CN204824812U - 生物柴油的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物柴油的制备装置，所述的装置包括酶法反应器，碱法反应器，冷凝器，醇接收罐，甘油储罐。酶法反应器用于将油脂和醇在酶的存在下进行酯化反应以获得第一产物；碱法反应器用于将第一产物和醇在碱性物质的存在下进行转酯化反应以获得第二产物，其顶部设有第一进料口，其与酶法反应器底部的酶法反应器出料口连接。本实用新型的制备装置能够以低成本的方式获得酸值满足要求的生物柴油。

Description

生物柴油的制备装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物柴油的制备装置,尤其是一种生产成本显著降低的生物柴油的制备装置。

背景技术

生物柴油是以可再生原料如菜籽油、大豆油、回收烹饪油、动物油脂及微生物油脂等为原料，经过酯交换反应或加氢反应而得到的一种脂肪酸甲酯混合物或链烷烃混合物，是一种典型的环境友好型“绿色能源。作为化石柴油的替代品，生物柴油具有十六烷值高、不含硫和芳烃、较好的发动机低温启动性能以及燃烧性能优于普通柴油等优点。1983年，美国科学家GrahamQuick首次将酯交换反应制备的亚麻油酸甲酯成功用于发动机，并将可再生油脂经酯交换反应得到的脂肪酸单酯定义为生物柴油。随后，生物柴油取得了长足的发展。生物柴油的应用前景十分广泛，其原料成本较低，但加工成本较高。如何以低成本的方式生产合格的生物柴油一直是可再生能源领域所追求的目标，其中酸值是生物柴油的一项非常重要的指标。

US2014/0234922A1公开了一种脂肪酸酯的制备方法，包括处理含有甘油酯和游离脂肪酸混合物，除去水和固体物质以获得处理后物料；将处理后的物料引入反应器中，并与水、至少一种酶和醇混合，将反应产物分离为甘油相和脂肪酸酯相，脂肪酸酯相采用初级醇和絮凝剂处理。该方法对于油脂原料品质要求比较高，否则无法保证获得酸值满足要求的生物柴油。

CN204325312U公开了一种生物柴油生产用酯交换反应装置，包括酯交换反应罐和加热器，酯交换反应罐的顶部设置有进料口、物料蒸汽出口和甲醇气体排出口，甲醇气体排出口与甲醇回收装置连接，反应罐的侧壁上设有回料口，其底部设置有出料口，出料口上连接有循环泵，循环泵通过输送管道将反应罐出料口排出的物料输送至加热器内进行加热，加热器的排料口和反应罐的物料蒸汽出口均连接至回料管道，并通过回料管道将加热器加热后的物料及物料蒸汽出口排出的蒸汽物料经由回料口输送至反应罐内进行物料的混匀，输送管道上还分支有一个用于成品物料出料的出料管。该装置可以降低能耗，但无法保证获得酸值满足要求的生物柴油。

CN1730613A公开了一种生物催化高酸值油脂酯交换生产生物柴油的方法，该方法以三羟甲基氨基甲烷等碱性物质为添加剂，使用高酸值油脂为原料与短链脂肪酸酯在生物酶催化下进行酯交换反应，反应结束后将反应产物进行分离，获得成品生物柴油。该方法可以以廉价油脂为原料获得生物柴油，但无法保证获得酸值满足要求的生物柴油。

CN102676304A公开了一种生物柴油的制备方法，包括：将油脂、短链醇、水和液体脂肪酶在一级或多级酶反应器中进行反应，然后将反应液分离成含酶的重相和轻相，回收再利用重相中的酶，轻相用于后续的固定化酶转化；将轻相和短链醇流入装有固定化脂肪酶的一级或多级酶反应器中，在反应全过程或部分反应过程中进行在线脱水。该方法通过液体脂肪酶反应以及随后的固定化酶反应获得酸值低于0.5mgKOH/g的生物柴油，具有良好的经济效益。但是，由于液体脂肪酶容易失活且不宜回收，这将导致生产成本的增加。如果回收液体脂肪酶则需要增加大量的设备，因而增加了建设成本。

