專利名稱：一種固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制備生物柴油的裝置，特別涉及一種固體酸催化高酸值油脂連續(xù)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)：
固體酸是一種綠色環(huán)保型催化劑。一方面它不受原料中游離脂肪酸和水分的影響，可以廉價(jià)的廢棄油脂為原料，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)也減少了環(huán)境污染；另一方面固體酸腐蝕性小，可回收利用，易分離，不產(chǎn)生廢酸液，降低了設(shè)備的投資。在倡導(dǎo)綠色化工和能源緊缺的情況下，以固體酸催化生產(chǎn)生物柴油無(wú)疑提供了一條可持續(xù)發(fā)展的道路。因此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，耗能少，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，無(wú)污染的成套性的制備生物柴油裝置尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油的裝置，在酯交換反應(yīng)制備生物柴油過(guò)程中連續(xù)發(fā)生并且分離出反應(yīng)中產(chǎn)生的水分，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)并且耗能低的效果。本實(shí)用新型固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油的裝置包括原料混合器1、計(jì)量泵2、加熱器3、反應(yīng)塔14、分離器6和蒸餾塔7，原料混合器I通過(guò)計(jì)量泵2和加熱器3連接，加熱器3與反應(yīng)塔14連接，反應(yīng)塔14通過(guò)分離器6和蒸餾塔7連接。其中原料混合器I為底部具有一定弧度的圓柱體結(jié)構(gòu)，并設(shè)有由電機(jī)16和攪拌器15組成的物料攪拌系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)量泵2和加熱器3與反應(yīng)塔14頂端的進(jìn)料口相連；反應(yīng)塔14為一圓柱體結(jié)`構(gòu)，周圍設(shè)有其中安裝有加熱器5的保溫套4，在反應(yīng)塔14的內(nèi)部依次設(shè)有若干填充有固體酸催化劑12的固體酸催化劑固定床11和與若干填充有吸水材料9的吸水材料固定床8，固體酸催化劑固定床11上設(shè)有溢流口 I 10，溢流口 I 10與吸水材料固定床8連通，吸水材料固定床8上設(shè)有溢流口 II 13，經(jīng)吸水材料固定床8除去水分的物料進(jìn)入下一層固體酸催化劑固定床11繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，得到的粗生物柴油通過(guò)設(shè)在反應(yīng)塔14的管道經(jīng)過(guò)分離器6與蒸餾塔7進(jìn)行處理后得到生物柴油，經(jīng)分離器6分離得到的粗甘油收集后作為精制甘油生產(chǎn)原料；蒸餾塔7為一圓柱體塔式結(jié)構(gòu)，下部通過(guò)分離器6與反應(yīng)塔14的底部連接，上部為甲醇回收出口，回收的甲醇重復(fù)利用，從蒸餾塔7的底部收集得到生物柴油產(chǎn)品。其工作過(guò)程是:將甲醇和高酸值油脂在原料混合器I中，在電機(jī)16的攪拌下通過(guò)攪拌器15將原料混合均勻，然后經(jīng)過(guò)計(jì)量泵2通過(guò)加熱器3進(jìn)行預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器14中，加熱器5對(duì)反應(yīng)塔14進(jìn)行加熱，保溫套4保持反應(yīng)塔14內(nèi)的反應(yīng)溫度，原料混合物進(jìn)入反應(yīng)塔14并在固體酸催化劑12催化下在固體堿催化劑固定床11上發(fā)生酯交換反應(yīng)，反應(yīng)后混合物料液位超過(guò)溢流口 I 10，就流入到吸水材料固定床8中，在吸水材料9吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的水分后，當(dāng)混合產(chǎn)物超過(guò)溢流口 II 13時(shí)，又流向下一層的固體酸催化劑固定床11在其上發(fā)生酯交換反應(yīng)，依次循環(huán)進(jìn)行，當(dāng)混合產(chǎn)物流到下層時(shí)候基本反應(yīng)完全，反應(yīng)塔14下層的混合產(chǎn)物進(jìn)入分離器6，粗甘油屬于重相，靜置后會(huì)置于分離器下層，上層的產(chǎn)物進(jìn)入蒸餾塔7經(jīng)蒸餾處理后，回收的甲醇重復(fù)利用，從底部得到的即為生物柴油產(chǎn)品。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:采用上述方案，可使得攪拌后的物料能夠在層式反應(yīng)裝置里連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，并通過(guò)隔層的吸水材料固定床有效的對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的水分進(jìn)行吸收，并且逐層反應(yīng)有利于產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)高效的生物柴油，甲醇的回收利用節(jié)省了生產(chǎn)成本，并且固體酸催化劑對(duì)設(shè)備的要求降低，腐蝕性小，產(chǎn)物易于分離，降低生產(chǎn)成本耗能的同時(shí)，讓生產(chǎn)方式大大的簡(jiǎn)化，無(wú)污染，經(jīng)濟(jì)效益提高。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1是原料混合器；2是計(jì)量泵；3是加熱器；4是保溫套；5是加熱器；6是分離器是蒸餾塔；8是吸水材料固定床；9是吸水材料；10是溢流口 I ;11是固體酸催化劑固定床；12是固體酸催化劑；13是溢流口 II ； 14是反應(yīng)塔；15是攪拌器；16是電機(jī)；17是高酸值油脂；18是甲醇；19是生物柴油；20是粗甘油。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)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。