[实用新型]一种生物柴油转酯化实时动态分离连续反应系统

说明书

技术领域：

本实用新型属于生物柴油制备技术领域，具体涉及一种生物柴油转酯化实时动态分离连续反应系统。

背景技术：

生物柴油是清洁的可再生能源，是优质的石油柴油代用品。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，工业上主要还是多采用间歇反应工艺，间歇式反应工艺生产效率低、能耗高、产品质量不稳定、规模效益差。而连续化生产节能减耗、成本低、产生规模效益高，目前连续化成为生物柴油工业化生产的趋势。

专利CN201510055701.X公开了生物柴油连续酯交换工艺，首先将甲醇、碱催化剂、低酸值或酯化后的废弃油脂泵入连续酯交换反应器，将从连续酯交换反应器出来的物料连续进入分离器，分离甘油和甲醇等，实现了连续化生产。CN201510056722.3公开的生物柴油连续酯化工艺，首先将废弃油脂、催化剂、甲醇通过计量泵连续打入连续酯化反应器进行连续酯化反应，出料进入连续分离器，分离催化剂和具备酯交换反应的去酯交换物料，实现了废弃油脂生产生物柴油酯化连续化生产。CN201220538026.8公开的生物柴油的连续生产设备，包括混合器、加热器、管道反应器、酯化反应塔、甘油分离器等。

通过检索对比以往的生物柴油的连续生产设备及系统，我们可以发现，上述连续生产设备制备生物柴油的方法主要包括反应和分离两个过程，而这两个过程通常在不同的工段采用不同的设备来完成，即：反应是在各种形式的反应器中进行，产物的分离需在分离设备中完成。也就是说：上述连续生物柴油生产过程中，都是在反应结束接近平衡后，再进行生物柴油和甘油分离。未能在酯交换反应过程中，同时进行甘油的实时动态的分离。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生物柴油转酯化实时动态分离连续反应系统，本实用新型提出的生物柴油转酯化实时动态分离连续反应系统将反应、分离集成于同一个单元内，结构紧凑，可在转酯化制备生物柴油反应过程中，将甘油从反应体系中实时动态分离出来，进而打破转酯化反应过程的动态平衡，有利于反应像正反应方向进行，从而提高反应效率，大幅提高生物柴油的转化率。

本实用新型的目的在于提供一种生物柴油转酯化实时动态分离连续反应系统，包括活塞流反应器和与所述的活塞流反应器连通的原料输送管路，所述的活塞流反应器一侧设置有混合液入口，所述的原料输送管路包括物料泵和将原料搅拌均匀的搅拌混合釜，所述的物料泵一端与搅拌混合釜连通，另一端通过混合液入口与活塞流反应器连通，所述的活塞流反应器为由若干根管道组成的管式反应器，所述的活塞流反应器的偶数层管道一端设置有将反应物中甘油分离出来的甘油实时动态分离装置，另一端设置有采样点，所述的甘油实时动态分离装置包括外圆柱，所述的外圆柱内套设有内圆柱，所述的外圆柱和内圆柱之间形成环形通道，所述的内圆柱顶部设有反应物进料口，并通过液体分布器连接到内圆柱内壁中部位置，反应物通过所述的环形通道将甘油分离出来，所述的内圆柱底部与下一层的管道连接，所述的外圆柱底部设置有甘油出口。

生物柴油制备过程是一个可逆反应过程，因此如若在反应过程中，将甘油进行实时动态分离，使反应体系中的副产物甘油处于较低浓度的水平，将会使反应始终处于非平衡状态，使正反应速率始终保持较高，逆反应速率因副产物甘油的低浓度而得到抑制，将有利于加速反应进行，从而大幅度提高生物柴油的转化率。

本实用新型生物柴油转酯化实时动态分离连续反应系统中提出的甘油实时动态分离装置，其实现了将甘油从反应体系中实时动态分离出来，进而打破转酯化反应过程的动态平衡，有利于反应像正反应方向进行，从而提高反应效率，大幅提高生物柴油的转化率。

优选，所述的外圆柱与内圆柱高度比为8:7，所述的外圆柱与内圆柱直径比为5:4。在本实用新型中，外圆柱的底部连接有带自动控制电动球阀的甘油出口，甘油出口带有自动控制球阀，可以实时控制甘油的量，不需要操作者人工调节甘油的量。外圆柱可由高硼硅玻璃制作而成，以达到可视化的效果。

优选，所述的活塞流反应器管道与外圆柱的直径比为1:5，长度比为10:1。

优选，所述的活塞流反应器管道的长度和直径比大于50。

优选，所述的采样点和甘油出口为联锁控制。通过各层对应的采样点测得的转化率数据，自动调控甘油实时动态分离装置各出口阀门开关大小，以保证分离的平衡。

优选，所述的活塞流反应器置于恒温水浴中。活塞流反应器置于恒温水浴中，可以保证反应的温度，保证酯化反应的顺利进行。