生物柴油蒸餾塔的製作方法

2023-05-26 16:33:01 1

專利名稱：生物柴油蒸餾塔的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化工設備，具體來說是一種能夠從粗製生物 柴油中提取精製生物柴油的裝置，以提高生物柴油的品質，達到國家生物柴油標準GB/T20828-2007。
技術背景隨著人們對石化產品需求的急劇增長，對不可再生資源一石油的 開採量也逐漸增加，使得這種不可再生資源的貯量日益減少，雖然不 斷有新的油氣田被探明，但基於未來的需求量考慮，有專家已經預言 石油資源將在未來幾十年內枯竭。因此尋找可再生的替代品，將是未 來技術發展的方向。生物柴油，是從可再生的植物例如大豆、油菜籽等油料作物或黃 連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物中提取得到，或者由 動物油脂提煉而成，是一種可再生的清潔能源。同石化柴油相比，生 物柴油含硫量低含氧量高，因此作為燃料使用對環境汙染小。另外生 物柴油還具有潤滑性好、閃點高的優點。但是，目前生產的生物柴油 由於受原料及生產工藝的限制，有些產品中含有較高含量的雜質和植 物瀝青等，還有由不飽和脂肪酸變質引起的色澤較深問題，使得一些 生物柴油達不到國家生物柴油標準GB/T20828-2007的要求。因此，對粗生物柴油進行精製是解決生物柴油品質問題的一種主要手段。填料塔分離裝置是常用的一種化工分離設備，現有的填料塔分離 裝置通常由填料塔、塔內構件以及塔底再沸器、塔頂冷凝器和進料預 料器組成，塔內構件主要有填料、氣體分布器、液體收集分布器等構 件。再沸器、冷凝器和進料預熱器均為獨立設備，通過管路分別與填 料塔塔底、塔頂及進料口相連。而填料塔進料以上填料段和進料以下 填料段內裝填有同種填料。但由於生物柴油中含有植物瀝青以及雜 質，並不適合用一般的填料塔來分離精製。特別是目前的這種分離裝 置不但組成設備多、所需安裝空間大、成本高，還具有能耗高的缺點。 實用新型內容本實用新型的目的就在於提供一種生物柴油蒸餾塔，可以用於從 粗製生物柴油中分離出瀝青及雜質，提高精製生物柴油的品質。本實用新型採用如下技術解決方案 一種生物柴油蒸餾塔，包括 一個填料塔，塔頂有抽氣裝置以維持塔內壓力，塔底有再沸器，還包 括進料預熱器及進料泵，其特徵在於在填料塔內位於進料口以下的 填料段內裝填有鮑爾環填料，在位於進料口以上的填料段內裝填有金 屬孔板波紋規整填料。所述的冷凝器可以選用列管式換熱器，安裝在填料塔的填料段上 方且其管程與塔內空間相通，其管程的上出口與所述的抽氣裝置相連 通；在列管式換熱器與填料段之間安裝有液體收集分布器，液體收集 分布器的集液槽與塔頂出料口相通用於採出精製柴油，液體收集分布 器的分布器將部分液體分散並排到塔內形成回流。以使整個裝置緊湊 化。所述的列管式換熱器可以由管程串聯的第一換熱器和第二換熱 器構成，所述第一換熱器安裝在第二換熱器的下方，第一換熱器的殼 程的入口通過管路與所述進料泵出口相連，第一換熱器的殼程出口連 接所述進料預熱器的物料入口，所述第二換熱器的殼程通冷卻介質。所述的再沸器為一個蒸餾釜直接裝在填料塔下部與填料塔內空 間相通。本實用新型提供的生物柴油蒸餾塔，針對生物柴油的組成特點， 在進料口以上和進料口以下的填料段分別採用不同的填料組合，在塔 內進料口以上填料段採用金屬孔板波紋規整填料，它是在金屬薄板上衝有小孔，可以粗分配薄片的液體，加強橫向混合；薄片上壓成小波 紋起細分配液體作用，增加液體均布和填料溼潤性能，提高傳質效率。 而在進料口下方採用鮑爾環填料則有利於阻擋雜質並可清洗。作為生 物柴油蒸餾塔特別適合粗生物柴油精製，使精製產品達到生物柴油標 準GB/T20828-2007。另外，這種蒸餾提取裝置還可以適用於其它油 類產品的分離精製。

