CN215389175U - 一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，解决现有餐饮废弃动植物油脂加工生产生物柴油过程中甲醇分离循环使用操作繁琐、投入成本高的技术问题。本实用新型包括用于废弃动植物油脂与甲醇反应的反应塔本体，与反应塔本体相连通用于分离渣水的分离体、以及从分离体接出的排水管；反应塔本体由下至上设有相互连通的排液区和反应区，反应区内设有固体酸催化剂和用于为其内部物料进行搅拌的搅拌器，反应区两端分别设有用于防止固体酸催化剂流出的第一滤网和第二滤网。本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，采用了生物柴油生产及甲醇同步分离的反应塔，降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔

技术领域

本实用新型属于餐饮废弃动植物油脂加工应用技术领域，具体涉及一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔。

背景技术

目前，石油短缺已成为制约我国经济可持续发展的瓶颈，而生物柴油是优质的石化柴油代用品，也是一种清洁能源。生物柴油是指由动植物油脂与甲醇(或乙醇)在催化剂作用下制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。目前，国内生产生物柴油的主要原料是废弃动植物油脂，包括油脂工业产生的“下角油”和餐饮废油即“地沟油”。现有技术采用餐饮废弃动植物油脂加工生产生物柴油，一般为反应塔的生产模式，为实现废弃动植物油脂的高效率转化，通常会在反应塔内通入过量的甲醇，未进行反应的甲醇随生成物一同排出，后续需要对生成物进一步纯化，这无疑增加了反应繁琐性和生产成本。

因此，本实用新型提供了一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，解决现有餐饮废弃动植物油脂加工生产生物柴油过程中甲醇分离循环使用操作繁琐、投入成本高的技术问题，采用了生物柴油生产及甲醇同步分离的反应塔，降低了生产成本，提高了生产效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，解决现有餐饮废弃动植物油脂加工生产生物柴油过程中甲醇分离循环使用操作繁琐、投入成本高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔包括用于废弃动植物油脂与甲醇反应的反应塔本体，与反应塔本体相连通用于分离渣水的分离体、以及从分离体接出的排水管；反应塔本体由下至上设有相互连通的排液区和反应区，反应区内设有固体酸催化剂和用于为其内部物料进行搅拌的搅拌器，反应区两端分别设有用于防止固体酸催化剂流出的第一滤网和第二滤网。

进一步地，第一滤网和第二滤网结构相同，其直径与反应区内径相一致，其滤孔直径小于固体酸催化剂直径。

进一步地，搅拌器设于反应区侧壁，搅拌器为潜水推流式搅拌器。

进一步地，分离体为倒锥形结构，倒锥形顶面与反应区相连，倒锥形底面与排水管相连。

进一步地，排水管设有倒U型管段，倒U型管段顶部与分离体顶面相齐平，排水管出水口与甲醇提纯工段相连接。

进一步地，反应区底部分别设有用于废弃动植物油脂和甲醇混合物输入的进料口、以及用于固体酸催化剂装填及卸料的催化剂装填孔。

进一步地，进料口与外界的进料管相连，反应区底部设有与进料口相连通且用于均匀进料的进料分布盘，进料分布盘上均布设有进料分布孔。

进一步地，排液区顶部分别设有用于调节内部介质压强的调压阀、用于保护系统安全的安全阀、以及用于甲醇回收利用的甲醇出液口，甲醇出液口与甲醇回收工段相连接。

进一步地，排液区侧壁开设有用于生成物排出的出料口，出料口与生成物收集工段相连接。

进一步地，反应塔本体和分离体为一体化结构，采用304不锈钢材质制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，解决现有餐饮废弃动植物油脂加工生产生物柴油过程中甲醇分离循环使用操作繁琐、投入成本高的技术问题，采用了生物柴油生产及甲醇同步分离的反应塔，降低了生产成本，提高了生产效率。