固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油的裝置包括原料混合器1、計(jì)量泵2、加熱器3、反應(yīng)塔14、分離器6和蒸餾塔7，原料混合器I通過(guò)計(jì)量泵2和加熱器3連接，加熱器3與反應(yīng)塔14連接，反應(yīng)塔14通過(guò)分離器6和蒸餾塔7連接；其中原料混合器I為底部具有一定弧度的圓柱體結(jié)構(gòu)，并設(shè)有由電機(jī)16和攪拌器15組成的物料攪拌系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)量泵2和加熱器3與反應(yīng)塔14頂端的進(jìn)料口相連；反應(yīng)塔14為一圓柱體結(jié)構(gòu)，周圍設(shè)有其中安裝有加熱器5的保溫套4，在反應(yīng)塔14的內(nèi)部依次設(shè)有若干填充有固體酸催化劑12的固體酸催化劑固定床11和與若干填充有吸水材料9的吸水材料固定床8，固體酸催化劑固定床11上設(shè)有溢流口 I 10，溢流口 I 10與吸水材料固定床8連通，吸水材料固定床8上設(shè)有溢流口 II 13，經(jīng)吸水材料固定床除去水分的物料進(jìn)入下一層固體酸催化劑固定床11繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，得到的粗生物柴油通過(guò)設(shè)在反應(yīng)塔14的管道經(jīng)過(guò)分離器6與蒸餾塔7進(jìn)行處理，經(jīng)分離器6分離得到的粗甘油收集后作為精制甘油生產(chǎn)原料；蒸餾塔7為一圓柱體塔式結(jié)構(gòu)，下部通過(guò)分離器6與反應(yīng)塔14的底部連接，上部為甲醇回收出口，回收的甲醇重復(fù)利用，從蒸餾塔7的底部收集得到生物柴油產(chǎn)品。運(yùn)行裝置時(shí)，將甲醇18和高酸值油脂17在原料混合器I中，在電機(jī)16的攪拌下通過(guò)攪拌器15將原料混合均勻，然后經(jīng)過(guò)計(jì)量泵2通過(guò)加熱器3進(jìn)行預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器14中，加熱器5對(duì)反應(yīng)塔14進(jìn)行加熱，保溫套4保持反應(yīng)塔14內(nèi)的反應(yīng)溫度，原料混合物進(jìn)入反應(yīng)塔14并在固體酸催化劑12催化下在固體堿催化劑固定床11上發(fā)生酯交換反應(yīng)，反應(yīng)后混合物料液位超過(guò)溢流口 I 10，就流入到吸水材料固定床8中，在吸水材料9吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的水分后，當(dāng)混合產(chǎn)物超過(guò)溢流口 II 13時(shí)，又流向下一層的固體酸催化劑固定床在其上發(fā)生酯交換反應(yīng)，依次循環(huán)進(jìn)行，當(dāng)混合產(chǎn)物流到下層時(shí)候基本反應(yīng)完全，反應(yīng)塔14下層的混合產(chǎn)物進(jìn)入分離器6，粗甘油20屬于重相，靜置后會(huì)置于分離器下層，上層的產(chǎn)物進(jìn)入蒸餾塔7經(jīng)蒸餾處理后，回收的甲醇重復(fù)利用，從底部得到的即為生物柴油19產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.種固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油的裝置，其特征在于:其包括原料混合器(I)、計(jì)量泵(2)、加熱器(3)、反應(yīng)塔(14)、分離器(6)和蒸餾塔(7)，原料混合器(I)通過(guò)計(jì)量泵(2)和加熱器(3)連接，加熱器(3)與反應(yīng)塔(14)連接，反應(yīng)塔(14)通過(guò)分離器(6)和蒸餾塔(7)連接； 其中所述反應(yīng)塔(14)周圍設(shè)有其中安裝有加熱器(5)的保溫套(4)，在反應(yīng)塔(14)的內(nèi)部依次設(shè)有固體酸催化劑固定床(11)和吸水材料固定床(8 )，固體酸催化劑固定床(11)上設(shè)有溢流口 I (10)，溢流口 I (10)與吸水材料固定床(8)連通，吸水材料固定床(8)上設(shè)有溢流口 II (13)，經(jīng)吸水材料固定床(8)除去水分的物料進(jìn)入下一層固體酸催化劑固定床(11)繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，得到的粗生物柴油通過(guò)設(shè)在反應(yīng)塔(14)的管道經(jīng)過(guò)分離器(6 )與蒸餾塔(7)進(jìn)行處理，經(jīng)分離器(6)分離得到的粗甘油收集后作為精制甘油生產(chǎn)原料。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油的裝置，其特征在于:原料混合器(I)為底部具有弧度的圓柱體結(jié)構(gòu)，并設(shè)有由電機(jī)(16)和攪拌器(15)組成的物料攪拌系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)量泵(2)和加熱器(3)與反應(yīng)塔(14)頂端的進(jìn)料口相連。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油的裝置，其特征在于:蒸餾塔(7)為圓柱體塔式結(jié)構(gòu)，其上部設(shè)有甲醇回收出口。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種固體酸催化高酸值油脂連續(xù)制備生物柴油的裝置，其包括原料混合器、計(jì)量泵、加熱器、酯交換反應(yīng)塔和蒸餾塔，本實(shí)用新型使得攪拌后的物料能夠在層式反應(yīng)裝置里連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)物易于分離，降低生產(chǎn)成本耗能的同時(shí)，讓生產(chǎn)方式大大的簡(jiǎn)化，無(wú)污染，經(jīng)濟(jì)效益提高。
文檔編號(hào)C10L1/02GK202924991SQ20122057045
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者蘇有勇, 潘奇林, 吳楨芬, 王 華, 陳恒杰, 韓挺, 葉節(jié)連 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)