一種甘油解反應和酯化反應裝置製造方法
2023-09-22 03:34:50 1
一種甘油解反應和酯化反應裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於生物質能源領域，特別涉及一種甘油解反應和酯化反應裝置。所述裝置，包括真空系統，還包括原料調和罐，原料調和罐與第一反應釜連接，第一反應釜與第二反應釜連接，第二反應釜與冷卻分相罐連接，第一反應釜和第二反應釜底部分別設有氮氣入口，氮氣入口與氮氣源連通；第一反應釜與第二反應釜與真空系統連接；上述的連接方式為管道連接。本實用新型結構簡單，使得甘油與原料油中脂肪酸反應生成甘一酯和甘二酯的酯化反應，同時使得甘油與原料油中的甘三酯反應生成甘一脂、甘二酯，為隨後的酯交換反應提供了快速連續地無汙染生產路線。
【專利說明】一種甘油解反應和酯化反應裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於生物質能源領域，特別涉及一種甘油解反應和酯化反應裝置。
【背景技術】
[0002] 甘油燃料主成分是甘油脂肪酸酯與短鏈醇(如甲醇、乙醇）經酯交換反應製取的脂 肪酸低碳醇酯。目前，國內可行的原料是地溝油、潲水油、酸化油等各種廢棄油脂，這些原料 來源複雜、品質較差，普遍含有較多的游離脂肪酸，游離脂肪酸含量太高使得酯交換反應不 徹底、收率低、成本高。酯交換反應產生大量的副產物甘油，根據原料油酸價不同,每生產1 噸生物燃料產生〇. 01?〇. 09噸甘油。
[0003] 針對原料中游離脂肪酸含量較高的問題，傳統採用硫酸催化甲醇酯化將游離脂肪 酸轉化為脂肪酸甲酯。現有技術中，硫酸催化甲醇酯化反應都採用釜式間歇反應裝置，由於 不能連續生產，反應速度慢、效率低，且油脂和甲醇不互溶，其反應時間長，反應不徹底，產 品質量不商。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的是提供一種甘油解反應和酯化反應裝置，本實用新型結構簡 單，使得甘油與原料油中脂肪酸反應生成甘一酯和甘二酯的酯化反應，同時使得甘油與原 料油中的甘三酯反應生成甘一脂、甘二酯，為隨後的酯交換反應提供了快速連續地無汙染 生產路線。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案如下：
[0006] -種甘油解反應和酯化反應裝置，包括真空系統，所述裝置還包括原料調和罐，原 料調和罐的出料口與第一反應釜的進料口連接，第一反應釜的出料口與第二反應釜的進料 口連接，第二反應釜的出料口與冷卻分相罐的進料口連接，第一反應釜和第二反應釜底部 分別設有氮氣入口，氮氣入口與氮氣源連通；第一反應釜和第二反應釜與真空系統連接； 上述的連接方式為管道連接。
[0007] 優選的，所述連接第一反應釜與原料調和罐的管道上順次設有加熱裝置、在線酸 價測定儀和出料泵。
[0008] 優選的，所述的原料調和罐還包括循環油出口和循環油進口，冷卻分相罐還包括 冷卻介質盤管，循環油出口與冷卻介質盤管進口通過管道連接，該管道上設有循環泵，冷卻 介質盤管出口與循環油進口通過管道連接。
[0009] 優選的，所述的第一反應釜和第二反應釜分別包括水蒸汽出口，水蒸汽出口分別 與冷凝器進氣口連接，冷凝器與真空系統連接。
[0010] 優選的，所述的原料調和罐頂部還設有原料油進口、催化劑進口和甘油進口。
[0011] 優選的，第一反應釜的出料口和第二反應釜的進料口皆為溢流口。
[0012] 工作時，原料油、甘油和催化劑按比例分別通過原料油進口、甘油進口和催化劑進 口進入原料調和罐並混合，經出料泵泵出，混合物料通過在線酸價測定儀測定物料酸價，為 後續反應提供數據參考，然後混合進入加熱裝置中加熱到所需的反應溫度後，通過第一反 應釜的進料口進入第一反應釜中，然後真空系統通過冷凝器將第一反應釜內抽真空，氮氣 源將氮氣通過氮氣入口通入第一反應釜中，然後第一反應釜內對混合物料進行攪拌，出料 泵將混合物料連續不斷地泵入第一反應釜中，待第一反應釜中混合物料高度到達溢流口 (即第一反應釜的出料口）時，自動溢流出，並通過第二反應釜的溢流口（即第二反應釜的進 料口）流入第二反應釜中，真空系統通過冷凝器將第二反應釜內抽真空，氮氣源將氮氣通過 氮氣入口通入第二反應釜中，然後混合物料在第二反應釜內被攪拌繼續進行反應，同時，第 一反應釜和第二反應釜內生成的水在高溫條件下氣化後通過水蒸汽出口和冷凝器進氣口 進入冷凝器，冷凝器將水蒸汽冷凝後排出。第二反應釜中反應後物料從第二反應釜出料口 進入冷卻分相罐中，在冷卻分相罐中進行冷卻分相後被收集等待下道工序處理。冷卻分相 罐使用的冷卻介質為原料調和罐中的混合物料，原料調和罐中的混合物料從循環油出口流 出，被循環泵泵打，通過冷卻介質盤管進口進入冷卻介質盤管中，然後從冷卻介質盤管出口 和循環油進口流入原料調和罐中。
[0013] 本實用新型與現有技術相比，具有如下優點：
