专利名称：一种甘油沉降耦合酯交换连续式反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物柴油的制备装置，具体的说，本实用新型是关于利 用中性油脂进行酯交换反应的专用反应装置。
二、 技术背景
要实现生物柴油的规模效益，就必须实现真正的连续式生产。以中性油 脂酯交换制备生物柴油的化学反应为可逆化学反应，反应生成的副产物甘油 对反应的转化率影响很大。如何有效地去掉反应中生成的甘油，是实现生物 柴油连续式生产，并提高生物柴油的转化率的关键技术之一。据报道，目前 国内外有关化学法生产生物柴油的工艺均采用二段式酯交换工艺来实现上述
目的。譬如，德国汉高(Henkel)公司采用管式反应器/沉降槽的二段酯交换 工艺，而德国凯姆瑞亚 斯凯特公司(CIMBRIA SKET)采用塔式反应器/离 心机的二段式酯交换工艺来分离反应中生成的甘油，从而提高后一段反应器 中生物柴油的转化率。但上述工艺均未能在反应的过程中直接将甘油从反应 体系中分离出来，未能将甘油的负面影响降低到最低程度。国内生物柴油研 究与开发起步较晚，目前均以间歇式生产工艺为主，在连续式生产工艺方面 和国外存在较大差距。寻求一种连续式高效酯交换反应器对于降低生物柴油 产品的生产成本具有重要的现实意义。
三
实用新型内容
本实用新型目的在于消除酯交换反应中副产物甘油对反应转化率的负面 影响，提供一种连续式酯交换反应器，其内部结构简洁、高效、节能、生产成本低，能很好地与现有的生物柴油生产工艺相结合。
本实用新型提供的酯交换连续式反应装置，是在原有的反应器之后增加 一个反应器，在该反应器中设有导流筒，前一反应器中的反应产物进入该反 应器后，先通过其中的导流筒，导流筒底部设有托料盘，托料盘上有填料；
该反应器的底部设有甘油出口；该反应器的上部的出料口与后续工艺的设备连接。
在本实用新型中，原有的反应器被称为预反应器，其后增加的反应器被 称为甘油沉降耦合酯交换反应器。
在甘油沉降耦合酯交换反应器之后还可再增设二级甘油沉降耦合酯交换 反应器，进一步有效地控制产品分离的效果。
本反应装置主要包括三个反应区(A 、 B和C)。 A区和B区通过管道相 连，A区为预反应区，B区和C区为反应和沉降耦合区。利用导流筒作为甲 酯和生物柴油界面分离的主要界面，定期将沉降的甘油从反应体系中分离出 来，从而增加反应体系的单程转化率。
本实用新型提供的酯交换连续式反应装置适用于任何油脂酯交换反应体系。
本实用新型的优点在于与传统的酯交换反应器相比，本实用新型具有 以下三方面的优点。首先，通过导流筒的引入，有效地实现甘油和酯类产品 的界面分离，在反应进行的同时将甘油分离出反应体系，从而有效提高了反 应的单程转化率；其次，在生产实践中可以通过二级沉降反离来有效地控制 产品分离的效果，实现了连续式生产并避免了离心机的引入，降低了生产和 投资成本在实现连续生产的同时，可以避免采用离心机来分离甘油，从而大大降低了生产投资和运行成本；第三，通过反应器导流筒进行体系内部的热 能传递，有效地避免了反应体系内部的热损耗，属于环保节能的高效反应器。 总体来说，本实用新型是一种具有明显经济意义和工业应用前景的油脂酯交 换反应器。
本实用新型针对油脂酯交换反应过程中甘油对反应转化率的不利影响， 通过反应器内部结构的创新，实现了在酯交换反应过程中将甘油有效地分离 出来，提高了生物柴油单程转化率，简化了生产流程，从而有效地降低了生 产成本。该反应装置通过甘油沉降耦合酯交换反应过程，縮短了工艺路线， 有效地降低了生产成本，提高了生产效率，是关于生物柴油连续式生产工艺 关键技术的一大突破。
四
图1为本实用新型提供的反应器结构原理示意图。其中，(1， 1')进料
口， (2， 2')温度计插孔，(3， 3')上封头，(4， 4')法兰，(5)出料口， (6, 6')加热夹套，(7， 7')反应器主体，(8)导流筒，(9， 9')填料，(10， 10 ')托料盘，(11， 11')热水进口， (12)甘油出口， (13， 13')排空口， (14， 14')分配盘，(15， 15')热水出口， (16)视镜，(17， 17')下封头，(18) 连接管道，(19)流量计。
图2为本实用新型的生产流程示意图。其中，(20)比配泵，(21)静态 混合器，(A区)预反应器，(B区) 一级甘油沉降耦合酯交换反应器，(22) 混合泵，(C区)二级甘油沉降耦合酯交换反应器，(23)甘油接收器。
五具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的工作原理、具体结构。本实用新型主要包括静态混合器、预反应器、甘油沉降耦合酯交换反应 器以及甘油分离系统。精炼后的油脂和甲醇通过比配泵1进入静态混合器2， 经混合后进入预反应器A，再经过两次甘油沉降耦合酯交换后，可以获得生 物柴油和甘油的粗产品。
实施例
连续酯交换高效反应装置，A区、B区和C区中的反应器均高1.8m，高 径比为10—12，其中B区的反应器内设一个导流筒，导游筒直径120mm，高 1.2m。原料和催化剂等经由静态混合器混合后再进入反应器，并通过物料的 流速来控制反应的进行。该反应装置为动植物油脂与短碳链醇进行酯交换反 应的一种高效反应装置，反应中含有易挥发的液体，通过将物料从反应器上 部加入，利用加热时短碳链醇的汽化可以进一步增强A区反应体系的混合效 果，并在B区和C区通过导流筒产生明显的相分离效果。这种连续式酯交换 反应装置通过内部结构的创新，有效地提高了油脂酯交换反应的单程转化率， 避免了生产过程中离心机的引入，却达到了很好的分离效果。
权利要求1、一种甘油沉降耦合酯交换连续式反应装置，其特征在于在原有的反应器之后增加一个反应器，在该反应器中设有导流筒，前一反应器中的反应产物进入该反应器后，先通过其中的导流筒，导流筒底部设有托料盘，托料盘上有填料；该反应器的底部设有甘油出口；该反应器的上部的出料口与后续工艺的设备连接。
2、 根据权利要求1所述的酯交换连续式反应装置，其特征在于在甘油沉 降耦合酯交换反应器之后还可再增设二级甘油沉降耦合酯交换反应器。
专利摘要本实用新型涉及生物柴油的制备装置，具体地说，本实用新型是关于利用中性油脂进行酯交换反应的专用反应装置。本实用新型提供的酯交换连续式反应装置，是在原有的反应器之后增加一个反应器，在该反应器中设有导流筒，前一反应器中的反应产物进入该反应器后，先通过其中的导流筒，导流筒底部设有托料盘，托料盘上有填料；该反应器的底部设有甘油出口；该反应器的上部的出料口与后续工艺的设备连接。本实用新型通过反应器内部结构的创新，实现了在酯交换反应过程中将甘油有效地分离出来，提高了生物柴油单程转化率，简化了生产流程。
文档编号C10G3/00GK201284307SQ200820158949
公开日2009年8月5日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者刘汝宽, 孟凡勇, 张爱华, 张良波, 李培旺, 李昌珠, 肖志红 申请人:湖南省生物柴油工程技术研究中心