[实用新型]一种非均相酯化降酸反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非均相酯化降酸反应装置，属于化工设备领域。

背景技术

目前，制约我国生物柴油产业发展的瓶颈是原料成本及供应问题，受资源及经济发展水平的限制，结合废弃物资源回收利用，大量高酸值的废弃油脂、野生油料等成为现阶段我国生物柴油制备的主要原料。传统酯化反应广泛采用强酸（如浓硫酸）为均相催化剂，其反应时间长、温度高、能耗大、设备腐蚀严重，排放含酸废水易造成环境污染，利用固体酸/碱、脂肪酶等非均相催化剂可有效解决上述难题，因此开发和利用非均相酯化反应装置生产低酸值生物柴油具有十分重要的意义和良好的应用前景。

发明内容

本实用新型提供了一种非均相酯化降酸反应装置，以用于解决现有技术反应时间长、温度高、能耗大等不足。

本实用新型的技术方案是：一种非均相酯化降酸反应装置，由酯化反应系统、甲醇蒸汽发生系统和采样系统组成；所述酯化反应系统由油浴锅1、酯化反应器2、三向连通器4组成；所述甲醇蒸汽发生系统由蒸汽质量流量计5、流量调节器6、甲醇精馏柱7、水银玻棒温度计8、冷凝回流管9、三向缓冲连通器10、甲醇蒸汽发生器12、水浴锅13组成；所述采样系统由自动采样器14组成；所述油浴锅1自带温度传感器Ⅰ3，所述水浴锅13自带温度传感器Ⅱ11；

所述酯化反应系统采用油浴锅1加热，酯化反应器2的左端口与自动采样器14连接，上端口设有三向连通器4，右端口设有温度传感器Ⅰ3；甲醇蒸汽发生系统采用水浴锅13加热，甲醇蒸汽发生器12的左端口设有甲醇精馏柱7，甲醇蒸汽发生器12的上端口与三向缓冲连通器10连接，甲醇蒸汽发生器12的右端口设有温度传感器Ⅱ11，甲醇精馏柱7上端出气口通过流量调节器6、蒸汽质量流量计5与三向连通器4的进气口连接，甲醇精馏柱7右端设有水银玻棒温度计8，三向缓冲连通器10上端与冷凝回流管9连接，三向缓冲连通器10左端支管通过管道与三向连通器4的出气口连接。

所述油浴锅1、水浴锅13分别为DF-101S数显集热式磁力搅拌器采用油浴、水浴方式。

其中，自动采样器14可以采用的型号有：SBSQY石油在线自动采样器，ZHYQ自动采样器。

本实用新型的工作原理是：

首先将脂肪酸与固体酸催化剂按照一定比例加入酯化反应器2，打开油浴锅1通过温度传感器Ⅰ3使油浴温度控制在100℃左右，再将甲醇加入甲醇蒸汽发生器12，打开水浴锅13通过温度传感器Ⅱ11使水浴温度控制在65℃左右；然后，甲醇蒸汽经过甲醇精馏柱7提纯通过管道进入流量调节器6，水银玻棒温度计8测定进入流量调节器6的甲醇蒸汽的温度，调节流量调节器6，打开蒸汽质量流量计5，使甲醇蒸汽通过三向连通器4的进气口进入酯化反应器2，甲醇蒸汽的曝气作用使得脂肪酸与固体酸催化剂混合更加均匀、充分接触，在酯化反应器2中进行酯化反应；最后，酯化反应过程生成的水在酯化反应器2中汽化成水蒸气，水蒸气随未反应的甲醇蒸汽一起经三向连通器4的出气口进入三向缓冲连通器10，甲醇和水的混合蒸汽向上进入通有冷凝水的冷凝回流管9，在冷凝回流管9的作用下冷凝成液态水和液态甲醇，液态水和液态甲醇回流到甲醇蒸汽发生器12，液态水在甲醇精馏柱7的作用下被分离在甲醇蒸汽发生器12中，从而实现酯化反应的连续进行。在反应过程中，通过自动采样器14对反应产物进行采样，实现实时分析、监控。

本实用新型的有益效果是：用固体酸催化剂催化高纯度的甲醇蒸汽与脂肪酸进行高效气相酯化反应，酯化反应生成的水随未反应的甲醇蒸汽一起经冷凝移出，酯化降酸产物经自动连续采样器进行实时监控，由于反应温度较高、气相反应传质的优化及反应物产物的及时转移，该非均相酯化降酸装置可显著提高反应效率，缩短反应时间，达到节约资源，提高反应转化率的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中各标号：1-油浴锅，2-酯化反应器，3-温度传感器Ⅰ，4-三向连通器，5-蒸汽质量流量计，6-流量调节器，7-甲醇精馏柱，8-水银玻棒温度计，9-冷凝回流管，10-三向缓冲连通器，11-温度传感器Ⅱ，12-甲醇蒸汽发生器，13-水浴锅，14-自动采样器。

具体实施方式