综上，目前迫切需要一种能够以低成本的方式获得酸值满足要求的生物柴油的制备装置。

实用新型内容

鉴于现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种生物柴油的制备装置，该制备装置可以获得酸值满足要求的生物柴油，同时生产成本较低。根据本实用新型优选的技术方案，采用本实用新型的制备装置可以缩短生产周期，适用于大规模生产应用。

本实用新型提供一种生物柴油的制备装置，所述的装置包括：

酶法反应器，其用于将油脂和醇在酶的存在下进行酯化反应以获得第一产物，其顶部设有酶法反应器出气口和酶法反应器进料口，底部设有酶法反应器进气口和酶法反应器出料口；

碱法反应器，其用于将第一产物和醇在碱性物质的存在下进行转酯化反应以获得第二产物，其顶部设有第一进料口、第二进料口和碱法反应器出气口，其底部设有甘油出料口，所述的第一进料口与酶法反应器底部的酶法反应器出料口连接；

反应原料供给罐，其用于向碱法反应器供给醇和碱性物质，其包括供给罐进料口和供给罐出料口，该供给罐出料口与碱法反应器的第二进料口连接；

冷凝器，其包括进气端和出气端，其进气端与碱法反应器顶部的碱法反应器出气口连接；

醇接收罐，与冷凝器的出气端连接；和

甘油储罐，其与碱法反应器底部的甘油出料口连接。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的装置还包括：

循环气冷凝器，其包括进气端和出气端，其进气端与酶法反应器顶部的酶法反应器出气口连接；

循环风机，其包括进气端和出气端，其进气端与循环气冷凝器的出气端连接；

醇平衡罐，其包括进气端和出气端，其进气端与循环风机的出气端连接，其出气端与酶法反应器底部的酶法反应器进气口连接。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的装置还包括：

醇补加罐，其用于向酶法反应器中补加醇，其包括物料出口，该物料出口与酶法反应器连接。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的装置还包括：

冷凝液接收罐，用于接收循环气冷凝器的冷凝液体。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的酶法反应器为气升式反应器。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的酶法反应器的底部设置有第一气体分布器，所述第一气体分布器为锥台形的筛板分布器。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的醇平衡罐内部设置有第二气体分布器，所述第二气体分布器为锥台形的筛板分布器。

根据本实用新型的装置，优选地，所述醇平衡罐包括冷凝设备，其用于维持醇平衡罐内的醇的温度。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的装置还包括：

反应原料配制罐，其用于将碱性物质和醇补加至反应原料供给罐，其与反应原料供给罐的供给罐进料口连接。

根据本实用新型的装置，优选地，所述的碱法反应器为带有搅拌设备的密闭式反应器。

本实用新型的制备装置采用先酶法后碱法的方式制备生物柴油，酶法步骤得到的粗酯产物被供给至碱法步骤。由于本实用新型的制备装置可以采用廉价的碱性物质催化酶法步骤得到的粗酯产物与醇反应以进一步降低生物柴油的酸值，可以不需要使用液体脂肪酶，从而省略了液体脂肪酶的回收系统，这样既降低生产成本又降低了建设成本。此外，采用本实用新型优选的制备装置，可以缩短生产周期，非常适用于大规模生产应用。

附图说明

图1为本实用新型的生物柴油的制备装置示意图。

图2为本实用新型的气体分布器的示意图。

附图标记说明如下：

1-酶法反应器，2-循环气冷凝器，3-循环风机，4-冷凝液接收罐，5-醇平衡罐，6-醇补加罐，11-碱法反应器，12-反应原料供给罐，13-反应原料配制罐,14-冷凝器，15-醇接收罐，16-甘油储罐。

具体实施方式

本实用新型所述的“顶部”表示在设备或装置的中上部，并不特指“顶端”；本实用新型所述的“底部”表示在设备或装置的下部，并不特指“底端”。

本实用新型所述的“酶法反应器”表示该反应器可以采用酶催化制备生物柴油的反应器，本实用新型所述的“碱法反应器”表示该反应器可以采用碱性物质催化制备生物柴油的反应器。

