製造生物柴油的反應釜的製作方法

2023-09-16 12:08:35 1

專利名稱：製造生物柴油的反應釜的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種反應釜，尤其涉及一種製造生物柴油的反應釜。
背景技術：
生物柴油是利用各類動植物油脂為原料，與甲醇或乙醇等低碳醇經過 交酯化反應改性，使其最終變成可供內燃機使用的一種燃料——脂肪酸甲 酯或乙酯。生物柴油具有優良的環保性能，含硫量低，二氧化硫和硫化物
的排放比普通柴油減少約30%,含氧量可達11%,點火性能好，故燃燒時 排出的HC、 CO等有害物比普通柴油大大減少，由於其排放不含二氧化硫、 鉛、滷等有害物，非常有利於環境保護，而符合環保要求。因此生物柴油 是目前一種新型綠色的環保能源。
生物柴油主要採用化學法生產，即用動物和植物油脂與甲醇或乙醇， 在酸性或者鹼性催化劑以及高溫下發生酯交換反應，生成相應的脂肪酸甲 酯或乙酯，再經洗滌、乾燥等工藝得到生物柴油。而生產生物柴油的設備 大都採用帶有夾套的反應釜，原料進口、催化劑進口以及溶劑進口均設置 在釜體的中上部，只有出料口位於釜體的下部，高溫蒸汽通入釜體的夾套 內對反應釜的各物料進行加熱實現酯化反應。但在酯化反應過程中，所使 用的低碳醇溶劑其沸點較低，如甲醇的沸點在64/TC,乙醇的沸點在78.3 °C,而反應釜內的油脂在蒸汽以及催化劑的作用下，其反應溫度120'C~250 'C，因此當甲醇或乙醇從釜體上部間歇進入反應釜後，甲醇或乙醇液體表 面會立刻呈氣化狀態，雖然能通過攪拌裝置對物料及溶劑進行混合，但甲 醇或乙醇的氣化物大都聚集在釜內的上部，難以與釜體內的油脂緊密接觸， 使物料之間得不到最有效的結合，導致酯化反應不充分。目前為提高酯交 換反應，通常採用增加甲醇或乙醇原料的用量以及延長反應時間等，但均 無法使各種物料充分反應，因此柴油的收率不高，通常在80%左右。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，酯化反應充分的製造生物柴
油的反應釜。
本實用新型為達到上述目的的技術方案是 一種製造生物柴油的反應 釜，包括釜體和安裝在釜體上的攪拌裝置，所述的釜體為具有夾層的夾套 式結構，釜體上的蒸汽進口和冷凝水出口與夾層相通，釜體上分別設有的 原料進料口、出料口、催化劑進口以及溶劑進口與釜體反應腔相通，其特 徵在於所述原料進料口和催化劑進口分別設置在釜體的上部，出料口設 置在釜體的底部，而溶劑進口設置在釜體的底部或/和下部。
本實用新型將溶劑進口設置在釜體的底部或/和下部，當甲醇或乙醇等 溶劑從溶劑進口從釜體底部或/和下部進入釜體的反應腔時，溶劑接觸高溫 後立即揮發，由於甲醇或乙醇的沸點與釜體內的溫度相差較大，因此甲醇 或乙醇在其進料口處會呈噴射狀向上揮發，能在非常短的時間迅速氣化， 而延長甲醇或乙醇的反應行程，因此能最大程度與油脂充分接觸，將溶劑 的間歇加料改為連續加料。由於反應釜內的油脂其醇解和酯化反應更充分， 故生物柴油的收率可達96%以上。再則，本實用新型將甲醇或乙醇從釜體 底部或/和下部加入釜內，溶劑的利用率大幅度提高，而減少溶劑回收過程。 本實用新型僅對釜體的溶劑進口位置進行改變，由於無需改變釜體的其它 結構，釜體結構簡單，設備投資少，生產效率高，能滿足工業化規模生產。以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。


