專利名稱：用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
脂肪酸甲酯是一種可再生能源，它來自可再生的植物油或動(dòng)物脂肪，做為石油產(chǎn) 品的替代品，由于其具有優(yōu)良的環(huán)保性能，含硫量低，含氧量高，燃燒時(shí)排放的HC、CO等有 害物質(zhì)少，不僅可以減輕世界石油能源日益短缺的局面，而且還能降低空氣污染物和二氧 化碳的排放量，非常有利于環(huán)境保護(hù)，因此脂肪酸甲酯是一種新型綠色的環(huán)保能源。脂肪酸 甲酯的生產(chǎn)一般使用脂肪酸與甲醇為原料，在催化劑作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)得到脂肪酸甲酯產(chǎn)品。脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)一般在塔式反應(yīng)釜和釜式反應(yīng)釜中進(jìn)行，其中使用較多的 是釜式反應(yīng)釜。一般的酯化反應(yīng)裝置包括間歇式酯化反應(yīng)釜，配備一套精餾裝置，精餾裝置 包括蒸發(fā)前冷凝器、蒸發(fā)器、精餾塔以及精餾后冷凝器。反應(yīng)過程是使脂肪酸及過量甲醇在 間歇式酯化反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，加熱條件下進(jìn)行回流反應(yīng)，酯化反應(yīng)完畢，未反應(yīng)的甲 醇從反應(yīng)釜蒸出，然后經(jīng)蒸發(fā)前冷凝器冷凝，再經(jīng)精餾塔提純，提純后再次經(jīng)精餾后冷凝器 冷凝后回流至反應(yīng)釜繼續(xù)參與反應(yīng)。由于每一臺間歇式酯化反應(yīng)釜需要配備一套甲醇精餾 裝置，因此設(shè)備投資高，操作復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間長。而且由于反應(yīng)過程甲醇需要經(jīng)過多次蒸餾 冷凝，因此不僅能源消耗高，而且操作復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間長，生產(chǎn)效率低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中脂肪酸甲酯酯化反應(yīng)裝置存 在的不足，提供一種操作簡單、設(shè)備投資小、生產(chǎn)能耗低、可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)且生產(chǎn)效率高 的脂肪酸甲酯酯化反應(yīng)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，所述反應(yīng)裝置包括初級反應(yīng)釜、終級反應(yīng)釜、精 餾塔和增壓器，所述精餾塔的出口連通所述增壓器的進(jìn)口，所述初級反應(yīng)釜的出口分別連 通所述精餾塔的進(jìn)口和所述終級反應(yīng)釜的進(jìn)口，所述增壓器的出口連通所述終級反應(yīng)釜， 且所述終級反應(yīng)釜的出口連通所述初級反應(yīng)釜的進(jìn)口。其中，所述初級反應(yīng)釜出口包括初級反應(yīng)物料出口和初級反應(yīng)氣相出口，所述終 級反應(yīng)釜出口包括終級反應(yīng)物料出口和終級反應(yīng)氣相出口，所述初級反應(yīng)氣相出口連通所 述精餾塔的進(jìn)口，所述初級反應(yīng)物料出口連通所述終級反應(yīng)釜的進(jìn)口，所述終級反應(yīng)氣相 出口連通所述初級反應(yīng)釜的進(jìn)口。作為一種改進(jìn)，所述反應(yīng)裝置還包括分離塔，所述精餾塔的進(jìn)口通過分離塔與所 述初級反應(yīng)氣相出口連通。優(yōu)選的，所述終極反應(yīng)釜采用至少1個(gè)且并聯(lián)使用。優(yōu)選的，所述初級反應(yīng)釜采用至少1個(gè)且串聯(lián)使用，位于串聯(lián)終端的初級反應(yīng)釜的初級反應(yīng)氣相出口連通所述精餾塔的進(jìn)口，位于串聯(lián)終端的初級反應(yīng)物料出口連通所述 終級反應(yīng)釜的進(jìn)口，終級反應(yīng)氣相出口連通位于串聯(lián)始端的初級反應(yīng)釜的進(jìn)口。 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述反應(yīng)裝置還包括冷凝器，所述冷凝器的進(jìn)口與所述精餾 塔出口連通，所述冷凝器的出口與所述精餾塔的進(jìn)口連通。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型的初級反應(yīng)釜包括至少一個(gè)相互串聯(lián)的反應(yīng)釜，初級酯化可以分多 級進(jìn)行，因此酯化反應(yīng)完全，轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)時(shí)間相對現(xiàn)有技術(shù)縮短。2、本實(shí)用新型的終極反應(yīng)釜包括至少1個(gè)且并聯(lián)使用，甲醇與初級反應(yīng)后的半成 品在第一個(gè)終極反應(yīng)釜內(nèi)酯化反應(yīng)完畢后，將物料切換到第二個(gè)終極反應(yīng)釜繼續(xù)進(jìn)行酯化 反應(yīng)，第二個(gè)終極反應(yīng)釜酯化反應(yīng)完畢再切換到第一個(gè)終極反應(yīng)釜，因此實(shí)現(xiàn)了脂肪酸甲 酯的連續(xù)生產(chǎn)。