[0014] 本實用新型將反應物料在原料調和罐中混合，為後續連續反應提供了便利；將兩 套反應釜通過溢流口串聯，實現了甘油解反應和酯化反應連續進行，縮短了反應時間，提高 了生產效率；將調和好的原料作為冷卻介質與高溫甘油解反應和酯化反應的產物進行熱交 換，降低了體系的能量損失；同時，反應釜中酯化反應生成的水不斷離開反應系統，有利於 反應進行徹底。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0017] 如圖1所示，一種甘油解反應和酯化反應裝置，包括真空系統8,所述裝置還包括 原料調和罐1，原料調和罐1頂部設有循環油進口 1-5、原料油進口 1-3、催化劑進口 1-2和 甘油進口 1-4,原料調和罐1下部設有出料口 1-1和循環油出口 1-6,原料調和罐1的出料 口 1-1與第一反應釜4的進料口 4-1連接，第一反應釜4的出料口 4-3與第二反應釜5的 進料口 5-3連接，第二反應釜5的出料口 5-2與冷卻分相罐7的進料口 7-1連接；冷卻分相 罐7還包括冷卻介質盤管，原料調和罐1的循環油出口 1-6和冷卻介質盤管進口 7-3通過 管道連接，該管道上設有循環泵11，冷卻介質盤管出口 7-2與循環油進口 1-5連接；第一反 應釜4和第二反應釜5底部分別設有氮氣入口 4-2和5-1，氮氣入口 4-2和5-1分別與氮 氣源9連通；第一反應釜4的水蒸汽出口 4-4和第二反應釜5的水蒸汽出口 5-4與冷凝器 6的進氣口 6-1連接，冷凝器6的真空口 6-2與真空系統8連接，連接第一反應釜4與原料 調和罐1的管道上順次設有加熱裝置3、在線酸價測定儀2和出料泵10。
[0018] 所述的第一反應釜4的出料口 4-3和第二反應釜5的進料口 5-3皆為溢流口。
[0019] 工作時，原料油、甘油和催化劑按比例分別通過原料油進口 1-3、甘油進口 1-4和 催化劑進口 1-2進入原料調和罐1並混合，經出料泵10泵出，混合物料通過在線酸價測定 儀2測定物料酸價，為後續反應提供數據參考，然後混合進入加熱裝置3中加熱到所需的反 應溫度後，通過第一反應釜4的進料口 4-1進入第一反應釜4中，然後真空系統8通過冷凝 器6將第一反應釜4內抽真空，氮氣源9將氮氣通過氮氣入口 4-2通入第一反應釜4中，然 後第一反應釜4內對混合物料進行攪拌，出料泵10將混合物料連續不斷地泵入第一反應釜 4中，待第一反應釜4中混合物料高度到達溢流口（即第一反應釜出料口 4-3)時，自動溢流 出，並通過第二反應釜5的溢流口（即第二反應釜進料口 5-3)流入第二反應釜5中，真空系 統8通過冷凝器6將第二反應釜5內抽真空，氮氣源9將氮氣通過氮氣入口 5-1通入第二 反應釜5中，然後混合物料在第二反應釜5內被攪拌繼續進行反應，同時，第一反應釜4和 第二反應釜5內生成的水在高溫條件下氣化後通過水蒸汽出口 4-4和5-4和冷凝器進氣口 6-1進入冷凝器6,冷凝器將水蒸汽冷凝後從排水口 6-3排出。第二反應釜5中反應後物料 從第二反應釜5-2出料口和冷卻分相罐進料口 7-1中進入冷卻分相罐7中，在冷卻分相罐 7中進行冷卻分相後從冷卻分相罐出料口 7-4排出，被收集等待下道工序處理。冷卻分相 罐7使用的冷卻介質為原料調和罐1中的混合物料，原料調和罐1中的混合物料從循環油 出口 1-6流出，被循環泵11泵打，通過冷卻介質盤管進口 7-3進入冷卻介質盤管中，然後從 冷卻介質盤管出口 7-4和循環油進口 1-5流入原料調和罐1中。
【權利要求】
1. 一種甘油解反應和酯化反應裝置，包括真空系統，其特徵在於，所述裝置還包括原料 調和罐，原料調和罐的出料口與第一反應釜的進料口連接，第一反應釜的出料口與第二反 應釜的進料口連接，第二反應釜的出料口與冷卻分相罐的進料口連接，第一反應釜和第二 反應釜底部分別設有氮氣入口，氮氣入口與氮氣源連通；第一反應釜和第二反應釜與真空 系統連接；上述的連接方式為管道連接。
2. 如權利要求1所述的一種甘油解反應和酯化反應裝置，其特徵在於，所述連接第一 反應釜與原料調和罐的管道上順次設有加熱裝置、在線酸價測定儀和出料泵。
3. 如權利要求1所述的一種甘油解反應和酯化反應裝置，其特徵在於，所述的原料調 和罐還包括循環油出口和循環油進口，冷卻分相罐還包括冷卻介質盤管，循環油出口與冷 卻介質盤管進口通過管道連接，該管道上設有循環泵，冷卻介質盤管出口與循環油進口通 過管道連接。
4. 如權利要求1所述的一種甘油解反應和酯化反應裝置，其特徵在於，所述的第一反 應釜和第二反應釜分別包括水蒸汽出口，水蒸汽出口分別與冷凝器進氣口連接，冷凝器與 真空系統連接。
5. 如權利要求1所述的一種甘油解反應和酯化反應裝置，其特徵在於，所述的原料調 和罐頂部還設有原料油進口、催化劑進口和甘油進口。
6. 如權利要求1所述的一種甘油解反應和酯化反應裝置，其特徵在於，第一反應釜的 出料口和第二反應釜的進料口皆為溢流口。
【文檔編號】C11C3/02GK203890322SQ201420116248
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】管有雲, 李慶, 陳建琦, 季祥, 崔勇, 項東方, 婁源民, 張少敏 申請人:河南久大實業有限公司, 管有雲