本实用新型包括用于废弃动植物油脂与甲醇反应的反应塔本体，与反应塔本体相连通用于分离渣水的分离体、以及从分离体接出的排水管，废弃动植物油脂与甲醇的混合物输入至反应塔本体内，在其内设的固体酸催化剂催化下生成生物柴油。本实用新型构造可同时实现生物柴油的生产与甲醇的分离，反应塔本体内进行生物柴油生产，生物柴油和甲醇上升至排液区分别通过出料口和甲醇出液口外排，渣水甲醇液下沉至分离体内，能提前完成生物柴油、甲醇、甲醇-水混合物的分离，降低了生物柴油内的杂质，减少了后续生物柴油精炼纯化的步骤，同时其分离得到甲醇-水混合物进入甲醇提纯工段，可快速提炼得到高纯甲醇，进而参与循坏再利用，提高了生产效率、降低了生产成本。

本实用新型为保证生物柴油生产反应充分进行，将反应塔本体由下至上分设为相互连通的排液区和反应区，反应区内设有搅拌器，其能为内部的物料提供搅拌混合力，使反应物料接触更加充分、反应更加完全；反应区两端分别设有第一滤网和第二滤网，第一滤网和第二滤网能分别截留固体酸催化剂流至排液区和分离体内，保证固体酸催化剂不流失，降低了排液区内的生成物以及分离体内甲醇-水混合物的杂质，相较于传统的生物柴油反应塔，具有更加高效的生产力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为进料分布盘结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-反应塔本体，2-分离体，3-排水管，4-第一滤网，5-第二滤网，6-调压阀，7-安全阀，8-甲醇出液口，11-排液区，12-反应区，13-固体酸催化剂，14-搅拌器，15-进料口，16-催化剂装填孔，17-进料管，18-进料分布盘，111-出料口，181-进料分布孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，本实用新型提供的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，结构简单、设计科学合理，使用方便，解决现有餐饮废弃动植物油脂加工生产生物柴油过程中甲醇分离循环使用操作繁琐、投入成本高的技术问题，采用了生物柴油生产及甲醇同步分离的反应塔，降低了生产成本，提高了生产效率。

本实用新型包括用于废弃动植物油脂与甲醇反应的反应塔本体1，与反应塔本体1相连通用于分离渣水的分离体2、以及从分离体2接出的排水管3，废弃动植物油脂与甲醇的混合物输入至反应塔本体1内，在其内设的固体酸催化剂13催化下生成生物柴油。本实用新型构造可同时实现生物柴油的生产与甲醇的分离，反应塔本体内进行生物柴油生产，生物柴油和甲醇上升至排液区分别通过出料口和甲醇出液口外排，渣水甲醇液下沉至分离体内，能提前完成生物柴油、甲醇、甲醇-水混合物的分离，降低了生物柴油内的杂质，减少了后续生物柴油精炼纯化的步骤，同时其分离得到甲醇-水混合物进入甲醇提纯工段，可快速提炼得到高纯甲醇，进而参与循坏再利用，提高了生产效率、降低了生产成本。

本实用新型为保证生物柴油生产反应充分进行，反应塔本体1由下至上分设为相互连通的排液区11和反应区12，反应区12内设有固体酸催化剂13和用于为其内部物料进行搅拌的搅拌器14，搅拌器14设于反应区12侧壁，搅拌器14为潜水推流式搅拌器，其能为内部的物料提供搅拌混合力，使反应物料接触更加充分、反应更加完全，除此之外，潜水推流式搅拌器还可用于固体酸催化剂的再生催化。所述固体酸催化剂13为固体形态，均布设于反应区12内，能极大增加与反应混合的接触面积，提高反应效率；固体酸催化剂13可通过反应区12底部开设的催化剂装填孔16进行装填和卸料，催化剂装填孔16设有用于开闭的装填阀门，一方面便于工作人员操作，另一方面保证反应塔本体1的密封反应。

本实用新型反应区12两端分别设有用于防止固体酸催化剂13流出的第一滤网4和第二滤网5，第一滤网4和第二滤网5结构相同，其直径与反应区12内径相一致，其滤孔直径小于固体酸催化剂13直径。第一滤网4和第二滤网5能分别截留固体酸催化剂13流至排液区11和分离体2内，保证固体酸催化剂不流失，降低了排液区内11的生成物以及分离体2内甲醇-水混合物的杂质，相较于传统的生物柴油反应塔，具有更加高效的生产力。