本实用新型所称的“生物柴油”、“酶”、“醇”、“油脂”、“碱性物质”、“粗酯”、“粗柴油”均是本领域已知的材料或物质。本实用新型所称的“酯化”、“转酯化”均是本领域已知的方法。

本实用新型的“罐”表示一种容器，并不意欲限制其具体形状。

<生物柴油的制备装置>

本实用新型的生物柴油的制备装置包括酶法部分和碱法部分。酶法部分的粗酯产物被供给至碱法部分作为碱法部分的主要原料。在本实用新型中，经过酶法酯化后的粗酯产物的酸值低于2.0mgKOH/g，然后进入碱法部分，在碱法部分进行进一步酯化(主要为转酯化反应)后的粗柴油产物的酸值低于0.5mgKOH/g。碱法部分得到的产物静置分层，下层为甘油，上层物质(粗柴油产物)经简单蒸馏后即可得到低酸值、高品质的生物柴油。

在本实用新型中，酶法部分的酶法反应器设置有出料口，碱法部分的碱法反应器设置有进料口，二者通过管线连接，从而能够将酶法反应器产生的粗酯产物直接输送至碱法反应器。优选地，在上述管线上设置有控制阀，以调节粗酯产物的输送量以及开启或关闭粗酯产物的输送。优选地，本实用新型的装置还包括蒸馏设备，用于将碱法反应器得到的粗柴油产物进行蒸馏，从而获得生物柴油。根据本实用新型的一个实施方式，酶法部分包括酶法反应器，其用于将油脂和醇在酶的存在下进行酯化反应以获得第一产物，其底部设有出料口；碱法部分包括碱法反应器，其用于将第一产物和醇在碱性物质的存在下进行转酯化反应以获得第二产物，其顶部设有第一进料口，所述的第一进料口与酶法反应器底部的出料口连接。

<酶法部分>

本实用新型的酶法部分包括酶法反应器，其用于将油脂和醇在酶的存在下进行酯化反应以获得第一产物，即粗酯产物。在本实用新型中，所述的油脂为本领域所已知的那些。所述的油脂可以包括植物油脂、动物油脂、微生物油脂、废食用油或油脂精炼下脚料；例如蓖麻油、棕榈油、菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉子油、米糠油、麻风树油、文冠果油、小桐子油、鱼油、牛油、猪油、羊油、酵母油脂、微藻类油脂、潲水油、地沟油、或酸化油等。本实用新型的装置特别适合于由废弃油脂(例如潲水油、地沟油、或酸化油)生产生物柴油。在本实用新型中，醇可以采用本领域已知的那些短链醇，优选为碳原子数为1-6的烷基醇，例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇等。在本实用新型中，酶可以为脂肪酶，优选为固定化脂肪酶，可以采用本领域已知的那些，例如来源于南极假丝酵母(Candidaantarctica)、嗜热丝孢菌(Thermomyceslanuginosus)、黑曲霉(Aspergillusniger)、米曲霉(Aspergillusoryzae)、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)和米根霉(Rhizopusoryzae)的脂肪酶。固定化酶的载体是本领域已知的那些树脂，这里不再赘述。

本实用新型的酶法反应器的顶部设有出气口和进料口，底部设有进气口和出料口。油脂、醇和酶通过进料口加入至酶法反应器。本实用新型的进料口可以为一个或多个。当进料口为一个时，则油脂、醇和酶均通过该进料口加入至酶法反应器；当进料口为多个时，油脂、醇和酶分别通过油脂进料口、醇进料口、酶进料口加入至酶法反应器。油脂和醇在酶的催化作用下生成粗酯产物(脂肪酸酯)和水；循环气从酶法反应器的进气口进入反应体系，水和短链醇随着循环气一起从出气口导出；粗酯产物从出料口导出。根据本实用新型所述的装置，优选地，所述的酶法反应器为气升式反应器,优选为气升式环流反应器。例如，本实用新型的酶法反应器可以使用CN2276504Y、CN1397634A公开的那些反应器，在此将其全文引入本文。本实用新型的酶法反应器可以为一级反应器或多级反应器，优选为多级反应器，以便于工业化连续生产。

