一种甘油解反应和酯化反应装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于生物质能源领域，特别涉及一种甘油解反应和酯化反应装置。所述装置，包括真空系统，还包括原料调和罐，原料调和罐与第一反应釜连接，第一反应釜与第二反应釜连接，第二反应釜与冷却分相罐连接，第一反应釜和第二反应釜底部分别设有氮气入口，氮气入口与氮气源连通；第一反应釜与第二反应釜与真空系统连接；上述的连接方式为管道连接。本实用新型结构简单，使得甘油与原料油中脂肪酸反应生成甘一酯和甘二酯的酯化反应，同时使得甘油与原料油中的甘三酯反应生成甘一脂、甘二酯，为随后的酯交换反应提供了快速连续地无污染生产路线。
【专利说明】一种甘油解反应和酯化反应装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于生物质能源领域，特别涉及一种甘油解反应和酯化反应装置。
【背景技术】
[0002] 甘油燃料主成分是甘油脂肪酸酯与短链醇(如甲醇、乙醇）经酯交换反应制取的脂 肪酸低碳醇酯。目前，国内可行的原料是地沟油、潲水油、酸化油等各种废弃油脂，这些原料 来源复杂、品质较差，普遍含有较多的游离脂肪酸，游离脂肪酸含量太高使得酯交换反应不 彻底、收率低、成本高。酯交换反应产生大量的副产物甘油，根据原料油酸价不同,每生产1 吨生物燃料产生〇. 01?〇. 09吨甘油。
[0003] 针对原料中游离脂肪酸含量较高的问题，传统采用硫酸催化甲醇酯化将游离脂肪 酸转化为脂肪酸甲酯。现有技术中，硫酸催化甲醇酯化反应都采用釜式间歇反应装置，由于 不能连续生产，反应速度慢、效率低，且油脂和甲醇不互溶，其反应时间长，反应不彻底，产 品质量不商。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种甘油解反应和酯化反应装置，本实用新型结构简 单，使得甘油与原料油中脂肪酸反应生成甘一酯和甘二酯的酯化反应，同时使得甘油与原 料油中的甘三酯反应生成甘一脂、甘二酯，为随后的酯交换反应提供了快速连续地无污染 生产路线。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
[0006] -种甘油解反应和酯化反应装置，包括真空系统，所述装置还包括原料调和罐，原 料调和罐的出料口与第一反应釜的进料口连接，第一反应釜的出料口与第二反应釜的进料 口连接，第二反应釜的出料口与冷却分相罐的进料口连接，第一反应釜和第二反应釜底部 分别设有氮气入口，氮气入口与氮气源连通；第一反应釜和第二反应釜与真空系统连接； 上述的连接方式为管道连接。
[0007] 优选的，所述连接第一反应釜与原料调和罐的管道上顺次设有加热装置、在线酸 价测定仪和出料泵。
[0008] 优选的，所述的原料调和罐还包括循环油出口和循环油进口，冷却分相罐还包括 冷却介质盘管，循环油出口与冷却介质盘管进口通过管道连接，该管道上设有循环泵，冷却 介质盘管出口与循环油进口通过管道连接。
[0009] 优选的，所述的第一反应釜和第二反应釜分别包括水蒸汽出口，水蒸汽出口分别 与冷凝器进气口连接，冷凝器与真空系统连接。
[0010] 优选的，所述的原料调和罐顶部还设有原料油进口、催化剂进口和甘油进口。
[0011] 优选的，第一反应釜的出料口和第二反应釜的进料口皆为溢流口。
[0012] 工作时，原料油、甘油和催化剂按比例分别通过原料油进口、甘油进口和催化剂进 口进入原料调和罐并混合，经出料泵泵出，混合物料通过在线酸价测定仪测定物料酸价，为 后续反应提供数据参考，然后混合进入加热装置中加热到所需的反应温度后，通过第一反 应釜的进料口进入第一反应釜中，然后真空系统通过冷凝器将第一反应釜内抽真空，氮气 源将氮气通过氮气入口通入第一反应釜中，然后第一反应釜内对混合物料进行搅拌，出料 泵将混合物料连续不断地泵入第一反应釜中，待第一反应釜中混合物料高度到达溢流口 (即第一反应釜的出料口）时，自动溢流出，并通过第二反应釜的溢流口（即第二反应釜的进 料口）流入第二反应釜中，真空系统通过冷凝器将第二反应釜内抽真空，氮气源将氮气通过 氮气入口通入第二反应釜中，然后混合物料在第二反应釜内被搅拌继续进行反应，同时，第 一反应釜和第二反应釜内生成的水在高温条件下气化后通过水蒸汽出口和冷凝器进气口 进入冷凝器，冷凝器将水蒸汽冷凝后排出。第二反应釜中反应后物料从第二反应釜出料口 进入冷却分相罐中，在冷却分相罐中进行冷却分相后被收集等待下道工序处理。冷却分相 罐使用的冷却介质为原料调和罐中的混合物料，原料调和罐中的混合物料从循环油出口流 出，被循环泵泵打，通过冷却介质盘管进口进入冷却介质盘管中，然后从冷却介质盘管出口 和循环油进口流入原料调和罐中。
[0013] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