圖1是本實用新型製造生物柴油的反應釜的實施例一。 圖2是本實用新型製造生物柴油的反應釜的實施例二。 圖3是本實用新型製造生物柴油的反應釜的實施例三。 圖4是本實用新型製造生物柴油的反應釜的實施例四。 圖5是本實用新型製造生物柴油的反應釜的實施例五。 圖6是本實用新型製造生物柴油的反應釜的實施例六。 其中l一攪拌裝置，ll一電機，12—聯軸器，13—攪拌軸，14一葉片， 2—釜體，21—原料進料口， 22—夾套，23—蒸汽進口， 24—溶劑進口， 25 一出料口， 26—催化劑進口， 27—冷凝水出口， 3—溶劑進料管。
具體實施方式
見
圖1所示，本實用新型的製造生物柴油的反應釜，包括釜體2和安 裝在釜體2上的攪拌裝置1，攪拌裝置1由電機11、聯軸器12、攪拌軸13 和葉片14構成，電機ll固定在釜體2的頂部，電機ll的輸出軸通過聯軸 器12與攪拌軸連接，而攪拌軸13的下部裝有葉片14，對反應腔內的物料
進行攪拌，充分進行酯化反應。見
圖1所示，本實用新型的釜體2為具有 夾層22的夾套式結構，釜體2上設有蒸汽進口23和冷凝水出口27，該蒸 汽進口 23和冷凝水出口 27與夾層22相通，使蒸氣在夾層22內強制循環， 對釜體內的物料進行加熱。釜體2上分別設有的原料進料口 21、出料口 25、 催化劑進口 26以及溶劑進口 24與釜體2的反應腔相通，上述各進出料口 可通過電磁閥或機械閥與各進料管路和出料管連接。本實用新型的原料進 料口 21和催化劑進口 26分別設置在釜體2的上部，出料口 25則設置在釜 體2的底部，而溶劑進口 24設置在釜體2的底部，或見圖2所示，該溶劑 進口 24設置在釜體2下部的側壁上，使甲醇或乙醇從釜體的下部或底部呈 氣化狀態進入釜體2內，進行充分的酯化反應，提高生物柴油的收率。
見圖3所示，本實用新型的溶劑進口 24可兩個或兩個以上設置在釜體 2的底部和釜體2下部的側壁上，可使甲醇或乙醇從多處進入釜體2內，其 溶劑進口 24的數量可根據釜體2的大小以及用量來定。
見圖4所示，本實用新型的溶劑進口 24還可設置在出料口 25處，其 溶劑進口24與出料管25不相通，或見圖5所示，其溶劑進口24直接安裝 在出料口25處，而出料口 25可位於釜體1底中部，溶劑進口24也位於釜 體2底中部，使甲醇或乙醇從釜體底中部氣化狀進入釜內。
見圖6所示，本實用新型的溶劑進口24位於溶劑進料管3的下部，而 溶劑進料管3穿過釜體2並延伸至反應腔的下部，將甲醇或乙醇從釜體下 部氣化狀進入釜內。
為使溶劑在最短的時間迅速氣化，本實用新型的溶劑進口 24為出口大 於進口的喇叭形，或溶劑進口 24的出料口尺寸大於溶劑進料管3的尺寸。
權利要求1、一種製造生物柴油的反應釜，包括釜體(2)和安裝在釜體(2)上的攪拌裝置(1)，所述的釜體(2)為具有夾層(22)的夾套式結構，釜體(2)上的蒸汽進口(23)和冷凝水出口(27)與夾層(22)相通，釜體(2)上分別設有的原料進料口(21)、出料口(25)、催化劑進口(26)以及溶劑進口(24)與釜體(2)的反應腔相通，其特徵在於所述原料進料口(21)和催化劑進口(26)分別設置在釜體(2)的上部，出料口(25)設置在釜體(2)的底部，而溶劑進口(24)設置在釜體(2)的底部或/和下部。
2、 根據權利要求l所述的製造生物柴油的反應釜，其特徵在於所述 溶劑進口 (24)是兩個或兩個以上設置在釜體(2)的底面或/和釜體(2) 下部的側壁上。
3、 根據權利要求l所述的製造生物柴油的反應釜，其特徵在於所述 的溶劑進口 (24)設置在出料口 (25)處。
4、 根據權利要求l所述的製造生物柴油的反應釜，其特徵在於所述 溶劑進口 (24)位於溶劑進料管(3)的下部，而溶劑進料管(3)穿過釜 體(2)並延伸至反應腔的下部。
5、 根據權利要求2至4之一所述的製造生物柴油的反應釜，其特徵在 於所述的溶劑進口 (24)為出口大於進口的喇叭形。
6、 根據權利要求2至4之一所述的製造生物柴油的反應釜，其特徵在 於所述溶劑進口 (24)的出料口尺寸大於溶劑進料管(3)的尺寸。
專利摘要本實用新型涉及一種製造生物柴油的反應釜，包括釜體和安裝在釜體上的攪拌裝置，所述的釜體為具有夾層的夾套式結構，釜體上的蒸汽進口和冷凝水出口與夾層相通，釜體上分別設有的原料進料口、出料口、催化劑進口以及溶劑進口與釜體反應腔相通，所述原料進料口和催化劑進口分別設置在釜體的上部，出料口設置在釜體的底部，而溶劑進口設置在釜體的底部或/和下部。本實用新型的反應釜結構簡單，設備投資少，酯化反應充分，生產效率高，能滿足工業化規模生產。
文檔編號B01J19/18GK201002006SQ20072003325
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月11日 優先權日2007年1月11日
發明者張偉明 申請人:張偉明