專利名稱：一種介孔固體堿催化生物柴油制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物柴油制備裝置，尤其是一種以介孔固體堿催化劑催化酯交換制備生物柴油的裝置，屬化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物柴油是以各種油脂為原料，與低碳醇(甲醇、乙醇)經(jīng)酯化或轉(zhuǎn)酯化等一系列加工處理而制成的一種液體燃料，它是優(yōu)質(zhì)的石化柴油替代品，是典型的“綠色能源”。生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保特性、可再生性，酯交換法是目前生產(chǎn)生物柴油的主要方法。但其存在生產(chǎn)成本高，分離困難，易造成環(huán)境污染，設(shè)備體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。如何提高生物柴油制備的轉(zhuǎn)化率，降低成本，產(chǎn)物分離，在生物柴油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，通過易與產(chǎn)物分離、可循環(huán)使用、對設(shè)備腐蝕性小的介孔固體堿催化劑，提高生物柴油轉(zhuǎn)換率，降低生產(chǎn)成本低，簡化操作過程。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案完成介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，包括一級酯交換反應(yīng)柱4、二級酯交換反應(yīng)柱7、一級分離器5、二級分離器10和普通生物柴油精制裝置11 ；一級分離器5頂部經(jīng)管道與一級酯交換反應(yīng)柱4頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱7底部進(jìn)料口連接，二級分離器10頂部經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱7頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與生物柴油精制裝置11進(jìn)料口連接；一級酯交換反應(yīng)柱4底部進(jìn)料口與油脂和甲醇進(jìn)料管連接，一級分離器5、二級分離器10和生物柴油精制裝置11底部的副產(chǎn)物排放口經(jīng)管道接副產(chǎn)物回收系統(tǒng)。所述一、二級酯交換反應(yīng)柱4、7為柱體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部分別填充有介孔固體堿催化劑3、6，外部分別包裹有加熱器1、9和保溫層2、8。介孔固體堿催化劑為堿金屬或堿土金屬氧化物、強(qiáng)堿陰離子交換樹脂、水滑石或類水滑石固體堿、負(fù)載型固體堿，如CaO、多孔型陰離子交換樹脂PA308、Mg4A12 (OH) 12 (NO3) 2 ·4Η20水滑石、負(fù)載型鈣鎂固體催化劑等。加熱器為普通電加熱器(如電阻式加熱器等)，保溫層2、8采用普通保溫材料(如泡沫塑料、石棉等)。所述一、二級分離器5和10的中上部為柱體結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)，其上部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有副產(chǎn)品排放口、側(cè)壁設(shè)有粗產(chǎn)品出料口。本裝置的工作過程是將油脂原料、甲醇加入至一級酯交換反應(yīng)柱4中，經(jīng)介孔堿催化劑3的催化作用，在加熱器1加熱至一定溫度下發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成的產(chǎn)物經(jīng)過管道到達(dá)一級分離器5，經(jīng)過分離后副產(chǎn)品由底部管道流出并回收，甲酯混合物由分離器5上部管道同時(shí)加入甲醇后進(jìn)入二級酯交換反應(yīng)柱7，經(jīng)過再一次酯交換反應(yīng)，生成的產(chǎn)物經(jīng)過管道到達(dá)二級分離器10，經(jīng)過分離后副產(chǎn)物經(jīng)底部管道回收，甲酯混合物由上部管道與生物柴油精制裝置連接，經(jīng)過生物柴油精致裝置11精制后得到產(chǎn)品生物柴油，同時(shí)得到副產(chǎn)物。[0008]本裝置物料進(jìn)入反應(yīng)器后與介孔固體堿催化劑充分反應(yīng)，同時(shí)結(jié)合管道式反應(yīng)器的特點(diǎn)，可以進(jìn)行生物柴油的連續(xù)制備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有生物柴油轉(zhuǎn)換率高、生產(chǎn)成本低、操作控制簡單，催化劑對設(shè)備腐蝕性低且可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)示意圖。圖中，1，9 一加熱器；2，8 —保溫層；3，6 —介孔固體堿催化劑；4 一一級酯交換反應(yīng)柱；5 —一級分離器；7 —二級酯交換反應(yīng)柱；10 —一級分離器；11 一生物柴油精制系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于所述內(nèi)容。