专利名称：一种气相酯化脱水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种酯化脱水装置，特别涉及一种气相酯化脱水装置，属化工设备领域。
背景技术：
酯化反应是一类有机化学反应，是醇和羧酸或含氧无机酸生成酯和水的反应。酯化反应属于可逆反应，一般情况下反应进行不彻底，依照反应平衡原理，要提高转化率，需要从生成物中分离一种成分或使反应物中一种成分过量的方法使反应正方向进行。地沟油等高酸值油脂不能食用，然而将这些高酸值油脂用于制备生物柴油，却是优质的资源，但是由于其高酸值不适合直接制备生物柴油，需要对其进行降酸处理。高酸值油脂与甲醇进行酯化反应可以降酸，将反应生成的水及时地脱除可使反应向生成酯的方向进行。因此，如何将以上酯化反应生成的水及时去除，对提高原料的转化率和实现快速降酸具有十分重要的
眉、ο
发明内容本实用新型目的是提供一种气相酯化脱水装置，提高高酸值油脂降酸的效率，降低能耗。本实用新型的技术方案是气相酯化脱水装置，包括酯化降酸系统和甲醇蒸汽脱水系统；酯化降酸系统由酯化反应器1、高酸值油脂原料罐9、甲醇原料罐10、酸性催化剂原料罐11组成，酯化反应器1为圆柱体结构，其底部设有加热器2、甲醇蒸汽分布器3和降酸油脂排放口，高酸值油脂原料罐9、甲醇原料罐10和酸性催化剂原料罐11底部的出料口经管道与酯化反应器1顶部进料口连接；甲醇蒸汽脱水系统由两并列的脱水柱16、20和甲醇蒸汽循环泵22组成，两脱水柱16和20的入口经管道与酯化反应器1顶部出气口连接、出口经管道和甲醇蒸汽循环泵22与酯化反应器1底部甲醇蒸汽分布器3的入口连接。所述酯化反应器1底部的甲醇蒸汽分布器3为上表均勻分布有气孔的中空圆盘结构，其入口通过管道与甲醇蒸汽循环泵22连接。气孔的数量和大小根据实际需要确定，保证将甲醇蒸汽均勻地送入酯化反应器1内腔即可。所述酯化反应器1的顶部设有带冷凝器13的安全阀12，冷凝器13为一圆柱体的列管结构，下部通过安全阀12与酯化反应器连接。系统压力高于设定值时，安全阀12自动打开泄压，保证设备的安全。所述高酸值油脂原料罐9、甲醇原料罐10和酸性催化剂原料罐11的出料口管道上分别设有用于控制酯化反应器1进料的二通阀8、7和6，用以控制酯化反应器1的进料。 酯化反应器8底部产品排放口连接的排放管道上设有二通阀5。所述脱水柱16和20中分别填充有介孔水蒸气吸收材料17和21，它们两端分别设有二通阀15、14和18、19。脱水柱16和脱水柱20根据脱水情况交替使用，在使用其中一根脱水柱时，另一根脱水柱进行脱水再生。脱水柱中蒸气吸收材料为普通介孔水蒸气吸收材料，如介复合吸水材料、介孔高分子吸水材料，介孔沸石复合材料、介孔复合高吸水性树脂、 4A分子筛等，通过该吸收材料脱除反应生成的水，使得反应向生成酯的方向进行，提高反应
转化率。本实用新型的工作过程和原理是根据原料配比，打开二通阀6、二通阀7和二通阀8，分别将高酸值油脂原料罐9、甲醇原料罐10和酸性催化剂原料罐11中的原料加入至酯化反应器1中，同时启动加热器2和甲醇蒸汽循环泵22并打开脱水柱16两端的二通阀 15和18，高酸值油脂原料和甲醇在酸性催化剂的作用下进行酯化反应，反应剩余的甲醇蒸汽和水蒸气从酯化反应器1中流出并进入脱水柱16，与介孔水蒸气吸收材料17接触，水蒸气被吸收，除去水的甲醇蒸汽被甲醇蒸汽循环泵经甲醇蒸汽分布器6重新压入酯化反应器 1中继续进行酯化反应，从而实现酯化降酸过程中的水以气态形式脱除，甲醇以气态形式循环利用。本实用新型通过水蒸气吸收材料将酯化反应生成的水以水蒸气形式及时吸收，使得该可逆反应向生成酯的方向进行，并通过甲醇蒸汽循环泵将除去水分后的甲醇蒸汽压入酯化反应器循环使用，从而实现气态脱水和甲醇以气态形式循环利用。具有结构简单、效率高、能耗低等优点。
