一种过程耦合一体化生产氯代棕榈酸甲酯和二氯丙醇的装置的制作方法

本实用新型涉及化工设备领域，尤其涉及一种过程耦合一体化生产氯代棕榈酸甲酯和二氯丙醇的装置。

背景技术：

随着原油的过度开采日益枯竭，作为可替代绿色能源的生物柴油备受青睐，生物柴油生产过程中，其副产品占甘油生物柴油总量约10％，同时为了提高生物柴油的品质，分离出占生物柴油总量约16％的棕榈酸甲酯，为了提高生物柴油副产品的附加值，一般通过甘油和棕榈酸甲酯深加工降低生物柴油的成本，也同时制得生物基增塑剂氯代棕榈酸甲酯和环氧树脂用中间体二氯丙醇，对促进生物柴油的产业发展具有重要的意义。

目前工业上将棕榈酸甲酯和氯气反应，制得氯代棕榈酸甲酯装置，釜式反应的间歇装置，副产的氯化氢气体用水吸收制制成的低浓度盐酸，还要作为化工废料进行环保处理，同时氯化反应放热需要循环水冷却装置，浪费水资源和能耗。

甘油和氯化氢的反应，现有技术是在鼓泡釜或搅拌等传统反应装置中进行反应，其反应器具有传质效率低，反应速率低，氯化氢利用率低的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种过程耦合一体化生产氯代棕榈酸甲酯和二氯丙醇的装置，以解决现有技术中生物柴油过程存在副产物利用率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种过程耦合一体化生产氯代棕榈酸甲酯和二氯丙醇的装置，包括氯代棕榈酸甲酯生产模块及二氯丙醇生产模块，所述氯代棕榈酸甲酯生产模块包括静态混合器、微通道反应器i和第一气液分离器，所述静态混合器、微通道反应器i和第一气液分离器通过物料输送管依次连接；所述二氯丙醇生产模块包括微通道反应器ii、第二气液分离器、冷凝器和分水槽，所述微通道反应器ii、第二气液分离器、冷凝器和分水槽通过物料管依次连接，所述第一气液分离器和微通道反应器ii通过物料管连接，所述微通道反应器i上设有冷却模块，冷却模块连通有导热油存储罐且冷却模块内设有导热油；所述微通道反应器ii上还设有加热模块，加热模块与导热油存储罐连通。

作为本实用新型进一步的方案，所述冷却模块为螺旋形导热管，冷却模块缠绕在微通道反应器i上；所述加热模块为螺旋形导热管，加热模块缠绕在微通道反应器ii上。

作为本实用新型进一步的方案，所述第一气液分离器和第二气液分离器均为旋液型气液分离器。

作为本实用新型进一步的方案，所述第一气液分离器还连接有氯代棕榈酸甲酯储罐；所述分水槽还通过物料管连接有二氯丙酮储罐，分水槽和二氯丙酮储罐之间的物料管上设有二氯丙酮出料调节阀。

作为本实用新型进一步的方案，所述分水槽上还设有视镜窗。

作为本实用新型进一步的方案，所述第二气液分离器还连接有中间体存储罐，中间体存储罐连接有一氯丙二醇循环泵，且一氯丙二醇循环泵的出料口通过物料管连接到微通道反应器ii的进料口。

作为本实用新型进一步的方案，所述一氯丙二醇循环泵和微通道反应器ii之间的物料管上还设有止回阀和一氯丙二醇输送阀。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本装置是一套装置制备了两种产品，物料和热能得到充分的耦合利用，大大的提高反应效率和使用性。

2、本实用新型通能将制备氯代棕榈酸甲酯的副产物用作二氯丙醇制备时的原料；微通道反应器i和微通道反应器ii能够使得反应迅速、高效和彻底，同时热量得以很好的耦合回收利用。