圖1本實用新型的生物柴油蒸餾塔的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的生物柴油蒸餾塔作 進一步說明，以助於理解本實用新型的內容。如圖1所示，生物柴油蒸餾塔主要組成部分為一個填料塔4，塔 頂通過管路連接在由真空緩衝罐8和真空泵(圖中省略)構成的抽氣裝置以維持塔內真空度，塔底有由蒸餾釜5構成的再沸器，以使液態 物料再次汽化。進料預熱器3用於對物料一粗生物柴油進行加熱使進 料達到填料塔的進料溫度。在填料塔4內位於進料口以下的填料段裝 填有鮑爾環41，在位於進料口以上的填料段內裝填有高效金屬孔板 波紋規整填料43，它是在金屬薄板上衝有小孔，可以粗分配薄片的 液體，加強橫向混合；薄片上壓成小波紋起細分配液體作用，增加液 體均布和填料溼潤性能，提高傳質效率。孔板波紋填料盤高一般在 100mm-200mm之間，填料直徑略小於塔內徑，相鄰兩盤交錯90°安 裝。而採用鮑爾環由於壓降低、通量大，有利於粗生物柴油中的重組 分流經，以及攔阻雜質和便於清洗。兩個精製柴油接收罐6、 7通過 出料管與塔內的液體收集分布器44的集液槽相通，以將塔頂冷凝液 部分採取部分形成回流。填料和液體收集分布器均為現有產品，根據 提供廠家不同規格的產品的具體參數進行選擇使用。為使裝置緊湊化，並降低裝置冷、熱源消耗量。由圖1所示，在 填料塔4的塔頂位於填料段上方位置設置有列管式換熱器構成的冷 凝器，其管程與塔內空間相通。作為一個較佳實施例，列管式換熱器 由管程串聯的第一換熱器45和第二換熱器46組成，第一換熱器45 位於第二換熱器46下方，均以列管豎向的方式安裝使列管管程直接 與塔內相通，使塔內上升的汽體直接進入管程被冷凝，第二換熱器 46上封頭的管程出口通過管路連接真空緩衝罐8，以維持塔內操作壓 力。第二換熱器46殼程內通入冷卻水。第一換熱器45的殼程入口通 過進料管及流量計2接進料泵1的出口 ，殼程出口接進料預熱器3的物料入口 。通過進料泵1將粗生物柴油打入第一換熱器與塔頂上升汽 體換熱升溫後再經過進料預熱器3升高到填料塔進料溫度，這樣充分 利用了塔內汽態物料的餘熱，減少了原料預熱所用的熱源，同時也減 少了塔頂汽體冷凝用的冷源，達到綜合節能效果。第二換熱器殼程通入冷卻水對通過第一換熱器45後未冷凝的汽體進一步冷凝。在第一換熱器45與填料之間的位置設置有液體收集分布器44用 於收集歸籠塔頂冷凝液，液體收集分布器44的集液槽與出料管相通 將精製生物柴油作為成品採出並收集到接收罐6、 7內，接收罐6、 7 氣相空間與真空緩衝罐8串通以維持真箇系統真空度。塔頂冷凝液的 另一部分液體作為回流液通過液體收集分布器44的分布器均勻撒向 填料段，與上升的汽體在填料內進行氣液接觸傳質和傳熱。為進一步使填料塔結構緊湊和簡化，再沸器為一個蒸餾釜5直接 裝在填料塔4下部，蒸餾釜5的蒸餾室與填料塔4塔內空間相通，使 流經鮑爾環填料41並進行過傳質傳熱後的液體直接進入蒸餾釜5內 被再次加熱使沸點相對較低的組分汽化上升。