[实用新型]一种高效酯化、酯交换反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物柴油工业领域的原料油酯与甲醇在催化剂作用下进行酯化酯交换反应生成脂肪酸甲酯的一种高效反应装置。

技术背景

石油资源短缺，能源需要换代，替代能源和可再生能源的开发已是世界各主要国家的一项战略性课题。所以生物柴油这一概念一经出现，就受到世界各国的普遍关注。由于生物柴油本身具有性能优势（如良好的燃烧性能、润滑性能、安全性能以及优异的环境友好性能），已有很多国家进行了生物柴油的研制和生产。

生物柴油的生产，它的核心步骤是酯化、酯交换的反应，开发高水平的酯化、酯交换连续生产装置，对于生物柴油工艺的发展，实现规模化生产，降低产品成本，促进生物柴油产业的健康发展有着重大意义。

酯化酯交换反应过程中原料油脂与甲醇进行酯化、酯交换生成脂肪酸甲酯，即生物柴油。对于原料油脂与甲醇的酯化、酯交换反应，提高其反应速度一直是一个重点，也是一个难点.它不仅涉及催化剂，还涉及反应工程问题。对于生物柴油工艺，由于原料油脂和甲醇不互溶，反应体系是多相的，反应发生在相界面上，所以油脂、脂肪酸、甲醇、催化剂之间的传质速度极大地影响反应的速度和反应进行的深度，有许多学者将注意力集中在油脂与甲醇的互溶上，有学者用加入共溶剂使体系变成一相来解决问题，也有学者用相转移催化剂来提高相间的传质和反应速率。但在工业生产上这些措施的实现不仅有一定的技术难度，还增加了生产成本。

实用新型专利200820171720.4公开了一种高效膜反应装置，是由反应釜、搅拌装置、管路、泵机和控制柜组成，在泵机和反应釜之间的管路上设有物料混和高效膜反应塔，物料混和高效膜反应塔是塔体内设有竖直放置的金属纤维膜，塔体上部为进料口，下部为出料口，该实用新型具有加大反应物质接触面积、延长接触时间、有效提高反应速度、降低其反应温度、耗能降低、提高产量和产品质量的特点。

实用新型专利201220020961公开了非均相超微细化连续生产生物柴油反应装置，对原料超微细化、增加流体层流运动的速度梯度、使流体分割混合均匀、反应接触面积大、反应转化速率高、且设备投资成本低，适用于生物柴油的连续化、规模化生产的特点。

专利200510011603提供了一种水力空化制备生物柴油的方法，属于提高生物柴油生产效率、降低生产成本的技术领域。该方法在传统的生物柴油生产技术基础上采用水力空化酯交换反应器来优化生物柴油的生产，这种方法工艺简单，酯交换反应速度快，反应时间比传统反应器短，油脂酯交换转化率高,产品满足生物柴油标准。适于大规模的工业生产。

原料油脂在酯化酯交换的过程中由于使用酸碱催化剂，所以产生比较多的含甲醇的酸碱废水，这些废水不能直接排放到污水处理系统，必须经过预处理。生物柴油污水处理的达标排放是生物柴油生产工艺的难点之一，也增加了生物柴油的生产成本。因此减少生物柴油生产过程中酸碱催化剂的使用量，实现减少酸碱废水的排放是生物柴油工艺设备开发的重点之一。而上述专利均未涉及减少生物柴油生产过程中酸碱催化剂的使用量。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种高效酯化、酯交换反应装置，它不仅能提高生物柴油生产效率，而且能减少生物柴油生产过程中酸碱催化剂的使用量。

本实用新型的技术方案如下：