專利名稱：一種塔式超臨界反應裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于生物柴油的制備裝置技術領域，特別涉及一種塔式超臨界反應裝置。
背景技術：
目前，精制油脂制備生物柴油的生產技術比較成熟，通常采用間歇反應釜和常壓 酯交換法生產。以高酸值油脂為原料制備生物柴油多采用一步酸催化或先酸后堿的兩步催 化法進行。高酸值油脂的酸值一般大于10，且成分復雜，以此為原料來生產生物柴油存在不 少技術問題，例如在高酸值油脂酯化反應的間歇生產過程中，酸性催化劑造成設備腐蝕非 常嚴重，設備投資大，容易產生“跑、冒、滴、漏”等現象，存在嚴重的安全隱患。專利號為200820040677.8的申請公開了一種用于制備生物柴油的復合式精餾 塔，其包括塔釜、精餾塔塔體、塔頂冷凝器，所述精餾塔塔體分為上、下兩部分，上部為塔板 精餾段，塔殼上均勻設有多塊塔板，在塔板上設有絲網，固體催化劑附著于絲網上；下部為 填料催化反應段，在塔殼內填充有填料，填料內填充固體催化劑。該復合式精餾塔可用于高 酸值原料油，但不能用于超臨界條件下。另外，現有的生物柴油超臨界生產裝置，一般有超臨界反應釜和管式反應器，其僅 能實現生物柴油的生產，但不能在同一裝置中同時完成反應和分離。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種可以在同一個裝置內完成反應和分離、實現連續化 生產、適合高酸值原料油、生產能耗較低的塔式超臨界反應裝置。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是一種塔式超臨界反應裝置，包括多個 塔節，塔節由塔殼和多層塔板構成，所述塔節數目為2-5個，塔節上部設有原料油或脂肪酸 進料口和氣態醇出料口，塔節下部設有氣態醇進料口、脂肪酸甲酯出料口和甘油出料口 ；塔 節通過上部的原料油或脂肪酸進料口和氣態醇出料口分別與相鄰塔節下部的脂肪酸甲酯 出料口和氣態醇進料口相連通。所述塔節內設有2-40塊塔板，且塔板數目為偶數；相鄰塔節通過法蘭固定連接。所述塔板為板式，其包括塔盤、泡罩、甘油分離通道和降液管，泡罩設在塔盤上，塔 盤通過定距管和拉桿固定，甘油分離通道設在塔盤底部，降液管設在塔盤外側端部。所述塔盤與塔殼間的縫隙內填充有密封填料，密封填料上面設有壓圈，壓圈通過 壓緊裝置固定。相鄰塔板交錯傾斜設置，傾斜角度為0 10°。下層塔板上設有進口堰，進口堰位于上層塔板上的降液管和甘油分離通道之間， 且進口堰與降液管和甘油分離通道部分疊合。相鄰或者間隔相鄰的甘油分離通道在塔體內呈直線分布。所述塔盤上設有升氣管，設有升氣管的塔板與板式塔板交替設置。[0014]所述塔體直徑為100 1200mm，泡罩直徑彡80mm，板間距為lOO-lOOOmm，出口堰高 度為 20-100mm。與現有技術相比，本實用新型的優點是1、本實用新型通常設有2-5個塔節，塔節內設有整體板式塔板，相鄰塔節之間用 法蘭固定連接，安裝維修方便。超臨界反應在塔節內進行，原料油或脂肪酸和低碳醇逆向加 料，反應物混合充分、均勻，使低碳醇以超臨界的方式進入塔節內，有助于分子擴散、提高分 子活性，使反應更加充分；塔節內無需添加催化劑，節約原材料、節約生產成本；一套裝置 能同時完成酯化反應和精餾分離兩項工作任務，實現連續化生產，反應產物可隨時分離，加 快了反應速度，阻止發生逆反應，設備簡單，一機多用，降低投資，節能省耗。2、相鄰塔板交錯傾斜設置，傾斜角度為0 10°，便于原料油或脂肪酸向下和氣 態醇向上混合，有助于提高反應速度，提高生產率。3、本實用新型對原料的適應性強，不但適合精制油脂，還特別適合高酸值油脂和 脂肪酸，酸值可在10 180之間，適用范圍廣。4、本實用新型的油醇摩爾比低，可低至1 1.5，未反應的氣態低碳醇量很少，避 免造成原料浪費。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為實施例一的塔節結構示意圖；圖3為實施例二的塔節結構示意圖；圖4為實施例三的塔節結構示意圖。
具體實施方式
實施例一，如圖1、圖2所示的塔式超臨界反應裝置，由三個塔節1連通構成，塔節 1由塔殼7和2-40塊塔板8構成，塔板8數目為偶數，塔板8傾斜設置在塔殼7上，其傾斜 角度為0-10°。在塔節1上部設有原料油或脂肪酸進料口 2和氣態醇出料口 3，氣態醇出 料口 3向上設置，便于氣態醇的排放；塔節1下部設有氣態醇進料口 4、脂肪酸甲酯出料口 6 和甘油出料口 5，脂肪酸甲酯出料口 6和甘油出料口 5分別用于排出生物柴油和甘油。上、 下相鄰的塔節1通過上部的原料油或脂肪酸進料口 2和氣態醇出料口 3分別與相鄰塔節1 下部的脂肪酸甲酯出料口 6和氣態醇進料口 4相連通。塔板8為板式，板式塔板8包括塔盤81、泡罩84、甘油分離通道83、降液管82和 進口堰85，泡罩84的直徑< 80mm ；塔盤81固設在塔殼7內側，在塔盤81上部均勻設有泡 罩84、塔盤81底部向下設有甘油分離通道83，可分離塔板8上沉積的甘油，間隔設置的塔 盤81上的甘油分離通道83在塔體2內呈直線分布，即甘油分離通道83設置在靠近降液管 82 一端；進口堰85設在塔盤81內側，即靠近塔盤81與塔殼7相連一側，位于泡罩84和塔 殼7之間，出口堰高度為20-100mm ；降液管82設在塔盤81外側端部，且上端伸出塔盤81、 下端與甘油分離通道83有部分重疊，但降液管82下端高于甘油分離通道83下端。