专利名称：一种固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制备生物柴油的装置，特别涉及一种固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，属化工设备技术领域。
背景技术：
固体酸是一种绿色环保型催化剂。一方面它不受原料中游离脂肪酸和水分的影响，可以廉价的废弃油脂为原料，在降低生产成本的同时也减少了环境污染；另一方面固体酸腐蚀性小，可回收利用，易分离，不产生废酸液，降低了设备的投资。在倡导绿色化工和能源紧缺的情况下，以固体酸催化生产生物柴油无疑提供了一条可持续发展的道路。因此，设计一种结构简单，投资少，耗能少，优质高产，无污染的成套性的制备生物柴油装置尤为重要。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，在酯交换反应制备生物柴油过程中连续发生并且分离出反应中产生的水分，达到优质高产并且耗能低的效果。本实用新型固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置包括原料混合器1、计量泵2、加热器3、反应塔14、分离器6和蒸馏塔7，原料混合器I通过计量泵2和加热器3连接，加热器3与反应塔14连接，反应塔14通过分离器6和蒸馏塔7连接。其中原料混合器I为底部具有一定弧度的圆柱体结构，并设有由电机16和搅拌器15组成的物料搅拌系统，通过计量泵2和加热器3与反应塔14顶端的进料口相连；反应塔14为一圆柱体结`构，周围设有其中安装有加热器5的保温套4，在反应塔14的内部依次设有若干填充有固体酸催化剂12的固体酸催化剂固定床11和与若干填充有吸水材料9的吸水材料固定床8，固体酸催化剂固定床11上设有溢流口 I 10，溢流口 I 10与吸水材料固定床8连通，吸水材料固定床8上设有溢流口 II 13，经吸水材料固定床8除去水分的物料进入下一层固体酸催化剂固定床11继续进行反应，得到的粗生物柴油通过设在反应塔14的管道经过分离器6与蒸馏塔7进行处理后得到生物柴油，经分离器6分离得到的粗甘油收集后作为精制甘油生产原料；蒸馏塔7为一圆柱体塔式结构，下部通过分离器6与反应塔14的底部连接，上部为甲醇回收出口，回收的甲醇重复利用，从蒸馏塔7的底部收集得到生物柴油产品。其工作过程是:将甲醇和高酸值油脂在原料混合器I中，在电机16的搅拌下通过搅拌器15将原料混合均匀，然后经过计量泵2通过加热器3进行预热后进入反应器14中，加热器5对反应塔14进行加热，保温套4保持反应塔14内的反应温度，原料混合物进入反应塔14并在固体酸催化剂12催化下在固体碱催化剂固定床11上发生酯交换反应，反应后混合物料液位超过溢流口 I 10，就流入到吸水材料固定床8中，在吸水材料9吸收反应中产生的水分后，当混合产物超过溢流口 II 13时，又流向下一层的固体酸催化剂固定床11在其上发生酯交换反应，依次循环进行，当混合产物流到下层时候基本反应完全，反应塔14下层的混合产物进入分离器6，粗甘油属于重相，静置后会置于分离器下层，上层的产物进入蒸馏塔7经蒸馏处理后，回收的甲醇重复利用，从底部得到的即为生物柴油产品。本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果:采用上述方案，可使得搅拌后的物料能够在层式反应装置里连续进行反应，并通过隔层的吸水材料固定床有效的对反应中产生的水分进行吸收，并且逐层反应有利于产生优质高效的生物柴油，甲醇的回收利用节省了生产成本，并且固体酸催化剂对设备的要求降低，腐蚀性小，产物易于分离，降低生产成本耗能的同时，让生产方式大大的简化，无污染，经济效益提高。
图1为本实用新型的结构示意图；图中:1是原料混合器；2是计量泵；3是加热器；4是保温套；5是加热器；6是分离器是蒸馏塔；8是吸水材料固定床；9是吸水材料；10是溢流口 I ;11是固体酸催化剂固定床；12是固体酸催化剂；13是溢流口 II ； 14是反应塔；15是搅拌器；16是电机；17是高酸值油脂；18是甲醇；19是生物柴油；20是粗甘油。
具体实施方式
