产，而且物料在釜内全返混，导致油脂皂化比较严重，转化率较低，后续产物分离困难。管式反应装置是另一种酯交换反应装置，相较反应釜，可连续生产，生产效率较高。但存在技术问题制约了应用。1、液态物料进入管道后，甲醇易挥发，在管道里紊流混合过程中由于压力的变化而气化，体积膨胀后，管道内产生高压，当该压力高于上游物料压力时物料就无法向后流动，形成气阻力。造成无法进料，推进器可能烧坏。2、停车时，管道会残留物料，物料在温度低时凝固，若不将残留物料排尽，管道凝固的物料会堵塞管道，下次开车时需要先加热使物料融化才能运行装置。3、由于管式反应装置体积较大，对流箱容积大，直接通入蒸汽需要对流箱耐较高压力，不但热损失严重，而且制造费用较高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种连续酯交换反应用管式反应装置，实现连续生产，基本消除返混，达到较高的转化率，而且制造费用较低。

本实用新型的技术解决方案是：

该连续酯交换反应用管式反应装置，包括物料管道、对流箱，所述物料管道上下端部布置在所述对流箱外，其特点是，所述管道起始端装有物料混推器并设有物料进口，物料管道上部连接弯头处设有泄压口，物料管道下部连接弯头处设有排尽口。所述物料管道内设多个导流盘。所述对流箱上部设有换热介质进口，下部设有换热介质出口，底部设有换热介质排尽口。所述对流箱内设有热媒盘管，热媒盘管设有热媒进口和热媒出口。

  本装置运行时，换热介质自进口加入对流箱到指定位置，然后热媒自热媒入口进入热媒盘管开始对对流箱中的换热介质进行加热至指定温度，换热后的热媒自热媒出口离开热媒盘管。当对流箱中的换热介质达到指定温度时，启动物料混推器，物料自物料进口进入物料管道，在导流盘的作用下，物料从导流盘上的导流管通过，导流管是按角度排列的，使物料产生紊流，使反应更完全。反应完成的物料自物料出口离开反应管道。泄压口用于泄放物料管道中的气体，避免物料由于气阻无法向后推进；物料排尽口用来在装置停止运行后排出物料管道内残留的物料；换热介质出口用来排出对流箱中的换热介质，换热介质排尽口用来排出对流箱中残留的换热介质。

本实用新型与现有技术相比具有以下明显的优点：本实用新型具有一般连续操作设备的共同优点，即反应物浓度、温度只沿管长方向改变，不随时间而变，因而易于实现自动控制；没有加料、卸料、清扫等非生产时间，设备利用率高；物料管道上部连接弯头处设有泄压口用于泄放物料管道中的气体，消除了气阻现象；排尽口用来在装置停止运行后排出物料管道内残留的物料，避免管道堵塞。对流箱内设置热媒盘管可减少设备制造费用和减少能耗。更重要的是导流盘的设置基本消除了返混，且能够使物料在湍流状态下反应，可以达到较高的转化率。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图中，1-物料管道，2-对流箱排尽口、3-换热介质出口、4-导流盘、5-对流箱、6-热媒盘管、7-物料混推器、8-物料入口、9-管道下部连接弯头、10-物料排尽口、11-管道上部连接弯头、12-泄压口、13-物料出口、14-热媒盘管出口、15-热媒盘管入口、16-换热介质入口。

具体实施方式

以下结合附图进一步介绍本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，本连续酯交换反应用管式反应装置，包括物料管道1、对流箱5，物料管道1除上下端部外，均布置在对流箱5中。物料管道1起始端装有物料混推器7并设有物料进口8，物料管道1上部连接弯头11处设有泄压口12，物料管道1下部连接弯头9处设有物料排尽口10。物料管道1内设21个导流盘4。对流箱5上部设有换热介质进口16，下部设有换热介质出口3，底部设有换热介质排尽口2。对流箱5内设有热媒盘管6，热媒盘管6在对流箱5中呈弯曲形态分布，热媒盘管6设有热媒进口15和热媒出口14。

  本装置运行时，换热介质自进口16加入对流箱5到指定位置，然后热媒自热媒入口15进入热媒盘管6开始对对流箱5中的换热介质进行加热至指定温度，换热后的热媒自热媒出口14离开热媒盘管6。当对流箱5中的换热介质达到指定温度时，启动物料混推器7，物料自物料进口8进入物料管道1，在导流盘4的作用下，物料从导流盘4上较窄的导流管通过，导流管是按角度排列的，使物料产生紊流，使反应更完全。反应完成的物料自物料出口13离开反应管道1。泄压口12用于泄放物料管道1中的气体，避免物料由于气阻无法向后推进；物料排尽口10用来在装置停止运行后排出物料管道1内残留的物料；换热介质出口3用来排出对流箱5中的换热介质，换热介质排尽口2用来排出对流箱5中残留的换热介质。

在上述各实施例当中，为了对管道内的气阻现象进行监控，可以在泄压口12处设置甲醇探测器和压力传感器，并与泄压口12处安装的排压阀门电连接，当气阻发生时，自动侦测并排出甲醇气体。

Claims (3)

1.一种连续酯交换用管式反应装置，包括物料管道（1）和对流箱（5），物料管道（1）从对流箱（5）中穿过，对流箱（5）上部设有换热介质进口（16），下部设有换热介质出口（3），其特征在于：物料管道（1）上下端部布置在对流箱（5）外，物料管道（1）起始端装有物料混推器（7）并设有物料进口（8），物料管道上部连接弯头（11）处设有泄压口（12），物料管道下部连接弯头（9）处设有物料排尽口（10）；物料管道（1）内设多个导流盘（4）；对流箱（5）内设有热媒盘管（6），热媒盘管（11）设有热媒进口（15）和热媒出口（14）；对流箱（5）底部还设有换热介质排尽口（2）。

2.根据权利要求1 所述的管式反应装置，其特征在于：热媒盘管（6）在对流箱（5）中呈弯曲形态分布。

3.根据权利要求1 所述的管式反应装置，其特征在于：泄压口（12）处设置甲醇探测器和压力传感器，并与泄压（12）口处安装的排压阀门电连接。