图1为本实用新型结构示意图。图中，1 一酯化反应器；2 一加热器；3 —甲醇蒸汽分布器；4，5，6，7，8，14，15，18， 19 一二通阀；9 一高酸值油脂原料罐；10—甲醇原料罐；11 一酸性催化剂原料罐；12—安全阀；13 —冷凝器；16，20 —脱水柱；17，21 —介孔水蒸气吸收材料；22 —甲醇蒸汽循环泵。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述，但本实用新型的保护范围不限于所述内容。实施例1 如图1所示，本气相酯化脱水装置包括酯化降酸系统和甲醇蒸汽脱水系统；酯化降酸系统由酯化反应器1、高酸值油脂原料罐9、甲醇原料罐10、酸性催化剂原料罐 11组成，酯化反应器1为圆柱体结构，其底部设有电加热器2、甲醇蒸汽分布器3和降酸油脂排放口，高酸值油脂原料罐9、甲醇原料罐10和酸性催化剂原料罐11底部的出料口经管道与酯化反应器1顶部进料口连接；甲醇蒸汽脱水系统由两个并列的脱水柱16、20和甲醇蒸汽循环泵22组成，两脱水柱16和20的入口经管道与酯化反应器1顶部出气口连接、出口通过管道经甲醇蒸汽循环泵22与酯化反应器1底部甲醇蒸汽分布器3的入口连接。酯化反应器1底部的甲醇蒸汽分布器3为上表均勻分布有相互间隔5mm、直径2mm的气孔的中空圆盘结构，其入口通过管道与甲醇蒸汽循环泵22连接。酯化反应器1的顶部设有带冷凝器13的安全阀12，冷凝器13为圆柱体列管结构，其下部通过安全阀12与酯化反应器连接。高酸值油脂原料罐9、甲醇原料罐10和酸性催化剂原料罐11的出料口管道上分别设有用于控制酯化反应器1进料的二通阀8、7和6，酯化反应器8底部产品排放口连接的排放管道上设有二通阀5。脱水柱16和20中分别填充有4A分子筛介孔水蒸气吸收材料17和 21，两脱水柱的两端分别设有二通阀15、14和18、19。实施例2 如图1所示，本气相酯化脱水装置与实施例1相同，酯化反应器1底部的甲醇蒸汽分布器3上表均勻分布有相互间隔8mm、直径3mm的气孔，脱水柱16和20中填充的介孔水蒸气吸收材料17和21为介孔沸石复合材料。 实施例3 如图1所示，本气相酯化脱水装置与实施例1相同，酯化反应器1底部的甲醇蒸汽分布器3上表均勻分布有相互间隔4mm、直径1. 5mm的气孔，脱水柱16和20中填充的介孔水蒸气吸收材料17和21为介孔复合高吸水性树脂。
权利要求1.一种气相酯化脱水装置，其特征在于包括酯化降酸系统和甲醇蒸汽脱水系统；酯化降酸系统由酯化反应器(1)、高酸值油脂原料罐(9)、甲醇原料罐(10)、酸性催化剂原料罐(11)组成，酯化反应器(1)为圆柱体结构，其底部设有加热器(2)、甲醇蒸汽分布器(3)和降酸油脂排放口，高酸值油脂原料罐(9)、甲醇原料罐(10)和酸性催化剂原料罐(11)底部的出料口经管道与酯化反应器(1)顶部进料口连接；甲醇蒸汽脱水系统由两并列的脱水柱 (16)、(20)和甲醇蒸汽循环泵(22)组成，两脱水柱(16)和(20)的入口经管道与酯化反应器(1)顶部出气口连接、出口经管道和甲醇蒸汽循环泵(22)与酯化反应器(1)底部甲醇蒸汽分布器(3)的入口连接。
2.根据权利要求1所述气相酯化脱水装置，其特征在于酯化反应器(1)底部的甲醇蒸汽分布器(3)为上表均勻分布有气孔的中空圆盘结构，其入口通过管道与甲醇蒸汽循环泵 (22)连接。
3.根据权利要求1所述气相酯化脱水装置，其特征在于酯化反应器(1)的顶部设有带冷凝器(13)的安全阀(12)，冷凝器(13)为一圆柱体的列管结构，下部通过安全阀(12)与酯化反应器连接。
4.根据权利要求1所述的气相酯化脱水装置，其特征在于高酸值油脂原料罐(9)、甲醇原料罐(10)和酸性催化剂原料罐(11)的出料口管道上分别设有用于控制酯化反应器 (1)进料的二通阀(8)、(7)、(6)。
5.根据权利要求1所述的气相酯化脱水装置，其特征在于脱水脱水柱(16)、(20)中分别填充有介孔水蒸气吸收材料(17)、(21)，它们两端分别设有二通阀(15)、(14)、(18)、 (19)。
专利摘要本实用新型涉及一种气相酯化脱水装置，属化工设备领域。包括由酯化反应器、甲醇蒸汽分布器、安全阀、冷凝器、高酸值油脂原料罐、甲醇原料罐、酸性催化剂原料罐组成的酯化降酸系统，脱水柱和甲醇蒸汽循环泵组成的甲醇蒸汽脱水系统。通过水蒸气吸收材料将酯化反应生成的水以水蒸气形式及时吸收，使得该可逆反应向生成酯的方向进行，并通过甲醇蒸汽循环泵将除去水分后的甲醇蒸汽压入酯化反应器循环使用，从而实现气态脱水和甲醇以气态形式循环利用。具有结构简单、效率高、能耗低等优点。
文档编号C11C3/04GK202297556SQ201120428200
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者叶节连, 吴桢芬, 杨娜, 潘奇林, 王 华, 苏有勇, 陈恒杰 申请人:昆明理工大学