3、本實(shí)用新型在精餾塔的出口設(shè)有增壓器，因此氣相甲醇精餾提純后，經(jīng)增壓器 增壓后，因?yàn)檠h(huán)壓力增大，使得氣相甲醇在整個(gè)反應(yīng)裝置中能夠循環(huán)使用。4、本實(shí)用新型的精餾塔設(shè)有物料補(bǔ)充進(jìn)口，反應(yīng)消耗掉的甲醇可以從所述物料補(bǔ) 充進(jìn)口加入，經(jīng)精餾提純后再參與終極反應(yīng)，因此可以使用純度較低的液體甲醇原料，降低 了原料成本。5、本實(shí)用新型在初級反應(yīng)釜后甲醇進(jìn)入精餾塔前設(shè)有分離塔，可以將氣體甲醇中 夾帶的液體物料進(jìn)行有效分離，避免了原料的浪費(fèi)。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。附圖是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.初級反應(yīng)釜；11.初級反應(yīng)進(jìn)口 ；12.初級反應(yīng)物料出口 ；13.初級反應(yīng)氣 相出口 ；2.終極反應(yīng)釜；21.終極反應(yīng)進(jìn)口 ；22.終極反應(yīng)物料出口 ；23.終極反應(yīng)氣相出 口 ；3.精餾塔；31.物料補(bǔ)充進(jìn)口 ；4.增壓器；5.分離塔；6.冷凝器。
具體實(shí)施方式
如圖所示，用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，所述反應(yīng)裝置包括初級反應(yīng)釜1、終 級反應(yīng)釜2、精餾塔3、增壓器4、分離塔5和冷凝器6，所述初級反應(yīng)釜1設(shè)有初級反應(yīng)進(jìn) 口 11、初級反應(yīng)物料出口 12和初級反應(yīng)氣相出口 13，所述終級反應(yīng)釜2設(shè)有終極反應(yīng)進(jìn)口 21、終級反應(yīng)物料出口 22和終級反應(yīng)氣相出口 23，所述初級反應(yīng)氣相出口 13通過分離塔5 連通所述精餾塔3的進(jìn)口，所述精餾塔3的出口聯(lián)通所述增壓器4的進(jìn)口，所述增壓器4的 出口連通所述終極反應(yīng)釜進(jìn)口 21，所述初級反應(yīng)物料出口 22連通所述終級反應(yīng)釜進(jìn)口 21， 所述終級反應(yīng)氣相出口 23連通所述初級反應(yīng)釜進(jìn)口 11，所述冷凝器6的進(jìn)口與所述精餾 塔3的出口連通，所述冷凝器6的出口與所述精餾塔3的進(jìn)口連通。所述精餾塔設(shè)有物料 補(bǔ)充進(jìn)口 31。本實(shí)施例中，初級反應(yīng)釜1采用相互串聯(lián)的三個(gè)，終極反應(yīng)釜2采用相互并聯(lián)的兩 個(gè)。位于串聯(lián)終端的初級反應(yīng)釜1的初級反應(yīng)氣相出口 13通過分離塔5連通所述精餾塔 3的進(jìn)口，位于串聯(lián)終端的初級反應(yīng)物料出口 12連通所述終級反應(yīng)釜進(jìn)口 21，終級反應(yīng)氣相出口 23連通位于串聯(lián)始端的初級反應(yīng)進(jìn)口 11。本實(shí)用新型工作時(shí)，氣體甲醇與脂肪酸從位于串聯(lián)始端的初級反應(yīng)釜1底部的初 級反應(yīng)進(jìn)口 11進(jìn)入初級反應(yīng)釜1，進(jìn)行第一級初級反應(yīng)，反應(yīng)完畢的物料(包括脂肪酸甲 酯、脂肪酸以及氣體甲醇)從設(shè)在初級反應(yīng)釜1側(cè)壁的初級反應(yīng)物料出口 12溢流至下一級 初級反應(yīng)釜1，進(jìn)行第二級初級反應(yīng)；第二級初級反應(yīng)完畢的物料(包括脂肪酸甲酯、脂肪 酸以及氣體甲醇)溢流至位于串聯(lián)末端的初級反應(yīng)釜1，進(jìn)行第三級初級反應(yīng)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率 達(dá)到80%以上時(shí)，初級反應(yīng)完畢，初級反應(yīng)完畢后的半成品(包括脂肪酸甲酯，未反應(yīng)的脂 肪酸)溢流至相互并聯(lián)的終極反應(yīng)釜2。未反應(yīng)的氣相甲醇從位于串聯(lián)末端的初級反應(yīng)氣 相出口 13排出，先經(jīng)過分離塔5，將氣體甲醇中夾帶的液體物料進(jìn)行分離，然后去精餾塔3， 在精餾塔3內(nèi)經(jīng)過蒸餾后進(jìn)入冷凝器6冷凝后返回精餾塔3再次進(jìn)行精餾提純，濃度較高 的氣體甲醇從精餾塔3頂部出口排出，先經(jīng)過增壓器4進(jìn)行增壓后，進(jìn)入終極反應(yīng)釜2，與從 位于串聯(lián)末端的初級反應(yīng)釜1來的半成品進(jìn)行終極酯化反應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以后，酯 化反應(yīng)完畢，產(chǎn)品脂肪酸甲酯從終極反應(yīng)物料出口 22排出；此時(shí)將半成品及增壓后的甲醇 切換到相互串聯(lián)的另一個(gè)終極反應(yīng)釜2繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，兩個(gè)并聯(lián)的終極反應(yīng)釜2循環(huán)使用， 在充分保證轉(zhuǎn)化率的前提下，實(shí)現(xiàn)了脂肪酸甲酯的連續(xù)生產(chǎn)。