3、旋液型气液分离器，其内部独有内部螺旋结构，可以迅速、完全方便地将气体和液体直接分离。

4、中间体存储罐和循环泵阀门，能将反应不充分时生成的一氯丙醇循环回到微通道反应器ⅱ中，提高了二氯丙醇的纯度和收率。

5、甘油和氰化氢气体反应生成由工艺水，通过分水槽，将生成的工艺水分离，同时分水槽和储罐中间的有视镜窗，能清楚的分离油相和水相，避免浪费，解决残留水的问题。

附图说明

图1为过程耦合一体化生产氯代棕榈酸甲酯和二氯丙醇的装置的结构示意图。

附图标记：1-静态混合器，2-微通道反应器i，3-冷却模块，4-导热油存储罐，5-第一气液分离器，6-氯代棕榈酸甲酯储罐，7-微通道反应器ii，8-止回阀，9-一氯丙二醇输送阀，10-加热模块，11-第二气液分离器，12-中间体存储罐，13-一氯丙二醇循环泵，14-冷凝器，15-分水槽，16-视镜窗，17-二氯丙酮出料调节阀，18-二氯丙酮储罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

由图1所示，过程耦合一体化生产氯代棕榈酸甲酯和二氯丙醇的装置，包括氯代棕榈酸甲酯生产模块及二氯丙醇生产模块，所述氯代棕榈酸甲酯生产模块用于氯代棕榈酸甲酯，其包括静态混合器1、微通道反应器i2和第一气液分离器5；所述静态混合器1、微通道反应器i2和第一气液分离器5通过物料输送管依次连接，所述微通道反应器i2上设有冷却模块3，冷却模块3连通有导热油存储罐4且冷却模块3内设有导热油，所述冷却模块3内的导热油在微通道反应器i2内的物料发生化学反应时吸收微通道反应器i2所释放的热量，所述静态混合器1用于棕榈酸甲酯、氯气和引发剂的混合，棕榈酸甲酯、氯气和引发剂通过其各自的输送装置按照比例加入到1内且在静态混合器1内混合并引发反应，然后通过物料输送管将棕榈酸甲酯、氯气和引发剂送至微通道反应器i2中并在微通道反应器i2内完成反应，同时，棕榈酸甲酯、氯气和引发剂在微通道反应器i2内反应时释放热量，所述冷却模块3内的导热油吸收微通道反应器i2释放的热量，并进入导热油存储罐4内；微通道反应器i2内反应后的物料进入第一气液分离器5内并被第一气液分离器5分离成液体氯代棕榈酸甲酯和氯化氢气体；所述第一气液分离器5还连接有氯代棕榈酸甲酯储罐6，所述氯代棕榈酸甲酯储罐6用于收集氯代棕榈酸甲酯，经过第一气液分离器5分离后的液体氯代棕榈酸甲酯通过物料管流入氯代棕榈酸甲酯储罐6内；

在一些示例中，所述冷却模块3为螺旋形导热管，冷却模块3缠绕在微通道反应器i2上，微通道反应器i2释放的热量传递到冷却模块3上并内冷却模块3内的导热油吸收；

优选的，所述第一气液分离器5为旋液型气液分离器，第一气液分离器5内特有内螺旋结构，能够使的气体氯化氢和液体氯代棕榈酸甲酯完全分离；

在一些示例中，所述导热油通过油泵输送到导热油存储罐4内；

所述二氯丙醇生产模块包括微通道反应器ii7、第二气液分离器11、冷凝器14和分水槽15，所述微通道反应器ii7、第二气液分离器11、冷凝器14和分水槽15通过物料管依次连接，所述微通道反应器ii7用于甘油和氯化氢反应，所述微通道反应器ii7与第一气液分离器5的连通，第一气液分离器5排出的氯化氢气体耦合至微通道反应器ii7内并和按照比例加入微通道反应器ii7内的甘油和催化剂反应，所述微通道反应器ii7上还设有加热模块10，加热模块10与导热油存储罐4连通，导热油存储罐4内的导热油输送到加热模块10内并对微通道反应器ii7进行加热，由于微通道反应器ii7内氯化氢和甘油的反应是吸热反应，而微通道反应器i2内棕榈酸甲酯和氯气的反应是放热反应，通过导热油吸收微通道反应器i2释放的热量并输送到微通道反应器ii7处，从而提高了能源的利用率，降低了生产成本；

在一些示例中，所述加热模块10为螺旋形导热管，加热模块10缠绕在微通道反应器ii7上；所述冷却模块3、导热油存储罐4和加热模块10形成循环，冷却模块3、导热油存储罐4和加热模块10内的导热油通过循环泵带动导热油在冷却模块3、导热油存储罐4和加热模块10内循环；