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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。固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置包括原料混合器1、计量泵2、加热器3、反应塔14、分离器6和蒸馏塔7，原料混合器I通过计量泵2和加热器3连接，加热器3与反应塔14连接，反应塔14通过分离器6和蒸馏塔7连接；其中原料混合器I为底部具有一定弧度的圆柱体结构，并设有由电机16和搅拌器15组成的物料搅拌系统，通过计量泵2和加热器3与反应塔14顶端的进料口相连；反应塔14为一圆柱体结构，周围设有其中安装有加热器5的保温套4，在反应塔14的内部依次设有若干填充有固体酸催化剂12的固体酸催化剂固定床11和与若干填充有吸水材料9的吸水材料固定床8，固体酸催化剂固定床11上设有溢流口 I 10，溢流口 I 10与吸水材料固定床8连通，吸水材料固定床8上设有溢流口 II 13，经吸水材料固定床除去水分的物料进入下一层固体酸催化剂固定床11继续进行反应，得到的粗生物柴油通过设在反应塔14的管道经过分离器6与蒸馏塔7进行处理，经分离器6分离得到的粗甘油收集后作为精制甘油生产原料；蒸馏塔7为一圆柱体塔式结构，下部通过分离器6与反应塔14的底部连接，上部为甲醇回收出口，回收的甲醇重复利用，从蒸馏塔7的底部收集得到生物柴油产品。运行装置时，将甲醇18和高酸值油脂17在原料混合器I中，在电机16的搅拌下通过搅拌器15将原料混合均匀，然后经过计量泵2通过加热器3进行预热后进入反应器14中，加热器5对反应塔14进行加热，保温套4保持反应塔14内的反应温度，原料混合物进入反应塔14并在固体酸催化剂12催化下在固体碱催化剂固定床11上发生酯交换反应，反应后混合物料液位超过溢流口 I 10，就流入到吸水材料固定床8中，在吸水材料9吸收反应中产生的水分后，当混合产物超过溢流口 II 13时，又流向下一层的固体酸催化剂固定床在其上发生酯交换反应，依次循环进行，当混合产物流到下层时候基本反应完全，反应塔14下层的混合产物进入分离器6，粗甘油20属于重相，静置后会置于分离器下层，上层的产物进入蒸馏塔7经蒸馏处理后，回收的甲醇重复利用，从底部得到的即为生物柴油19产品。
权利要求1.种固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，其特征在于:其包括原料混合器(I)、计量泵(2)、加热器(3)、反应塔(14)、分离器(6)和蒸馏塔(7)，原料混合器(I)通过计量泵(2)和加热器(3)连接，加热器(3)与反应塔(14)连接，反应塔(14)通过分离器(6)和蒸馏塔(7)连接； 其中所述反应塔(14)周围设有其中安装有加热器(5)的保温套(4)，在反应塔(14)的内部依次设有固体酸催化剂固定床(11)和吸水材料固定床(8 )，固体酸催化剂固定床(11)上设有溢流口 I (10)，溢流口 I (10)与吸水材料固定床(8)连通，吸水材料固定床(8)上设有溢流口 II (13)，经吸水材料固定床(8)除去水分的物料进入下一层固体酸催化剂固定床(11)继续进行反应，得到的粗生物柴油通过设在反应塔(14)的管道经过分离器(6 )与蒸馏塔(7)进行处理，经分离器(6)分离得到的粗甘油收集后作为精制甘油生产原料。
2.据权利要求1所述的固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，其特征在于:原料混合器(I)为底部具有弧度的圆柱体结构，并设有由电机(16)和搅拌器(15)组成的物料搅拌系统，通过计量泵(2)和加热器(3)与反应塔(14)顶端的进料口相连。
3.据权利要求1所述的固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，其特征在于:蒸馏塔(7)为圆柱体塔式结构，其上部设有甲醇回收出口。
专利摘要本实用新型公开了一种固体酸催化高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，其包括原料混合器、计量泵、加热器、酯交换反应塔和蒸馏塔，本实用新型使得搅拌后的物料能够在层式反应装置里连续进行反应，产物易于分离，降低生产成本耗能的同时，让生产方式大大的简化，无污染，经济效益提高。
文档编号C10L1/02GK202924991SQ20122057045
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者苏有勇, 潘奇林, 吴桢芬, 王 华, 陈恒杰, 韩挺, 叶节连 申请人:昆明理工大学