如圖1所示，進料口以上裝填高效金屬孔板波紋規整填料的填料 段由兩段構成，每段高度為3000mm，每段下方均設置有氣體分布器 42。進料口以下填料段高度同樣為3000mm，塔內徑為600mm。塔底 蒸餾釜5的容積為3m3，其加熱器換熱面積為20m2。進料預熱器3 換熱面積為10m2，塔頂第一換熱器45的換熱面積為20m2，第二換 熱器46的換熱面積為40m2。蒸汽作為蒸餾釜5和進料預熱器3的熱源。粗生物柴油由進料泵1送入第一換熱器45和進料預熱器3經過 升溫到進料溫度後進入填料塔4內，經過填料段通過氣液接觸傳質傳 熱，實現分離，沸點較低的組分以汽體形式上升至塔頂經過第一換熱 器45和第二換熱器46冷凝後一部分作為出料採出即為精製柴油，進 入接收罐6、 7，另一部分作為回流液向下通過填料段進行傳質。沸 點較高的雜質進入釜底的蒸餾釜5內，通過加熱其中部分相對較低沸 點的組分汽化繼續進行傳質，部分不易汽化的生物瀝青等在蒸餾釜內 5積存，由蒸餾釜5出料孔排出。應用這種蒸餾裝置進行生物柴油精 帝U，精製生物柴油產品純度可以達到99.99%，收率達到95%以上， 質量達到國家生物柴油標準GB/T20828-2007。
權利要求1、一種生物柴油蒸餾塔，包括一個填料塔，塔頂有抽氣裝置以維持塔內壓力，塔底有再沸器，還包括進料預熱器及進料泵，其特徵在於在填料塔內位於進料口以下的填料段內裝填有鮑爾環填料，在位於進料口以上的填料段內裝填有金屬孔板波紋規整填料。
2、 如權利要求1所述的生物柴油蒸餾塔，其特徵在於所述的 冷凝器為列管式換熱器，安裝在填料塔的填料段上方且其管程與塔內 空間相通，其管程的上出口與所述的抽氣裝置相連通；在列管式換熱 器與填料段之間安裝有液體收集分布器，液體收集分布器的集液槽與 塔頂出料口相通用於採出精製柴油，液體收集分布器的分布器將部分 液體分散並排到塔內形成回流。
3、 如權利要求2所述的生物柴油蒸餾塔，其特徵在於所述的 列管式換熱器由管程串聯的第一換熱器和第二換熱器構成，所述第一 換熱器安裝在第二換熱器的下方，第一換熱器的殼程的入口通過管路 與所述進料泵出口相連，第一換熱器的殼程出口連接所述進料預熱器 的物料入口，所述第二換熱器的殼程通冷卻介質。
4、 如權利要求1至3中之一所述的生物柴油蒸餾塔，其特徵在於所述的再沸器為一個蒸餾釜直接裝在所述填料塔下部與填料塔內 空間相通。
5、 如權利要求1至3中之一所述的生物柴油蒸餾塔，其特徵在於所述的進料口以上的填料段分為兩段。
6、 如權利要求5所述的生物柴油蒸餾塔，其特徵在於所述的填料塔的內徑為600mm，每段填料段的高度均為3000mm。
專利摘要本實用新型公開了一種生物柴油蒸餾塔，包括一個填料塔，塔頂有抽氣裝置以形成真空，塔底有再沸器，以及進料預熱器，其特徵在於在填料塔內位於進料口以下的填料段內裝填有鮑爾環填料，在位於進料口以上的填料段內裝填有金屬孔板波紋規整填料。這種生物柴油蒸餾塔可以用於粗生物柴油的精製，以使粗生物柴油達到國家生物柴油標準的要求。
文檔編號C10G3/00GK201125232SQ200720194990
公開日2008年10月1日 申請日期2007年11月14日 優先權日2007年11月14日
發明者鳳 朱, 楊慶利, 潘麗娟, 禹山林 申請人:山東省花生研究所