生物柴油生产用节能式蒸馏分离系统的制作方法

本实用新型涉及生物柴油生产用节能式蒸馏分离系统。

背景技术：

在生物柴油生产过程中，从酯交换工段出来的粗甲酯(包含有脂肪酸甲酯、甘油、以及少量甲醇和皂)经过脱甲醇后，再采用沉降的方式将其内的绝大部分甘油分离出，分离甘油后得到的产物即为生物柴油半成品(包含脂肪酸甲酯，以及少量的水、甲醇、甘油和皂)，其要满足国家生物柴油的标准，还需要经过最后一道工序----蒸馏分离处理，现有的生物柴油蒸馏分离塔分离出的生物柴油成品颜色偏黄，其内的水分、甘油、以及硫含量的波动较大，超标时有发生，影响产品品质难以满足高端要求，很难生产出可直接应用于工业生产的化工原料，也不能生产出可满足出口标准的原料，同时对能源浪费严重。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供生物柴油生产用节能式蒸馏分离系统，解决现有技术分离出的生物柴油品质不稳定，很难生产出可直接应用于工业生产的化工原料，也不能生产出可满足出口标准的原料，并且浪费能源的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

生物柴油生产用节能式蒸馏分离系统，包括内上部设接油板的蒸馏塔，所述蒸馏塔的内上部设有管壳式换热器，所述接油板位于所述管壳式换热器的下方，所述管壳式换热器将所述蒸馏塔的内腔分隔成位于所述管壳式换热器上方的精馏腔和位于所述管壳式换热器下方的蒸馏腔，所述精馏腔和所述蒸馏腔通过所述管壳式换热器的壳程连通，所述管壳式换热器的管程进口连接有用于为所述管壳式换热器的管程内输送待蒸馏脂肪酸甲酯的脂肪酸甲酯输送管，所述蒸馏塔的下部设有进料口，并且所述进料口通过管道与所述管壳式换热器的管程出口连接；

所述蒸馏塔的底部连接有与所述蒸馏腔相连通的皂组分外排管，所述蒸馏塔的下部连接有用于为所述蒸馏塔内的待蒸馏脂肪酸甲酯进行加热的循环加热系统，所述蒸馏塔的上部连接有与所述蒸馏腔相连通的高碳蒸馏组分外输管，并且该高碳蒸馏组分外输管位于所述接油板处用于将所述接油板上的高碳蒸馏组分往外输；

所述蒸馏塔的顶部连接有与所述精馏腔相连通的精馏组分外输管，所述精馏组分外输管的外端连接有第一旋液分离器，所述第一旋液分离器的底部底流口通过管道连接有化工原料收集罐，所述第一旋液分离器的顶部溢流口连接有高精馏组分外输管，所述高精馏组分外输管的外端连接有第二旋液分离器，所述第二旋液分离器的底部底流口通过管道连接有高精馏组分收集罐，所述第二旋液分离器的顶部溢流口连接有高轻馏组分收集罐。

进一步地，所述循环加热系统包括设于所述蒸馏塔底部的循环加热出口，设于所述蒸馏塔下部的循环加热进口，连接于所述循环加热出口和所述循环加热进口之间的循环加热管，以及分别设于所述循环加热管上的循环泵和循环加热器。

进一步地，所述脂肪酸甲酯输送管上设有用于为所述脂肪酸甲酯输送管内的脂肪酸甲酯进行加热的加热器。

进一步地，所述精馏组分外输管上设有用于为所述精馏组分外输管内的精馏组分进行冷却的精馏组分冷凝器。

进一步地，所述高精馏组分外输管上设有用于为所述高精馏组分外输管内的高精馏组分进行冷却的高精馏组分冷凝器。

进一步地，所述循环加热进口位于所述进料口的下方。

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，节能环保，可将半成品生物柴油(包含脂肪酸甲酯，以及少量的水、甲醇、甘油和皂)分离出符合国家生物柴油标准且品质稳定的高碳生物柴油成品(C18-C22产品，约占半成品生物柴油总量的10％-15％)、直接满足工业生产用的化工原料(C16-C18产品，约占半成品生物柴油总量的40％-50％)、直接满足出口指标的高精馏组分产品(C12-C16产品，约占半成品生物柴油总量的25％-30％)、以及高轻馏组分产品(C6-C12产品，约占半成品生物柴油总量的5％-25％)。

本实用新型包括蒸馏塔、第一旋液分离器和第二旋液分离器，蒸馏塔内设管壳式换热器，同时连接有循环加热系统，外界40℃的生物柴油半成品(包含脂肪酸甲酯，以及少量的水、甲醇、甘油和皂)经由脂肪酸甲酯输送管输送至管壳式换热器，过程中经由加热器加热至100℃左右，被加热至100℃左右的生物柴油半成品在管壳式换热器的管程内与其壳程内的蒸馏物(270℃-290℃)进行换热，生物柴油半成品温度升高至200℃-220℃后经由管道及进料口进入蒸馏塔内参与蒸馏分离。

