CN206173289U - 一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置，包括依次管道连接的加热器、静态混合器、反应釜、闪蒸罐和酯化甲酯罐，加热器通过管道及原料油泵与地沟油罐连通，静态混合器通过管道及甲醇泵与甲醇和酸催化剂罐连通。本实用新型的有益效果是：以酸催化、加压下连续甲酯化，通过加压强化反应物之间的传质和反应特性，促进醇油之间相互溶解性，加速反应快速建立平衡，提高酯化率，缩短反应时间，提高生产效率；可显著提高甲酯化反应效率，地沟油酸值可从40～120mgKOH/g降至2.0mgKOH/g以下，可满足下一步酯交换制备生物柴油的要求；本实用新型的装置自动化连续化程度较高，反应时间缩短至15～35min，酯化率达95.0％以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置。
背景技术
地沟油，泛指在生活中存在的各类劣质油，主要指餐饮饭店和食品加工企业在生产、经营过程中产生的不能再食用的动、植物油脂，包括回收的食用油、反复使用的煎炸油等废弃油脂，其主要成分是游离脂肪酸和脂肪酸甘油三酯。国内处理地沟油的方法是生产生物柴油，生物柴油作为清洁能源，可代替矿物燃料油，且不含重金属，对于节能减排具有重要意义。
高酸值地沟油成分复杂,品质不稳定，国内生物柴油企业普遍采用酸碱两步法生产生物柴油，即先用酸催化游离脂肪酸与甲醇进行甲酯化(预酯化)反应，使酸值降至2.0mgKOH/g以下，才能满足作为生物柴油原料油的要求，下一步再用碱催化进行酯交换反应制备生物柴油。甲酯化预处理法条件温和、油脂损耗小、生物柴油产出率高。
刘朋等以对甲苯磺酸为催化剂、采用循环气相酯化法对高酸值油脂进行甲酯化，该法存在酯化时间长、工艺复杂等缺陷；刘伟伟等以对甲苯磺酸为催化剂、采用高温甲醇连续酯化法对地沟油等废弃油脂甲酯化，该法时间短、酯化率高、甲醇可循环利用，酯化效果较好，但是，此法甲酯化在常压反应釜内连续喷入进料，仍为传统的单釜间歇反应，存在间歇反应器自动化程度低、操作成本高、生产效率低、产品质量易波动、不稳定等缺点。针对以上问题，开发一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的方法是本领域技术人员要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：基于上述问题，提供一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置，包括依次管道连接的加热器、静态混合器、反应釜、闪蒸罐和酯化甲酯罐，加热器通过管道及原料油泵与地沟油罐连通，静态混合器通过管道及甲醇泵与甲醇和酸催化剂罐连通。
进一步地，地沟油罐与加热器之间通过管道及泵依次连接有脱水加热器和脱水闪蒸罐。
进一步地，闪蒸罐与酯化甲酯罐之间通过管道及泵连接有甲酯冷却器。
进一步地，脱水闪蒸罐与加热器之间设有闪蒸出料泵A，闪蒸罐与甲酯冷却器之间设有闪蒸出料泵B。
一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的方法，甲醇和酸催化剂的混合液、预热的地沟油同时连续输送至静态混合器，通过静态混合器并混匀，混匀后的反应物从静态混合器的出口连续流出，并连续通入反应釜的入口，在反应釜内发生酯化反应，通过反应釜至闪蒸罐之间的调节阀控制反应系统的压力，反应后的混合物从反应釜的出口连续流出，并连续通入闪蒸罐的入口，在闪蒸罐中蒸去甲醇和水，闪蒸罐的出口连续流出酯化甲酯，收集于酯化甲酯罐内。
进一步地，预热的地沟油的温度为120～160℃，反应釜的压力为(0.6～1.2)±0.05MPa。
进一步地，甲醇和酸催化剂的混合液的流量为8～12kg/h，预热的地沟油的流量为10～16kg/h。
进一步地，地沟油预热之前经脱水处理。
进一步地，酸催化剂为对甲苯磺酸、苯磺酸、硫酸、磷钨酸中的一种或几种。
进一步地，地沟油的酸值为40～120mgKOH/g。
本实用新型的有益效果是：以酸催化、加压下连续甲酯化，通过加压强化反应物之间的传质和反应特性，促进醇油之间相互溶解性，加速反应快速建立平衡，提高酯化率，缩短反应时间，提高生产效率；可显著提高甲酯化反应效率，地沟油酸值可从40～120mgKOH/g降至2.0mgKOH/g以下，可满足下一步酯交换制备生物柴油的要求；本发明的装置自动化连续化程度较高，反应时间缩短至15～35min，酯化率达95.0％以上。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1.加热器，2.静态混合器，3.反应釜，4.闪蒸罐，5.酯化甲酯罐，6.原料油泵，7.地沟油罐，8.甲醇泵，9.甲醇和酸催化剂罐，10.脱水加热器，11.脱水闪蒸罐，12.甲酯冷却器，13.闪蒸出料泵A，14.闪蒸出料泵B。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示的一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置，包括依次管道连接的加热器1、静态混合器2、反应釜3、闪蒸罐4和酯化甲酯罐5，加热器1通过管道及原料油泵6与地沟油罐7连通，静态混合器2通过管道及甲醇泵8与甲醇和酸催化剂罐9连通。