相鄰塔 板8交錯相對設置在相對側的塔殼7上，塔板8的間距為lOO-lOOOmm，下層塔板8上的進口 堰85位于上層塔板8上的降液管82和甘油分離通道83之間，且進口堰85與降液管82和甘油分離通道83部分疊合。在本實用新型中，反應過程的操作壓力為8_16Mpa、操作溫度240-300°C，原料油 或脂肪酸從原料油或脂肪酸進料口 2進料，低碳醇連續從氣態醇進料口 4進入，兩者逆向加 料，油、醇加料摩爾比為1 1.5，反應過程中無需催化劑、無回流。未反應的低碳醇從氣態 醇出料口 3送入后續的甲醇塔進行精制，生成的生物柴油和甘油經脂肪酸甲酯出料口 6和 甘油出料口 5流出。實施例二 如圖1、圖3所示的塔式超臨界反應裝置，其與實施例一的不同之處在 于塔盤81上的甘油分離通道83在塔節1內呈直線分布，即甘油分離通道83均靠近同一 側的塔殼7設置；另外，在塔盤81上設有升氣管86，即設有升氣管86的塔板與板式塔板交 替設置，升氣管86作為氣體通道向上排放多余氣態醇。實施例三，如圖1、4所示的塔式超臨界反應裝置，其與實施例一的不同之處在于 塔板8包括塔盤81、泡罩84、甘油分離通道83和降液管82，泡罩84設在塔盤81上；塔盤 81通過定距管811和拉桿812固定安裝，定距管811和拉桿812固定在塔節1的底部，通過 調節定距管811和拉桿812，可調整塔板8之間的距離；甘油分離通道83設在塔盤81底部， 降液管82設在塔盤81外側端部。在塔盤81與塔殼7之間的縫隙內填充有密封填料87， 密封填料87上面設有壓圈88，壓圈88通過壓緊裝置89固定。在塔盤81上還設有塔盤圈 810，使塔盤上保持一定液位，塔盤圈810上設有吊耳10。
權利要求一種塔式超臨界反應裝置，包括多個塔節，塔節由塔殼和多層塔板構成，其特征在于所述塔節數目為2-5個，塔節上部設有原料油或脂肪酸進料口和氣態醇出料口，塔節下部設有氣態醇進料口、脂肪酸甲酯出料口和甘油出料口；塔節通過上部的原料油或脂肪酸進料口和氣態醇出料口分別與相鄰塔節下部的脂肪酸甲酯出料口和氣態醇進料口相連通。
2.如權利要求1所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于所述塔節內設有2-40塊塔 板，且塔板數目為偶數；相鄰塔節通過法蘭固定連接。
3.如權利要求2所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于所述塔板為板式，其包括塔 盤、泡罩、甘油分離通道和降液管，泡罩設在塔盤上，塔盤通過定距管和拉桿固定，甘油分離 通道設在塔盤底部，降液管設在塔盤外側端部。
4.如權利要求3所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于所述塔盤與塔殼間的縫隙 內填充有密封填料，密封填料上面設有壓圈，壓圈通過壓緊裝置固定。
5.如權利要求1所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于相鄰塔板交錯傾斜設置，傾 斜角度為0 10°。
6.如權利要求5所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于下層塔板上設有進口堰，進 口堰位于上層塔板上的降液管和甘油分離通道之間，且進口堰與降液管和甘油分離通道部 分疊合。
7.如權利要求6所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于相鄰或者間隔相鄰的甘油 分離通道在塔體內呈直線分布。
8.如權利要求7所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于所述塔盤上設有升氣管，設 有升氣管的塔板與板式塔板交替設置。
9.如權利要求4或8所述的塔式超臨界反應裝置，其特征在于所述塔體直徑為100 1200mm，泡罩直徑彡80mm，板間距為lOO-lOOOmm，出口堰高度為20_100mm。
專利摘要本實用新型公開了一種塔式超臨界反應裝置，包括多個塔節，塔節由塔殼和多層塔板構成，所述塔節數目為2-5個，塔節上部設有原料油或脂肪酸進料口和氣態醇出料口，塔節下部設有氣態醇進料口、脂肪酸甲酯出料口和甘油出料口；塔節通過上部的原料油或脂肪酸進料口和氣態醇出料口分別與相鄰塔節下部的脂肪酸甲酯出料口和氣態醇進料口相連通。超臨界反應在塔節內進行，原料油或脂肪酸和低碳醇逆向加料，反應物混合充分、均勻，使低碳醇以超臨界的方式進入塔節內，有助于分子擴散、提高分子活性，使反應更加充分。一套裝置能同時完成酯化反應和精餾分離兩項工作任務，設備簡單，一機多用，降低投資，節能省耗。
文檔編號B01D3/18GK201632252SQ20102014361
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者劉利平, 常春, 方書起, 李洪亮, 陳俊英, 韓秀麗, 馬曉建 申請人:鄭州大學生化工程中心