本實(shí)用新型的精餾塔3設(shè)有物料補(bǔ)充進(jìn)口 31，反應(yīng)消耗掉的甲醇可以從物料補(bǔ)充 進(jìn)口 31加入，經(jīng)精餾提純后再參與終極反應(yīng)，因此可以使用純度較低的液體甲醇原料。補(bǔ) 加純度較高的氣體甲醇時(shí)，也可以直接從第一初級反應(yīng)釜的底部進(jìn)口補(bǔ)加。本實(shí)用新型中甲醇經(jīng)增壓器4增壓后，可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)反應(yīng)體系中以氣相形式進(jìn) 行循環(huán)，提高了酯化反應(yīng)效果，經(jīng)過三個(gè)相互串聯(lián)的初級反應(yīng)釜1，和相互并聯(lián)的兩個(gè)終極 反應(yīng)釜2，在保證高轉(zhuǎn)化率的前提下，實(shí)現(xiàn)了脂肪酸甲酯的連續(xù)生產(chǎn)。
權(quán)利要求用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)裝置包括初級反應(yīng)釜、終級反應(yīng)釜、精餾塔和增壓器，所述精餾塔的出口連通所述增壓器的進(jìn)口，所述初級反應(yīng)釜的出口分別連通所述精餾塔的進(jìn)口和所述終級反應(yīng)釜的進(jìn)口，所述增壓器的出口連通所述終級反應(yīng)釜，且所述終級反應(yīng)釜的出口連通所述初級反應(yīng)釜的進(jìn)口。
2.如權(quán)利要求1所述的用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，其特征在于所述初級反應(yīng) 釜出口包括初級反應(yīng)物料出口和初級反應(yīng)氣相出口，所述終級反應(yīng)釜出口包括終級反應(yīng)物 料出口和終級反應(yīng)氣相出口，所述初級反應(yīng)氣相出口連通所述精餾塔的進(jìn)口，所述初級反 應(yīng)物料出口連通所述終級反應(yīng)釜的進(jìn)口，所述終級反應(yīng)氣相出口連通所述初級反應(yīng)釜的進(jìn)
3.如權(quán)利要求2所述的用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)裝置 還包括分離塔，所述精餾塔的進(jìn)口通過分離塔與所述初級反應(yīng)氣相出口連通。
4.如權(quán)利要求2所述的用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，其特征在于所述終極反應(yīng) 釜采用至少1個(gè)且并聯(lián)使用。
5.如權(quán)利要求2所述的用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，其特征在于所述初級反應(yīng) 釜采用至少1個(gè)且串聯(lián)使用，位于串聯(lián)終端的初級反應(yīng)釜的初級反應(yīng)氣相出口連通所述精 餾塔的進(jìn)口，位于串聯(lián)終端的初級反應(yīng)物料出口連通所述終級反應(yīng)釜的進(jìn)口，終級反應(yīng)氣 相出口連通位于串聯(lián)始端的初級反應(yīng)釜的進(jìn)口。
6.如權(quán)利要求2所述的用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)裝置 還包括冷凝器，所述冷凝器的進(jìn)口與所述精餾塔出口連通，所述冷凝器的出口與所述精餾 塔的進(jìn)口連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于脂肪酸甲酯的酯化反應(yīng)裝置，所述反應(yīng)裝置包括初級反應(yīng)釜、終級反應(yīng)釜、精餾塔和增壓器，所述精餾塔的出口連通所述增壓器的進(jìn)口，所述初級反應(yīng)釜的出口分別連通所述精餾塔的進(jìn)口和所述終級反應(yīng)釜的進(jìn)口，所述增壓器的出口連通所述終級反應(yīng)釜，且所述終級反應(yīng)釜的出口連通所述初級反應(yīng)釜的進(jìn)口。本實(shí)用新型中甲醇經(jīng)增壓器增壓后，可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)反應(yīng)體系中以氣相形式進(jìn)行循環(huán)，提高了酯化反應(yīng)效果，經(jīng)過三個(gè)相互串聯(lián)的初級反應(yīng)釜，和相互并聯(lián)的兩個(gè)終極反應(yīng)釜，在保證高轉(zhuǎn)化率的前提下，實(shí)現(xiàn)了脂肪酸甲酯的連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號C10L1/02GK201704307SQ201020164759
公開日2011年1月12日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者劉斌, 朱培才, 田慶堂, 趙修武 申請人:濰坊市大明化工有限公司