本实用新型的酶法反应器的底部优选设置有第一气体分布器。这样可以使循环气均匀进入酶法反应体系，与物料充分接触，提高气液传质效率。本实用新型的第一气体分布器可以使用密孔板分布器、多孔板(筛板)分布器、泡罩板分布器、锥帽板(侧孔型或侧缝型)分布器和管栅形分布器，优选为筛板分布器。本实用新型的第一气体分布器优选为锥台形。

本实用新型的酶法部分还可以包括循环气冷凝器、循环风机、醇平衡罐；任选地，还可以包括醇补加罐、冷凝液接收罐。

本实用新型的循环气冷凝器包括进气端和出气端，其进气端与酶法反应器顶部的出气口连接；其出气端与循环风机的进气端连接。本实用新型的循环气冷凝器用于将从酶法反应器导出的循环气冷凝，从而除去循环气中的水和短链醇。本实用新型的循环气冷凝器可以选自间壁式、喷淋式、夹套式和列管式冷凝器，优选为列管式冷凝器。循环气冷凝器的冷凝温度为-10～10℃，优选为5～8℃。本实用新型的循环气冷凝器可以使用低温水作为冷却剂。根据本实用新型所述的装置，优选包括冷凝液接收罐，用于接收循环气冷凝器的冷凝液体，例如水分和部分短链醇。冷凝液接收罐可以使用本领域熟知的那些，这里不再赘述。

本实用新型的循环风机包括进气端和出气端，其进气端与循环气冷凝器的出气端连接，其出气端与醇平衡罐的进气端连接。本实用新型的循环风机用于提供动力以促进循环气的流动，同时从反应体系携带水和短链醇等物质。本实用新型的循环风机可以使用离心式循环风机或轴流式循环风机。循环风机从酶法反应器的顶部抽气，使酶法反应器内的循环气携带酶法反应器内生成的水以及部分短链醇等进入循环气冷凝器中冷凝。抽气速度可以为1～5vvm(vvm表示每立方物料体积在每分钟内通入的气体量(m³))，优选为1～2vvm。

本实用新型的醇平衡罐包括进气端和出气端，其进气端与循环风机的出气端连接，其出气端与酶法反应器底部的进气口连接。通常情况下，上述进气端设置在醇平衡罐的底部，上述出气端设置在醇平衡罐的顶部。醇平衡罐中装有吸水短链醇(用于吸收水分的短链醇)，用于进一步吸收循环气中的水。吸水短链醇的质量浓度为95wt％以上,优选为98wt％以上；吸水短链醇的温度控制在0～25℃，优选为10～20℃。这样质量浓度和温度的吸水短链醇可以保证循环气中的水分被充分脱除。吸水短链醇的种类最好与酶法反应器中使用的醇类一致，优选为碳原子数为1-6的烷基醇，例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇等。循环风机从酶法反应器抽出的循环气经过循环气冷凝器冷凝脱除水分以及部分短链醇之后，进入醇平衡罐进一步脱除水分，充分干燥的循环气从酶法反应器底部(优选通过第一气体分布器)进入反应体系，携带酶法反应生成的水分和部分短链醇，同时为酶法反应体系提供混合动力。

本实用新型的醇平衡罐内部优选设置有第二气体分布器。这样可以使循环气均匀进入醇平衡罐内，与吸水短链醇充分接触而被脱水，提高气液传质效率。本实用新型的第二气体分布器可以使用密孔板分布器、多孔板(筛板)分布器、泡罩板分布器、锥帽板(侧孔型或侧缝型)分布器或管栅形分布器，优选为筛板分布器。本实用新型的第二气体分布器优选为锥台形。本实用新型的醇平衡罐优选包括冷凝设备，其用于维持醇平衡罐内的醇的温度。上述冷凝设备可以使用本领域熟知的那些，这里不再赘述。

本实用新型的醇补加罐用于向酶法反应器中补加醇，其包括物料出口，该物料出口与酶法反应器连接。酶法反应器可以设置有单独的醇补加口与醇补加罐连接；也可以采用进料口与醇补加罐连接，并通过控制阀实现醇的补加控制。在酶法反应过程中，酶法反应器内的醇量将逐渐减少，此时打开醇补加罐，向酶法反应器内补加新鲜的短链醇。这样可以有效、快速地保证酶法反应器内短链醇的质量浓度维持在0.5～2wt％，从而保证酯化反应充分。

