[发明专利]一种甘油酯化反应装置

说明书

本发明涉及一种甘油酯化反应装置，它包括管路循环连接的甘油酯化反应罐、循环泵、预热器及水力空化器，循环泵的泵液出口与甘油酯化反应罐上部的循环入口连接，循环泵的泵液入口与甘油酯化反应罐底部的循环出口连接，预热器及水力空化器设置在泵液出口与循环入口之间，泵液入口与循环出口之间设有原料油进料管及甘油进料管，甘油酯化反应罐顶部的产物水出口通过冷凝器连接产物水收集罐的产物水收集罐进口，产物水收集罐底部设有出料口，甘油酯化反应罐上还设有氮气进口，连接管路上设有控制阀。该装置结构结单，设计合理，能耗低，油脂酸值快速降至0.5mgKOH/g油以下，降低生产成本，有利于工程放大。

技术领域

本发明属于生物柴油生产装置技术领域，尤其涉及一种甘油酯化反应装置。

背景技术

生物柴油作为一种清洁可再生的绿色燃料以其优良的性能已获得广泛认可，对保护环境，降低对石油的依赖性有着重要的意义（孙纯等，中外能源, 2006, 11(3)）。目前，工业上常用的生产生物柴油的方法为酸催化酯化-碱催化酯交换法（彭振刚等,中国油脂,2007,32(4): 51-54），该方法存在以下不足：（1）酸催化酯化反应不够彻底，酸值通常在2mgKOH/g油，剩余的脂肪酸需部分碱中和，使得酯交换过程中碱用量增加，导致成本增加；（2）碱中和脂肪酸会产生皂，皂是两性化合物，其存在会导致分层困难，降低油的得率；（3）通常采用硫酸作催化剂，不仅对设备有较高要求以防止腐蚀，而且产生废酸水污染环境；（4）酯化过程甲醇用量较大，需要精馏回收，增加了生产成本。

近年来甘油酯化法受到越来越多的关注，甘油酯化法是将脂肪酸与甘油在高温下反应生成甘油酯的过程（Vitthal L. Gole et al, Fuel Processing Technology, 2014,118: 110-116；Pedro Felizardo et al, Fuel Processing Technology, 2011,92(6):1225-1229）。该方法不需要甲醇，不会产生废酸水，高温反应时水及时被蒸除，反应不断向正方向进行，降酸更彻底（曾庆梅等，农业工程学报，2009，25( 8) : 215-219），甘油既是酯化反应物，又是酯交换反应副产物，可循环利用，同时也拓展了副产物甘油的利用范围（敖红伟等，石化技术与应用，2009, 27(3): 226-228）。中国专利CN 104694256 A公开了一种固体碱催化甘油酯化降酸价的方法，该方法能将油脂酸价降至0.5mgKOH/g 以下，但用传统的机械搅拌不利于油脂与甘油的微观混合，且能耗大，不易于工业放大。目前为止，鲜有关于甘油酯化反应装置的报道。

发明内容

基于上述背景技术的不足，本发明提出一种甘油酯化反应装置，该装置结构结单，设计合理，能耗低，油脂酸值快速降至0.5mgKOH/g油以下，降低生产成本，有利于工程放大。

所述的一种甘油酯化反应装置，包括管路循环连接的甘油酯化反应罐、循环泵、预热器及水力空化器，其特征在于所述循环泵的泵液出口与甘油酯化反应罐上部的循环入口连接，循环泵的泵液入口与甘油酯化反应罐底部的循环出口连接，预热器及水力空化器设置在泵液出口与循环入口之间，泵液入口与循环出口之间设有原料油进料管及甘油进料管，甘油酯化反应罐顶部的产物水出口通过冷凝器连接产物水收集罐的产物水收集罐进口，产物水收集罐底部设有出料口，甘油酯化反应罐上还设有氮气进口，连接管路上设有控制阀。

所述的一种甘油酯化反应装置，其特征在于所述甘油酯化反应罐内设有液体分布器和气体分布器，液体分布器与循环入口连接，气体分布器与氮气进口连接。

所述的一种甘油酯化反应装置，其特征在于液体分布器和气体分布器均为排管式结构，包括分布器总管和分布器支管，在分布器支管的底部设置有分布器支管分布孔。

所述的一种甘油酯化反应装置，其特征在于所述循环泵的泵液出口分为两路，一路与产物出口连接，另一路通过预热器及水力空化器与循环入口连接。