地沟油罐7与加热器1之间通过管道及泵依次连接有脱水加热器10和脱水闪蒸罐11，闪蒸罐4与酯化甲酯罐5之间通过管道及泵连接有甲酯冷却器12。
脱水闪蒸罐与加热器之间设有闪蒸出料泵A13，闪蒸罐与甲酯冷却器之间设有闪蒸出料泵B14。
采用本实用新型的装置连续甲酯化，具有步骤如下：
(1)将酸值为120mgKOH/g的地沟油首先经脱水处理，然后通过泵将地沟油以10～16Kg/h的流量连续不断地输送至加热器，预热至120～160℃，预热后的地沟油输送至静态混合器，与通过甲醇泵将混合了酸催化剂的甲醇以8～12Kg/h的流量连续不断地在静态混合器中混合，混匀后的反应物从静态混合器的出口连续流出，并连续输送至10L(10000ml)的小型不锈钢反应釜中，在反应釜内发生酯化反应，通过反应釜至闪蒸罐之间的调节阀控制反应系统的压力为(0.6～1.2)±0.05MPa；
(2)反应后的混合物从反应釜的出口连续流出，并连续通入闪蒸罐的入口，在闪蒸罐中蒸去甲醇和水，再进入甲醇精馏塔精馏后回用甲醇，闪蒸罐底部液体经出口连续流出酯化甲酯，经冷却器冷却，收集于酯化甲酯罐内，酯化甲酯即为预酯化产品，进入下一步酯交换制备生物柴油。
本实用新型装置具有反应器自动化程度高、操作成本低、生产效率高、产品质量不易波动、较为稳定，可显著提高预酯化反应效率，上述预酯化最优工艺参数是：醇油摩尔比为5：1，反应压力0.8MPa，酸催化剂用量为0.5％(酸催化剂为对甲苯磺酸，以地沟油质量计)，反应时间25min。地沟油的酯化率可达98％以上，地沟油的酸值由120mgKOH/g降至2.0mgKOH/g，满足下一步酯交换制备生物柴油的技术需求。由于加压增加了反应物之间的接触点，和现有的常压酸催化技术相比，醇油摩尔比低、酸催化剂用量小，且反应时间增快、25min即可完成，显著提高了甲酯化反应效率，该工艺适于工业化生产。
本发明对酸值高达40～120mgKOH/g的地沟油，以酸催化、加压下连续甲酯化，通过加压强化反应物之间的传质和反应特性，促进醇油之间相互溶解性，加速反应快速建立平衡，提高酯化率，缩短反应时间，提高生产效率。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置，其特征是：包括依次管道连接的加热器、静态混合器、反应釜、闪蒸罐和酯化甲酯罐，加热器通过管道及原料油泵与地沟油罐连通，静态混合器通过管道及甲醇泵与甲醇和酸催化剂罐连通。
2.根据权利要求1所述的一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置，其特征是：所述的地沟油罐与加热器之间通过管道及泵依次连接有脱水加热器和脱水闪蒸罐。
3.根据权利要求1所述的一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置，其特征是：所述的闪蒸罐与酯化甲酯罐之间通过管道及泵连接有甲酯冷却器。
4.根据权利要求3所述的一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置，其特征是：所述的脱水闪蒸罐与加热器之间设有闪蒸出料泵A，闪蒸罐与甲酯冷却器之间设有闪蒸出料泵B。
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| CN201621073715.0U CN206173289U (zh) | 2016-09-22 | 2016-09-22 | 一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN106318646A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-11 | 常州工程职业技术学院 | 一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置和方法 |
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| CN106318646A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-11 | 常州工程职业技术学院 | 一种采用加压催化高酸值地沟油连续甲酯化的装置和方法 |
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