<碱法部分>

本实用新型的碱法部分包括碱法反应器，反应原料供给罐，冷凝器，醇接收罐和甘油储罐。任选地，本实用新型的碱法部分还包括反应原料配制罐。

本实用新型的碱法反应器用于将第一产物和醇在碱性物质的存在下进行转酯化反应以获得第二产物，即粗柴油产物。在本实用新型中，第一产物为酶法部分得到的粗酯产物。在本实用新型中，醇可以采用本领域已知的那些短链醇，优选为碳原子数为1-6的烷基醇，例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇等。在本实用新型中，碱性物质为用于催化第一产物和醇反应的物质，可以使用本领域已知的那些。本实用新型的碱性物质优选为氢氧化钠、氢氧化钾等，优选为氢氧化钠。在反应过程中，本实用新型的碱法反应器内温度控制为60～80℃，优选为70～75℃，以保证反应充分并降低粗柴油的酸值；在反应结束后，碱法反应器内温度控制为110～120℃，优选为115～118℃，以保证短链醇和残留的水充分蒸发。

本实用新型的碱法反应器的顶部设有第一进料口、第二进料口和出气口，其底部设有甘油出料口。本实用新型的碱法反应器还设置有粗柴油出料口。在本实用新型中，碱法反应器的第一进料口与酶法反应器底部的出料口连接，从而将酶法反应生成的粗酯产物引入碱法反应器。作为优选，在连接碱法反应器的第一进料口与酶法反应器底部的出料口的管线上设置控制阀，以控制粗酯产物的流量以及启动或终止加入。本实用新型的碱法反应器优选为带有搅拌设备的密闭式反应器。搅拌装置可以促进物料混合均匀，加速转酯化反应形成粗柴油产物和甘油。本实用新型所使用的搅拌装置是本领域熟知的哪些，这里不再赘述。

本实用新型的反应原料供给罐用于向碱法反应器供给醇和碱性物质。本实用新型的反应原料供给罐可以为一个或多个。当反应原料供给罐为一个时，将醇和碱性物质配制成组合物，然后加入反应原料供给罐；当反应原料供给罐为多个时，可以包括醇供给罐和碱性物质供给罐。本实用新型的反应原料供给罐优选为一个。本实用新型的反应原料供给罐优选为具有滴加功能的供给罐，以便于控制反应原料供给速度。本实用新型的反应原料供给罐包括进料口和出料口，该出料口与碱法反应器的第二进料口连接，用于向碱法反应器供给醇和碱性物质。当反应原料供给罐为一个时，出料口为一个；当反应原料供给罐为多个时，出料口为多个(相应的个数)。本实用新型的反应原料供给罐可以使用本领域已知的那些。

本实用新型的碱法部分还可以包括反应原料配制罐，其用于将碱性物质和醇补加至反应原料供给罐，以保证碱法反应体系内的短链醇浓度。反应原料配制罐与反应原料供给罐的进料口连接。本实用新型的反应原料配制罐可以使用本领域已知的那些。本实用新型的碱法部分还可以包括第一离心泵，其设置在反应原料配制罐与反应原料供给罐之间的管线上，用于将碱性物质和醇从反应原料配制罐输送至反应原料供给罐。

本实用新型的碱法部分的冷凝器包括进气端和出气端，其进气端与碱法反应器顶部的出气口连接，其出气端与醇接收罐连接。该冷凝器用于冷凝从碱法反应器中蒸发出短链醇和残留的水。本实用新型的冷凝器可以选自间壁式、喷淋式、夹套式和列管式冷凝器，优选为列管式冷凝器。该冷凝器的冷凝温度为-10～10℃，优选为0～5℃。本实用新型的冷凝器可以使用低温水作为冷却剂。