循环加热系统中的循环泵将蒸馏塔内的生物柴油半成品抽出沿着循环加热管循环后再进入蒸馏塔内，过程中经过循环加热器加热，使蒸馏塔内生物柴油半成品的温度一直保持在270℃-290℃，生物柴油半成品中的皂份下沉，由皂组分外排管外排，生物柴油(脂肪酸甲酯)上升在管壳式换热器的壳程内与其管程内的低温生物柴油半成品进行换热，温度降至240℃-260℃，高碳生物柴油(脂肪酸甲酯，主要为C18-C22产品，约占半成品生物柴油总量的10％-15％)换热后往下掉落至接油板并经由高碳蒸馏组分外输管外输。

精馏组分(C6-C18产品)继续上升进入精馏腔并在第一旋液分离器的作用下经由精馏组分外输管进入第一旋液分离器，240℃-260℃的精馏组分在精馏组分冷凝器的冷凝下降温至220℃-240℃，直接满足工业生产用的化工原料(C16-C18产品，约占半成品生物柴油总量的40％-50％)经由第一旋液分离器的底部底流口及与其连接的管道进入化工原料收集罐被收集，高精馏组分(C6-C16产品)经由第一旋液分离器的顶部溢流口及高精馏组分外输管进入第二旋液分离器，220℃-240℃的高精馏组分在高精馏组分冷凝器的冷凝下降温至160℃-220℃，可满足出口标准的高精馏组分(主要为C12-C16产品，约占半成品生物柴油总量的25％-30％)经由第二旋液分离器的底部底流口及与其连接的管道进入高精馏组分收集罐，同时高轻馏组分(C6-C12产品，约占半成品生物柴油总量的5％-25％)经由第二旋液分离器的顶部溢流口与其连接的管道进入高轻馏组分收集罐。

整个过程顺畅高效，采用两级旋液分离收集不同馏段产物，可有效提高产品质量，大幅提升产品品质，增加生物柴油的适用范围，所得高碳生物柴油成品符合国家生物柴油标准且品质稳定，化工原料可直接应用于工业生产，高精馏组分产品和高轻馏组分产品品质高，可满足出口指标；管壳式换热器可将100℃左右的生物柴油半成品升温至200℃-220℃，同时可有效降低精馏组分的外排温度，降低冷凝压力及能源消耗，可有效节约能源，利于环保。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-蒸馏塔、2-接油板、3-管壳式换热器、4-精馏腔、5-蒸馏腔、6-精馏组分外输管、7-第一旋液分离器、8-脂肪酸甲酯输送管、9-进料口、10-高碳蒸馏组分外输管、11-皂组分外排管、12-循环加热出口、13-循环加热进口、14-循环加热管、15-循环泵、16-循环加热器、17-加热器、18-精馏组分冷凝器、19-化工原料收集罐、20-高精馏组分外输管、21-第二旋液分离器、22-高精馏组分收集罐、23-高轻馏组分收集罐、24-高精馏组分冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1所示，本实用新型提供的生物柴油生产用节能式蒸馏分离系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，节能环保，可将半成品生物柴油(包含脂肪酸甲酯，以及少量的水、甲醇、甘油和皂)分离出符合国家生物柴油标准且品质稳定的高碳生物柴油成品(C18-C22产品，约占半成品生物柴油总量的10％-15％)、直接满足工业生产用的化工原料(C16-C18产品，约占半成品生物柴油总量的40％-50％)、直接满足出口指标的高精馏组分产品(C12-C16产品，约占半成品生物柴油总量的25％-30％)、以及高轻馏组分产品(C6-C12产品，约占半成品生物柴油总量的5％-25％)。本实用新型包括内上部设接油板2的蒸馏塔1，所述蒸馏塔1的内上部设有管壳式换热器3，所述接油板2位于所述管壳式换热器3的下方，所述管壳式换热器3将所述蒸馏塔1的内腔分隔成位于所述管壳式换热器3上方的精馏腔4和位于所述管壳式换热器3下方的蒸馏腔5，所述精馏腔4和所述蒸馏腔5通过所述管壳式换热器3的壳程连通，所述管壳式换热器3的管程进口连接有用于为所述管壳式换热器3的管程内输送待蒸馏脂肪酸甲酯的脂肪酸甲酯输送管8，所述脂肪酸甲酯输送管8上设有用于为所述脂肪酸甲酯输送管8内的脂肪酸甲酯进行加热的加热器17，所述蒸馏塔1的下部设有进料口9，并且所述进料口9通过管道与所述管壳式换热器3的管程出口连接。