實(shí)施例1 如圖1所示，本介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，包括一級酯交換反應(yīng)柱4、二級酯交換反應(yīng)柱7、一級分離器5、二級分離器10和普通生物柴油精制裝置11 ； 一級分離器5頂部經(jīng)管道與一級酯交換反應(yīng)柱4頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱7底部進(jìn)料口連接，二級分離器10頂部經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱7頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與生物柴油精制裝置11進(jìn)料口連接；一級酯交換反應(yīng)柱4底部進(jìn)料口與油脂和甲醇進(jìn)料管連接，一級分離器5、二級分離器10和生物柴油精制裝置11底部的副產(chǎn)物排放口經(jīng)管道接副產(chǎn)物回收系統(tǒng)。一、二級酯交換反應(yīng)柱4、7為柱體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部分別填充有Mg4A12 (OH) 12 (NO3) 2 ·4Η20水滑石介孔固體堿催化劑3、6，外部分別包裹有加熱器1、9和保溫層2、8，加熱器1、9為普通電阻絲加熱器，保溫層2、8采用普通泡沫塑料。一、 二級分離器5和10的中上部為柱體結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)，其上部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有副產(chǎn)品排放口、側(cè)壁設(shè)有粗產(chǎn)品出料口。實(shí)施例2 如圖1所示，本介孔固體堿催化生物柴油制備裝置與實(shí)施例1相同， 一、二級酯交換反應(yīng)柱4、7內(nèi)部分別填充的介孔固體堿催化劑3、6為CaO。實(shí)施例3 如圖1所示，本介孔固體堿催化生物柴油制備裝置與實(shí)施例1相同， 一、二級酯交換反應(yīng)柱4、7內(nèi)部分別填充的介孔固體堿催化劑3、6為多孔型陰離子交換樹脂PA308。
權(quán)利要求1.一種介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，其特征在于包括一級酯交換反應(yīng)柱(4)、 二級酯交換反應(yīng)柱(7)、一級分離器(5)、二級分離器(10)和普通生物柴油精制裝置(11)； 一級分離器(5)頂部經(jīng)管道與一級酯交換反應(yīng)柱(4)頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱(7)底部進(jìn)料口連接，二級分離器(10)頂部經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱 (7)頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與生物柴油精制裝置(11)進(jìn)料口連接；一級酯交換反應(yīng)柱(4)底部進(jìn)料口與油脂和甲醇進(jìn)料管連接，一級分離器(5)、二級分離器(10)和生物柴油精制裝置(11)底部的副產(chǎn)物排放口經(jīng)管道接副產(chǎn)物回收系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，其特征在于一、二級酯交換反應(yīng)柱(4)、(7)為柱體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部分別填充有介孔固體堿催化劑(3)、(6)，外部分別包裹有加熱器(1)、(9)和保溫層(2)、(S)0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，其特征在于一、二級酯交換反應(yīng)柱(4)、(7)外部包裹的加熱器(1)、(9)為電加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，其特征在于一、二級分離器(5)、(10)的中上部為柱體結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)，其上部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有副產(chǎn)品排放口、側(cè)壁設(shè)有粗產(chǎn)品出料口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種介孔固體堿催化生物柴油制備裝置，屬化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括一級酯交換反應(yīng)柱、二級酯交換反應(yīng)柱、一級分離器、二級分離器和普通生物柴油精制裝置；一級分離器頂部經(jīng)管道與一級酯交換反應(yīng)柱頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱7底部進(jìn)料口連接，二級分離器頂部經(jīng)管道與二級酯交換反應(yīng)柱頂部連接、側(cè)壁上部出料口經(jīng)管道與生物柴油精制裝置進(jìn)料口連接；一級酯交換反應(yīng)柱底部進(jìn)料口與油脂和甲醇進(jìn)料管連接，一級分離器、二級分離器和生物柴油精制裝置底部的副產(chǎn)物排放口經(jīng)管道接副產(chǎn)物回收系統(tǒng)。具有生物柴油轉(zhuǎn)換率高、生產(chǎn)成本低、操作控制簡單，催化劑對設(shè)備腐蝕性低且可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C11C3/10GK202297560SQ201120428210
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者葉節(jié)連, 吳楨芬, 楊娜, 潘奇林, 王 華, 蘇有勇, 陳恒杰 申請人:昆明理工大學(xué)