[0014] 本实用新型将反应物料在原料调和罐中混合，为后续连续反应提供了便利；将两 套反应釜通过溢流口串联，实现了甘油解反应和酯化反应连续进行，缩短了反应时间，提高 了生产效率；将调和好的原料作为冷却介质与高温甘油解反应和酯化反应的产物进行热交 换，降低了体系的能量损失；同时，反应釜中酯化反应生成的水不断离开反应系统，有利于 反应进行彻底。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017] 如图1所示，一种甘油解反应和酯化反应装置，包括真空系统8,所述装置还包括 原料调和罐1，原料调和罐1顶部设有循环油进口 1-5、原料油进口 1-3、催化剂进口 1-2和 甘油进口 1-4,原料调和罐1下部设有出料口 1-1和循环油出口 1-6,原料调和罐1的出料 口 1-1与第一反应釜4的进料口 4-1连接，第一反应釜4的出料口 4-3与第二反应釜5的 进料口 5-3连接，第二反应釜5的出料口 5-2与冷却分相罐7的进料口 7-1连接；冷却分相 罐7还包括冷却介质盘管，原料调和罐1的循环油出口 1-6和冷却介质盘管进口 7-3通过 管道连接，该管道上设有循环泵11，冷却介质盘管出口 7-2与循环油进口 1-5连接；第一反 应釜4和第二反应釜5底部分别设有氮气入口 4-2和5-1，氮气入口 4-2和5-1分别与氮 气源9连通；第一反应釜4的水蒸汽出口 4-4和第二反应釜5的水蒸汽出口 5-4与冷凝器 6的进气口 6-1连接，冷凝器6的真空口 6-2与真空系统8连接，连接第一反应釜4与原料 调和罐1的管道上顺次设有加热装置3、在线酸价测定仪2和出料泵10。
[0018] 所述的第一反应釜4的出料口 4-3和第二反应釜5的进料口 5-3皆为溢流口。
[0019] 工作时，原料油、甘油和催化剂按比例分别通过原料油进口 1-3、甘油进口 1-4和 催化剂进口 1-2进入原料调和罐1并混合，经出料泵10泵出，混合物料通过在线酸价测定 仪2测定物料酸价，为后续反应提供数据参考，然后混合进入加热装置3中加热到所需的反 应温度后，通过第一反应釜4的进料口 4-1进入第一反应釜4中，然后真空系统8通过冷凝 器6将第一反应釜4内抽真空，氮气源9将氮气通过氮气入口 4-2通入第一反应釜4中，然 后第一反应釜4内对混合物料进行搅拌，出料泵10将混合物料连续不断地泵入第一反应釜 4中，待第一反应釜4中混合物料高度到达溢流口（即第一反应釜出料口 4-3)时，自动溢流 出，并通过第二反应釜5的溢流口（即第二反应釜进料口 5-3)流入第二反应釜5中，真空系 统8通过冷凝器6将第二反应釜5内抽真空，氮气源9将氮气通过氮气入口 5-1通入第二 反应釜5中，然后混合物料在第二反应釜5内被搅拌继续进行反应，同时，第一反应釜4和 第二反应釜5内生成的水在高温条件下气化后通过水蒸汽出口 4-4和5-4和冷凝器进气口 6-1进入冷凝器6,冷凝器将水蒸汽冷凝后从排水口 6-3排出。第二反应釜5中反应后物料 从第二反应釜5-2出料口和冷却分相罐进料口 7-1中进入冷却分相罐7中，在冷却分相罐 7中进行冷却分相后从冷却分相罐出料口 7-4排出，被收集等待下道工序处理。冷却分相 罐7使用的冷却介质为原料调和罐1中的混合物料，原料调和罐1中的混合物料从循环油 出口 1-6流出，被循环泵11泵打，通过冷却介质盘管进口 7-3进入冷却介质盘管中，然后从 冷却介质盘管出口 7-4和循环油进口 1-5流入原料调和罐1中。
【权利要求】
1. 一种甘油解反应和酯化反应装置，包括真空系统，其特征在于，所述装置还包括原料 调和罐，原料调和罐的出料口与第一反应釜的进料口连接，第一反应釜的出料口与第二反 应釜的进料口连接，第二反应釜的出料口与冷却分相罐的进料口连接，第一反应釜和第二 反应釜底部分别设有氮气入口，氮气入口与氮气源连通；第一反应釜和第二反应釜与真空 系统连接；上述的连接方式为管道连接。
2. 如权利要求1所述的一种甘油解反应和酯化反应装置，其特征在于，所述连接第一 反应釜与原料调和罐的管道上顺次设有加热装置、在线酸价测定仪和出料泵。
3. 如权利要求1所述的一种甘油解反应和酯化反应装置，其特征在于，所述的原料调 和罐还包括循环油出口和循环油进口，冷却分相罐还包括冷却介质盘管，循环油出口与冷 却介质盘管进口通过管道连接，该管道上设有循环泵，冷却介质盘管出口与循环油进口通 过管道连接。
4. 如权利要求1所述的一种甘油解反应和酯化反应装置，其特征在于，所述的第一反 应釜和第二反应釜分别包括水蒸汽出口，水蒸汽出口分别与冷凝器进气口连接，冷凝器与 真空系统连接。
5. 如权利要求1所述的一种甘油解反应和酯化反应装置，其特征在于，所述的原料调 和罐顶部还设有原料油进口、催化剂进口和甘油进口。
6. 如权利要求1所述的一种甘油解反应和酯化反应装置，其特征在于，第一反应釜的 出料口和第二反应釜的进料口皆为溢流口。
【文档编号】C11C3/02GK203890322SQ201420116248
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】管有云, 李庆, 陈建琦, 季祥, 崔勇, 项东方, 娄源民, 张少敏 申请人:河南久大实业有限公司, 管有云