本实用新型所述蒸馏塔1的下部连接有用于为所述蒸馏塔1内的待蒸馏脂肪酸甲酯进行加热的循环加热系统。所述循环加热系统包括设于所述蒸馏塔1底部的循环加热出口12，设于所述蒸馏塔1下部的循环加热进口13，连接于所述循环加热出口12和所述循环加热进口13之间的循环加热管14，以及分别设于所述循环加热管14上的循环泵15和循环加热器16，所述循环加热进口13位于所述进料口9的下方。

本实用新型所述蒸馏塔1的底部连接有与所述蒸馏腔5相连通的皂组分外排管11，所述蒸馏塔1的上部连接有与所述蒸馏腔5相连通的高碳蒸馏组分外输管10，并且该高碳蒸馏组分外输管10位于所述接油板2处用于将所述接油板2上的高碳蒸馏组分往外输。

本实用新型所述蒸馏塔1的顶部连接有与所述精馏腔4相连通的精馏组分外输管6，所述精馏组分外输管6上设有用于为所述精馏组分外输管6内的精馏组分进行冷却的精馏组分冷凝器18，所述精馏组分外输管6的外端连接有第一旋液分离器7，所述第一旋液分离器7的底部底流口通过管道连接有化工原料收集罐19，所述第一旋液分离器7的顶部溢流口连接有高精馏组分外输管20，所述高精馏组分外输管20上设有用于为所述高精馏组分外输管20内的高精馏组分进行冷却的高精馏组分冷凝器24，所述高精馏组分外输管20的外端连接有第二旋液分离器21，所述第二旋液分离器21的底部底流口通过管道连接有高精馏组分收集罐22，所述第二旋液分离器21的顶部溢流口连接有高轻馏组分收集罐23。

本实用新型包括蒸馏塔、第一旋液分离器和第二旋液分离器，蒸馏塔内设管壳式换热器，同时连接有循环加热系统，外界40℃的生物柴油半成品(包含脂肪酸甲酯，以及少量的水、甲醇、甘油和皂)经由脂肪酸甲酯输送管输送至管壳式换热器，过程中经由加热器加热至100℃左右，被加热至100℃左右的生物柴油半成品在管壳式换热器的管程内与其壳程内的蒸馏物(270℃-290℃)进行换热，生物柴油半成品温度升高至200℃-220℃后经由管道及进料口进入蒸馏塔内参与蒸馏分离。

循环加热系统中的循环泵将蒸馏塔内的生物柴油半成品抽出沿着循环加热管循环后再进入蒸馏塔内，过程中经过循环加热器加热，使蒸馏塔内生物柴油半成品的温度一直保持在270℃-290℃，生物柴油半成品中的皂份下沉，由皂组分外排管外排，生物柴油(脂肪酸甲酯)上升在管壳式换热器的壳程内与其管程内的低温生物柴油半成品进行换热，温度降至240℃-260℃，高碳生物柴油(脂肪酸甲酯，主要为C18-C22产品，约占半成品生物柴油总量的10％-15％)换热后往下掉落至接油板并经由高碳蒸馏组分外输管外输。

精馏组分(C6-C18产品)继续上升进入精馏腔并在第一旋液分离器的作用下经由精馏组分外输管进入第一旋液分离器，240℃-260℃的精馏组分在精馏组分冷凝器的冷凝下降温至220℃-240℃，直接满足工业生产用的化工原料(C16-C18产品，约占半成品生物柴油总量的40％-50％)经由第一旋液分离器的底部底流口及与其连接的管道进入化工原料收集罐被收集，高精馏组分(C6-C16产品)经由第一旋液分离器的顶部溢流口及高精馏组分外输管进入第二旋液分离器，220℃-240℃的高精馏组分在高精馏组分冷凝器的冷凝下降温至160℃-220℃，可满足出口标准的高精馏组分(主要为C12-C16产品，约占半成品生物柴油总量的25％-30％)经由第二旋液分离器的底部底流口及与其连接的管道进入高精馏组分收集罐，同时高轻馏组分(C6-C12产品，约占半成品生物柴油总量的5％-25％)经由第二旋液分离器的顶部溢流口与其连接的管道进入高轻馏组分收集罐。

整个过程顺畅高效，采用两级旋液分离收集不同馏段产物，可有效提高产品质量，大幅提升产品品质，增加生物柴油的适用范围，所得高碳生物柴油成品符合国家生物柴油标准且品质稳定，化工原料可直接应用于工业生产，高精馏组分产品和高轻馏组分产品品质高，可满足出口指标；管壳式换热器可将100℃左右的生物柴油半成品升温至200℃-220℃，同时可有效降低精馏组分的外排温度，降低冷凝压力及能源消耗，可有效节约能源，利于环保。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，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。