本实用新型的醇接收罐与冷凝器的出气端连接，用于接收冷凝器的冷凝液体，例如短链醇以及残留的水。本实用新型的醇接收罐可以使用本领域熟知的那些，这里不再赘述。

本实用新型的甘油储罐与碱法反应器底部的甘油出料口连接，用于接收碱法反应器中形成的甘油。本实用新型的甘油储罐可以使用本领域熟知的那些，这里不再赘述。本实用新型的碱法部分还可以包括第二离心泵，其设置在碱法反应器和甘油储罐之间的管线上，用于将甘油从碱法反应器输送至甘油储罐。

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1

图1为本实用新型的生物柴油的制备装置,包括酶法部分和碱法部分。酶法部分包括酶法反应器1(气升式反应器)，循环气冷凝器2，循环风机3，冷凝液接收罐4、醇平衡罐5，醇补加罐6。酶法反应器1的顶部设有出气口和进料口，底部设有进气口和出料口。进料口用于向酶法反应器1中供给反应原料。出料口用于将酶法反应器1中生成的粗酯产物排出。循环气冷凝器2包括进气端和出气端，循环气冷凝器2的进气端与酶法反应器1的出气口连接。循环气冷凝器2用于冷凝并分离从酶法反应器1中抽出的循环气中的水和短链醇。循环气冷凝器2的下方设置有冷凝液接收罐4，用于接收循环气冷凝器2的冷凝液体。循环风机3包括进气端和出气端，循环风机3的进气端与循环气冷凝器2的出气端连接。循环风机3用于从酶法反应器1的顶部抽气，使循环气进入循环气冷凝器2冷凝而脱除水分和部分短链醇，然后再进入循环风机3。醇平衡罐5包括进气端和出气端，醇平衡罐5的进气端与循环风机3的出气端连接，醇平衡罐5的出气端与酶法反应器1的进气口连接。醇平衡罐5中装有低温吸水短链醇，用于进一步干燥循环气，并将循环气输送至酶法反应器1。这样就形成了一个气流循环。醇平衡罐5包括冷凝设备(图中未示出)，用于维持醇平衡罐5内短链醇的温度。醇补加罐6包括物料出口，该物料出口与酶法反应器1连接，用于向酶法反应器1中补加醇，以保证反应体系内的短链醇浓度。

本实用新型的酶法反应器1的底部和醇平衡罐5的内部均设置有气体分布器(如图2)，该气体分布器为锥台形的筛板分布器。气体分布器可以保证气体均匀进入反应体系或吸水短链醇内，充分地与物料接触或被脱水，提高气液传质效率。

碱法部分包括碱法反应器11，反应原料供给罐12，反应原料配制罐13，冷凝器14，醇接收罐15，甘油储罐16。碱法反应器11为带有搅拌设备的密闭式反应器。碱法反应器11用于将酶法反应器1产生的粗酯产物(第一产物)和醇在碱性物质的存在下进行转酯化反应以获得粗柴油产物(第二产物)和甘油，碱法反应器11的顶部设有第一进料口、第二进料口和出气口，其底部设有甘油出料口。第一进料口与酶法反应器底部的出料口连接，用于接收来自酶法反应器1的粗酯产物。反应原料供给罐12包括进料口和出料口，该出料口与碱法反应器11的第二进料口连接，用于向碱法反应器12供给醇和碱性物质。反应原料配制罐13与反应原料供给罐12的进料口连接，用于将碱性物质和醇补加至反应原料供给罐12，以保证反应体系中的短链醇浓度。冷凝器14包括进气端和出气端，其进气端与碱法反应器11顶部的出气口连接，用于冷凝碱法反应器11中蒸发出来的短链醇和残留的水。醇接收罐15与冷凝器14的出气端连接，用于接收冷凝器14冷凝产生的液体。甘油储罐16与碱法反应器11底部的甘油出料口连接，用于接收碱法反应器11产生的甘油副产物。

