[实用新型]连续化制备生物柴油的强化混合反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物柴油的生产加工设备，特别是一种用酸化油、地沟油、餐饮废油、植物油为原料连续化制备生物柴油的强化混合反应装置。

背景技术

生物柴油是清洁的可再生能源，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。

目前工业化生产中，多采用酯交换工艺制备生物柴油。该法利用甲醇等醇类物质，将甘油三酸酯中的甘油取代下来，形成长链的脂肪酸甲酯。由于常规反应器中油醇不相溶体系混合困难，故反应时间长、转化率低、能耗大。

为解决上述问题，近期出现很多高效制备生物柴油的反应装置。中国专利CN 101717698A提出加入助溶剂促进油醇两相混合，使反应在均相中进行，但是引入助溶剂将给后续处理带来不便并增加原料成本。中国专利CN 201241095Y在传统反应器中串联一个水力空化器，产生空化泡以及空化泡长大和剧烈崩溃，有利于反应液充分混合、乳化，使反应界面迅速扩大，有利于快速合成生物柴油，但串联水力空化器需要通过加压泵，增加了反应装置的复杂性。中国专利CN 1919973A提出利用环路湍流反应器组成一套连续式制备生物柴油的装置，原料从环路湍流反应器底部进入，在环路湍流反应器中反应，经过反应的混合物从反应器顶部出料，一部分物料回到循环混合泵，再次进入环路湍流反应器，另一部分进入二级反应器，实现了原料的循环混合，但是需要设置循环回路，生产条件较复杂，反应物料外循环需要通过外动力，使能耗增大。

因此，需要开发一种结构简单、加工容易、效率高、能耗低且能连续化量产的生物柴油生产装置。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种结构简单、加工容易、效率高、能耗低且能连续制备生物柴油的强化混合反应装置。

本实验新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种连续化制备生物柴油的强化混合反应装置，包括管式反应器和预混合器，其特征在于：在管式反应器进口端装有导流筒。

按上述方案，预混合器属于被动式混合，采用异径三通连接件。

按上述方案，导流筒的长径比为1:1～12:1。

按上述方案，导流筒与管式反应器的管径之比为0.3～0.8。

按上述方案，导流筒的底部与管式反应器底部的距离为管式反应器的管径的0.5 ～5 倍。

工作原理：甲醇和原料油通过预混合器混合后进入管式反应器，在管式反应器进口端设置导流筒，反应过程中，导流筒内物料为超临界甲醇相与油相的混合物，密度相对较小，环隙内物料为不完全反应的油相，密度相对较大，在导流筒的引导下，物料绕导流筒壁有序循环，实现不完全反应的油相与新鲜进料在反应器进口端混合。不完全反应的油相中含有中间产物，该中间产物为增加两相互溶的共溶剂，使油相中甲醇的含量与超临界甲醇相中油的含量同时增加，由质量作用定律知，两相互溶度的增加使反应速率增大，强化了反应过程。

本实用新型的有益效果是：采用预混合器对油醇不互溶流体进行预混，有效地促进了两相混合。通过设置适宜尺寸的导流筒，使物料在反应器中靠自身体系的压力差实现有序循环，增加反应器进口端超临界甲醇相与油相的互溶度使反应速率增大。在适宜尺寸导流筒的引导下，物料的有序循环使物料在反应器进口端产生返混，超临界甲醇相与油相互溶度增加产生的有益效果大于返混带来的不利影响，醇油比降低，反应时间缩短。醇油比的降低与反应时间的缩短避免了高温下生物柴油的焦化，从而使能耗降低，油脂收率提高。导流筒的设置强化了反应过程，增加了反应器的生产效率，进而实现了生物柴油生产的连续化、低能耗、高产量。

附图说明

图1是强化混合反应装置的结构示意图；

图2是本实用新型的应用工艺流程图。

具体实施方式