所述微通道反应器ii7内氯化氢和甘油的反应生成二氯丙醇、水和一氯丙二醇，所述二氯丙醇、水和一氯丙二醇在第二气液分离器11内以汽液共沸的方式在第二气液分离器11内完成气液分离，其中，气相的二氯丙醇和水进入冷凝器14中，并在冷凝器14内完成冷凝，冷凝后的液体进入分水槽15内并在分水槽15内完成水和二氯丙醇的分离；

所述分水槽15还通过物料管连接有二氯丙酮储罐18，所述二氯丙酮储罐18用于收集二氯丙醇，分水槽15和二氯丙酮储罐18之间的物料管上设有二氯丙酮出料调节阀17，在分水槽15内分离的二氯丙醇进入二氯丙酮储罐18内；

优选的，所述分水槽15上还设有视镜窗16，所述视镜窗16用于调节二氯丙酮出料调节阀17时观察分水槽15内的物料，从而防止水进入二氯丙酮储罐18内；

优选的，所述第二气液分离器11为旋液型气液分离器。

作为本实用新型的另一个实施例，所述第二气液分离器11还连接有中间体存储罐12，中间体存储罐12连接有一氯丙二醇循环泵13，且一氯丙二醇循环泵13的出料口通过物料管连接到微通道反应器ii7的进料口，所述一氯丙二醇循环泵13将第二气液分离器11分离的一氯丙二醇输送到微通道反应器ii7内并在微通道反应器ii7内再次与氯化氢发生反应，从而提高物料的利用率，从第二气液分离器11分离的一氯丙二醇从第二气液分离器11处通过物料管耦合至中间体存储罐12内，一氯丙二醇循环泵13将中间体存储罐12内的一氯丙二醇抽取并通过物料管输送至微通道反应器ii7内，输送至微通道反应器ii7内的一氯丙二醇与微通道反应器ii7内的甘油在催化剂的作用下反应生成二氯丙醇和水并耦合之第二气液分离器11内，在甘油和氯化氢的反应中，一氯丙二醇为中间产物，可以在催化剂的作用下继续和甘油反应生成二氯丙醇；

在一些示例中，所述一氯丙二醇循环泵13和微通道反应器ii7之间的物料管上还设有止回阀8和一氯丙二醇输送阀9，所述止回阀8用于防止一氯丙二醇回流，所述一氯丙二醇输送阀9用于控制一氯丙二醇循环泵13至微通道反应器ii7之间的管路的开合。

综上所述，本实用新型的工作原理是：

将棕榈酸甲酯、氯气和引发剂按比例输送到静态混合器1中混合并引发后进入微通道反应器i2迅速、高效、彻底的反应，棕榈酸甲酯和氯气在微通道反应器i2内反应后生成氯代棕榈酸甲酯和气体氯化氢，生成的氯代棕榈酸甲酯和气体氯化氢耦合至第一气液分离器5内并在第一气液分离器5内分离出氯代棕榈酸甲酯，分离的氯代棕榈酸甲酯进入氯代棕榈酸甲酯储罐6内，完成氯代棕榈酸甲酯的生产；

微通道反应器i2中物料反应释放的热量被冷却模块3内的导热油吸收，含有导热油输送至导热油存储罐4内，氯化氢气体耦合微通道反应器ii7中，甘油和催化剂按比例进入微通道反应器ii7内，甘油在催化剂的作用下和氯化氢反应，生成的二氯丙醇随水共沸在第二气液分离器11中分离，以气相形式进入冷凝器14内并冷凝器14内冷凝，冷凝器14冷凝后的物料经分水槽15分水得二氯丙醇，分水后的二氯丙醇进入二氯丙酮储罐18内，完成了二氯丙醇的生产；

在第二气液分离器11中分离出的液体是未反应完全的中间体一氯丙二醇，分离出的一氯丙二醇进入中间体存储罐12内，由一氯丙二醇循环泵13输送至微通道反应器ii7内并在微通道反应器ii7内氯化氢反应，生成二氯丙醇，提高了物料的利用率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。