本实用新型的制备装置的操作工艺说明如下：

在制备生物柴油时，将油脂、短链醇以及固定化脂肪酶放入酶法反应器1内，酶法反应器的温度为35℃。循环风机3从酶法反应器1的顶部抽气(抽气速度为2vvm)，使酶法反应器1内的循环气携带酶法反应器1内的水以及部分短链醇等进入循环气冷凝器2中冷凝。循环气冷凝器2的冷凝温度为5℃，使用低温水作为冷却剂。循环气冷凝器2冷凝得到的水和短链醇从循环气中分离，由冷凝液接收罐4接收。经冷凝后的循环气进入循环风机3后再从醇平衡罐5内部的气体分布器进入醇平衡罐5中。醇平衡罐5中装有吸水短链醇，质量浓度为95wt％，温度为10℃。当循环气进入后，吸水短链醇进一步吸收气体中的水，使循环气得以进一步脱水，再从酶法反应器1的底部经过气体分布器进入酶法反应器1内，为反应体系提供混合动力。在反应过程中，酶法反应器1内的醇量将逐渐减少，此时打开醇补加罐6，向酶法反应器1内补加新鲜的短链醇，有效、快速地保证酶法反应器1内的短链醇质量浓度为1wt％左右。

酶法反应器1产生的粗酯产物(酸值低于2.0mgKOH/g)进入碱法反应器11，通过升温使碱法反应器11内的温度控制在75℃左右，通过反应原料供给罐12向碱法反应器11内滴加氢氧化钠和短链醇的混合物，滴加结束后，反应时间为2.5小时。反应结束后，将碱法反应器11内的温度升高至115℃左右，从而将短链醇蒸发出来。碱法反应器11蒸发出来的气体经过冷凝器14冷凝，冷凝温度为5℃，使用低温水作为冷却剂。冷凝得到短链醇(可以包含残留的水)由醇接收罐15接收。当反应原料供给罐12的氢氧化钠和短链醇不足时，反应原料配制罐13经离心泵向反应原料供给罐12中补加氢氧化钠和短链醇，以保证反应体系内的短链醇浓度。将反应产物静置分层，下层甘油经离心泵输送至甘油储罐16，上层粗柴油产物(酸值低于0.5mgKOH/g)经简单蒸馏后即可得到低酸值、高品质的生物柴油。

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种生物柴油的制备装置，其特征在于，所述的装置包括：

酶法反应器，其用于将油脂和醇在酶的存在下进行酯化反应以获得第一产物，其顶部设有酶法反应器出气口和酶法反应器进料口，底部设有酶法反应器进气口和酶法反应器出料口；

碱法反应器，其用于将第一产物和醇在碱性物质的存在下进行转酯化反应以获得第二产物，其顶部设有第一进料口、第二进料口和碱法反应器出气口，其底部设有甘油出料口，所述的第一进料口与酶法反应器底部的酶法反应器出料口连接；

反应原料供给罐，其用于向碱法反应器供给醇和碱性物质，其包括供给罐进料口和供给罐出料口，该供给罐出料口与碱法反应器的第二进料口连接；

冷凝器，其包括进气端和出气端，其进气端与碱法反应器顶部的碱法反应器出气口连接；

醇接收罐，与冷凝器的出气端连接；和

甘油储罐，其与碱法反应器底部的甘油出料口连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

循环气冷凝器，其包括进气端和出气端，其进气端与酶法反应器顶部的酶法反应器出气口连接；

循环风机，其包括进气端和出气端，其进气端与循环气冷凝器的出气端连接；

醇平衡罐，其包括进气端和出气端，其进气端与循环风机的出气端连接，其出气端与酶法反应器底部的酶法反应器进气口连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

醇补加罐，其用于向酶法反应器中补加醇，其包括物料出口，该物料出口与酶法反应器连接。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

冷凝液接收罐，用于接收循环气冷凝器的冷凝液体。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的酶法反应器为气升式反应器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的酶法反应器的底部设置有第一气体分布器，所述第一气体分布器为锥台形的筛板分布器。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的醇平衡罐内部设置有第二气体分布器，所述第二气体分布器为锥台形的筛板分布器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述醇平衡罐包括冷凝设备，其用于维持醇平衡罐内的醇的温度。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

反应原料配制罐，其用于将碱性物质和醇补加至反应原料供给罐，其与反应原料供给罐的供给罐进料口连接。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的碱法反应器为带有搅拌设备的密闭式反应器。