本实用新型分离体2为倒锥形结构，倒锥形顶面与反应区12相连，倒锥形底面与排水管3相连，入口体积流量大于出口溢流体积流量，此结构提高了分离效率。所述分离体2出水口连接的排水管3设有倒U型管段，倒U型管段顶部与分离体2顶面相齐平，上述设计避免了反应塔本体1内的物料倒流至排水管3内。排水管3出水口与甲醇提纯工段相连接，可进行进一步提纯，得到的纯甲醇能快速循环利用。

本实用新型反应区12底部分别设有用于废弃动植物油脂和甲醇混合物输入的进料口15，进料口15与外界的进料管17相连，外界的进料管17与前一工况的废弃动植物油脂与甲醇混合器相连。反应区12底部设有与进料口15相连通且用于均匀进料的进料分布盘18，进料分布盘18上均布设有进料分布孔181，废弃动植物油脂和甲醇混合物通过进料管17进入与之连通的进料分布盘18，并通过若干个进料分布孔181在反应区12实现均匀布料。排液区11侧壁开设有用于生成物排出的出料口111，出料口111与生成物收集工段相连接，生成物在生成物收集工段集中并进入后续生物柴油精炼提纯。

本实用新型排液区11顶部分别设有用于调节内部介质压强的调压阀6、用于保护系统安全的安全阀7。反应塔本体1内介质反应压强为常压，调压阀6能稳定控制内部处于反应常压，保证反应正常进行。若内部介质压强超过规定安全值时，安全阀7打开，将系统中的一部分气体或流体排入大气，使系统压力不超过规定安全值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。安全阀7为自动阀类，必须经过压力试验才能使用。除此之外，排液区11顶部还设有甲醇出液口8，反应塔内的甲醇通过甲醇出液口8至甲醇回收工段相连接，可实现在线连续分离以及连续循环使用，大大提高了生产效率、降低了生产成本。

本实用新型反应塔本体1和分离体2为一体化结构，采用304不锈钢材质制成，其体积优选为316L。

本实用新型所用调压阀6、安全阀7、潜水推流式搅拌器和固体酸催化剂13均为现有已知设备，并且均可在市场上直接购买使用，其结构以及控制原理均为现有已知技术，因此，关于调压阀6、安全阀7、潜水推流式搅拌器和固体酸催化剂13的结构以及控制原理在此不赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：包括用于废弃动植物油脂与甲醇反应的反应塔本体(1)，与反应塔本体(1)相连通用于分离渣水的分离体(2)、以及从分离体(2)接出的排水管(3)；反应塔本体(1)由下至上设有相互连通的排液区(11)和反应区(12)，反应区(12)内设有固体酸催化剂(13)和用于为其内部物料进行搅拌的搅拌器(14)，反应区(12)两端分别设有用于防止固体酸催化剂(13)流出的第一滤网(4)和第二滤网(5)。

2.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：第一滤网(4)和第二滤网(5)结构相同，其直径与反应区(12)内径相一致，其滤孔直径小于固体酸催化剂(13)直径。

3.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：搅拌器(14)设于反应区(12)侧壁，搅拌器(14)为潜水推流式搅拌器。

4.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：分离体(2)为倒锥形结构，倒锥形顶面与反应区(12)相连，倒锥形底面与排水管(3)相连。

5.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：排水管(3)设有倒U型管段，倒U型管段顶部与分离体(2)顶面相齐平，排水管(3)出水口与甲醇提纯工段相连接。

6.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：反应区(12)底部分别设有用于废弃动植物油脂和甲醇混合物输入的进料口(15)、以及用于固体酸催化剂(13)装填及卸料的催化剂装填孔(16)。

7.根据权利要求6所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：进料口(15)与外界的进料管(17)相连，反应区(12)底部设有与进料口(15)相连通且用于均匀进料的进料分布盘(18)，进料分布盘(18)上均布设有进料分布孔(181)。

8.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：排液区(11)顶部分别设有用于调节内部介质压强的调压阀(6)、用于保护系统安全的安全阀(7)、以及用于甲醇回收利用的甲醇出液口(8)，甲醇出液口(8)与甲醇回收工段相连接。

9.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：排液区(11)侧壁开设有用于生成物排出的出料口(111)，出料口(111)与生成物收集工段相连接。

10.根据权利要求1所述的一种固体酸催化脂肪酸生产生物柴油的反应塔，其特征在于：反应塔本体(1)和分离体(2)为一体化结构，采用304不锈钢材质制成。

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