一種高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置，屬油脂化工【技術領域】。該裝置包括原料混合器、計量泵、分子篩填充反應器I、分子篩填充反應器II、加熱器、分離器、蒸餾塔、冷卻器、三通閥I、三通閥II、三通閥Ⅲ、三通閥IV、三通閥V，作為酯化產物之一的水及時地被除去，使得酯化反應徹底向生成生物柴油的方向進行，提高了生物柴油的轉化率；使用兩只分子篩填充酯化反應器并聯，一只工作，另一只可以進行再生處理，相互交替和再生，以保證設備連續運行，實現了生物柴油的連續制備；該工藝具有簡單、操作方便、效率高、無污染、能耗低生成過程清潔、連續生產的優點。
【專利說明】一種高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置，屬油脂化工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]生物柴油是一種良好的石化柴油替代品，與石化柴油相比，具有優良的環保性，較好的低溫發動機啟動性能和安全性能，良好的燃料性能及可再生等特點。目前采用酯化法生產生物柴油，原料油脂通過酯化反應、蒸餾提純等過程生產出生物柴油。但設備昂貴、反應溫度高、效率較低，從而導致大能耗、高成本，同時排出廢水，造成污染。至今，利用動植物油脂及廢動植物油脂生產生物柴油的無污染，耗能少，低成本，優質高產的生產生物柴油裝置相對較少。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對現有技術存在的不足，提供一種高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置，該裝置包括原料混合器1、計量泵2、分子篩填充反應器13、分子篩填充反應器114、加熱器5、分離器6、蒸餾塔7、冷卻器8、三通閥19、三通閥1110、三通閥III 11、三通閥IV12、三通閥V13、原料罐114、原料罐1115、原料罐III 16、二通閥117、二通閥1118、二通閥1119，原料罐114、原料罐1115、原料罐III 16分別通過二通閥117、二通閥1118、二通閥1119與原料混合器I的上端連通，原料混合器I和計量泵2連接，計量泵2通過三通閥19分別和冷卻器8、分子篩填充反應器13的一端連接，計量泵2通過三通閥IIlO分別和冷卻器8、分子篩填充反應器Π4的一端連接；分子篩填充反應器13的另一端通過三通閥III 11和分離器6連接，分子篩填充反應器Π4的另一端通過三通閥IV12和分離器6連接；加熱器5通過三通閥V13分別和分子篩填充反應器13、分子篩填充反應器114連通、分離器6、蒸餾塔7、容器1115依次連通。
[0004]本實用新型所述分子篩填充反應器13和分子篩填充反應器114為圓柱狀管道結構，其內填充有分子篩，其外用真空管加熱套包裹。
[0005]本實用新型分子篩填充反應器13和分子篩填充反應器114為中填充的分子篩為3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、13X分子篩中一種。
[0006]本實用新型所述原料罐114、原料罐1115、原料罐III16中分別裝入高酸值油脂、甲醇和酸性催化劑原料。
[0007]本實用新型中高酸值油脂為高酸值小桐子油、地溝油、高酸值廢棄油脂、大豆油油腳、高酸值橡膠籽油、高酸值菜籽油、高酸值大豆油、高酸值花生油、高酸值棕櫚油、高酸值茶籽油、高酸值工程藻類油脂、高酸值豬油、高酸值牛油等中一種或幾種。
[0008]本實用新型使用時，按如下步驟進行:
[0009](I)連續酯化和脫水:將高酸值油脂、甲醇和酸性催化劑按比例分別加入原料罐114、原料罐1115、原料罐III16中，然后在原料混合器I中混合，經攪拌均勻后混合物通過計量泵2、三通閥I 9進入到分子篩填充反應器I 3中，分子篩填充反應器I 3通過真空管加熱套加熱；高酸值油脂和甲醇在酸性催化劑的作用下反應生成生物柴油和水，由于分子篩吸水性強迅速地將反應生成的水吸收，酯化反應向生成生物柴油的方向進行，當分子篩填充反應器I 3中分子篩吸水達到飽和后，關閉三通閥I 9通向分子篩填充反應器I 3的閥門，打開通向分子篩填充反應器II 4的三通閥II 10，使得酯化反應在分子篩填充反應器
II4中進行；分子篩填充反應器II 4酯化反應的溫度3(T50°C ；
[0010](2)生物柴油精制:打開通向分離器6的三通閥III 11，使得酯化反應生成的生物柴油、酸性催化劑和剩余的甲醇進入分離器6中，從下層分離出來的是酸性催化劑和粗甘油，從上層分離出來的是甲醇和生物柴油通過管道進入到蒸餾塔7中，經蒸餾后從頂層回收的甲醇經管道回到甲醇原料罐1115中再次利用，從底層分離出來的是優質生物柴油；
[0011](3)分子篩干燥回收:當分子篩填充反應器I 3中分子篩吸水飽和時，關閉通向分子篩填充反應器I 3的三通閥I 9，同時開啟加熱器5加熱惰性氣體，打開通向分子篩填充反應器I 3的三通閥III 11、三通閥V 13，使得分子篩填充酯化反應器I 3中的分子篩在高溫惰性氣體沖洗下干燥再生；隨后惰性氣體帶著水蒸汽進入冷凝器8中冷卻；分子篩填充酯化反應器I 3和II 4作為兩只吸附干燥器并聯，一只工作，另一只可以進行再生處理，相互交替和再生，以保證設備連續運行；分子篩干燥再生充入的惰性氣體溫度為20(T35(TC，惰性氣體通入口壓力為0.65-0.8MPa，通入流量為85?100m3/h。
[0012]本實用新型的優點和積極效果:
[0013]I)酯化反應制備生物柴油與脫水同時進行，作為酯化產物之一的水及時地被除去，使得酯化反應徹底向生成生物柴油的方向進行，提高了生物柴油的轉化率；
[0014]2)使用兩只分子篩填充酯化反應器并聯，一只工作，同時另一只可以進行干燥再生處理，相互交替和再生，以保證設備連續運行，實現了生物柴油的連續制備；
[0015]3)工藝簡單、操作方便、效率高、無污染、能耗低生成過程清潔、連續生產的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為實用新型裝置結構示意圖；
[0017]圖中:1是原料混合器；2是計量泵；3是分子篩填充反應器I ;4是分子篩填充反應器II ;5是加熱器；6是分離器；7是蒸餾塔；8是冷卻器；9是三通閥I ;10是三通閥II ；11是二通閥III ； 12是二通閥IV ； 13是二通閥V ； 14是原料I ； 15是原料II ； 16是原料罐III ； 17是二通閥I ;18是二通閥II ；19是二通閥III ；20為生物柴油；21為催化劑和粗甘油；22為惰性氣體。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明，但本實用新型保護范圍不局限于此。
[0019]實施例1
[0020]本實用新型裝置包括該裝置包括原料混合器1、計量泵2、分子篩填充反應器13、分子篩填充反應器114、加熱器5、分離器6、蒸餾塔7、冷卻器8、三通閥19、三通閥1110、三通閥III 11、三通閥IV12、三通閥V13、原料罐114、原料罐1115、原料罐III 16、二通閥117、二通閥II18、二通閥II19，原料罐114、原料罐II15、原料罐III16分別通過二通閥117、二通閥1118、二通閥1119與原料混合器I的上端連通，原料混合器I和計量泵2連接，計量泵2通過三通閥19分別和冷卻器8、分子篩填充反應器13的一端連接，計量泵2通過三通閥IIlO分別和冷卻器8、分子篩填充反應器114的一端連接；分子篩填充反應器13的另一端通過三通閥III 11和分離器6連接，分子篩填充反應器114的另一端通過三通閥IV12和分離器6連接；加熱器5通過三通閥V13分別和分子篩填充反應器13、分子篩填充反應器114連通、分離器6、蒸餾塔7、容器1115依次連通，如圖1所示。
[0021]本實用新型使用時，按如下步驟進行:
[0022](I)連續酯化和脫水:將高酸值小桐子油原料、甲醇和酸性催化劑按比例加入原料混合器I中，經攪拌均勻后通過計量泵2、三通閥I 9進入到分子篩填充反應器I 3中(關閉三通閥II 10)，分子篩填充反應器I 3通過真空管加熱套加熱；高酸值油脂和甲醇在酸性催化劑的作用下反應生成生物柴油和水，由于分子篩吸水性強迅速地將反應生成的水吸收，酯化反應向生成生物柴油的方向進行，當分子篩填充反應器I 3中分子篩吸水達到飽和后，關閉三通閥I 9通向分子篩填充反應器I 3的閥門，打開通向分子篩填充反應器II 4的三通閥II 10，使得酯化反應在分子篩填充反應器II 4中進行；分子篩填充反應器酯化反應的溫度30 C ；
[0023](2)生物柴油精制:打開通向分離器6的三通閥III 11，使得酯化反應生成的生物柴油、酸性催化劑和剩余的甲醇進入分離器6中，從下層分離出來的是酸性催化劑和粗甘油21，從上層分離出來的是甲醇和生物柴油通過管道進入到蒸餾塔7中，經蒸餾后從頂層回收的甲醇經管道回到甲醇原料罐中再次利用，從底層分離出來的是優質小桐子生物柴油20 ；
[0024](3)分子篩干燥回收:當分子篩填充反應器I 3中分子篩吸水飽和時，關閉通向分子篩填充反應器I 3的三通閥I 9，同時開啟加熱器5加熱惰性氣體22，打開通向分子篩填充反應器I 3的三通閥III 11、V 13，使得分子篩填充酯化反應器I 3中的分子篩在高溫惰性氣體沖洗下干燥再生；隨后惰性氣體帶著水蒸汽進入冷凝器8中冷卻；分子篩填充酯化反應器I 3進行再生處理，分子篩填充酯化反應器II 4同時工作，打開通向分離器6的三通閥IV 12，使得酯化反應生成的生物柴油、酸性催化劑和剩余的甲醇進入分離器6中，分子篩填充酯化反應器I 3和II 4兩只吸附干燥器并聯，可以相互交替工作和再生，以保證設備連續運行；分子篩干燥再生沖入惰性氣體溫度為200°C，惰性氣體通入口壓力為
0.65MPa，通入流量為85m3/h。
[0025]實施例2
[0026]包括原料混合器1、計量泵2、分子篩填充反應器13、分子篩填充反應器114、加熱器5、分離器6、蒸餾塔7、冷卻器8、三通閥19、三通閥1110、三通閥III 11、三通閥IV12、三通閥V13、原料罐114、原料罐1115、原料罐III 16、二通閥117、二通閥1118、二通閥1119，原料罐114、原料罐1115、原料罐III 16分別通過二通閥117、二通閥1118、二通閥1119與原料混合器I的上端連通，原料混合器I和計量泵2連接，計量泵2通過三通閥19分別和冷卻器
8、分子篩填充反應器13的一端連接，計量泵2通過三通閥IIlO分別和冷卻器8、分子篩填充反應器114的一端連接；分子篩填充反應器13的另一端通過三通閥III 11和分離器6連接，分子篩填充反應器114的另一端通過三通閥IV12和分離器6連接；加熱器5通過三通閥V13分別和分子篩填充反應器13、分子篩填充反應器114連通、分離器6、蒸餾塔7、容器1115依次連通。
[0027]本實用新型所述分子篩填充反應器13和分子篩填充反應器114為圓柱狀管道結構，其內填充有分子篩，其外用真空管加熱套包裹。
[0028]本實用新型分子篩填充反應器13和分子篩填充反應器114為中填充的分子篩為3A分子篩。
[0029]本實用新型使用時，按如下步驟進行:
[0030]I)連續酯化和脫水:將地溝油原料、甲醇和酸性催化劑按比例加入原料混合器I中，經攪拌均勻后通過計量泵2、三通閥I 9進入到分子篩填充反應器I 3中，分子篩填充反應器I 3通過真空管加熱套加熱；高酸值油脂和甲醇在酸性催化劑的作用下反應生成生物柴油和水，由于分子篩吸水性強迅速地將反應生成的水吸收，酯化反應向生成生物柴油的方向進行，當分子篩填充反應器I 3中分子篩吸水達到飽和后，關閉三通閥I 9通向分子篩填充反應器I 3的閥門，打開通向分子篩填充反應器II 4的三通閥II 10，使得酯化反應在分子篩填充反應器II 4中進行；分子篩填充反應器酯化反應的溫度50°C ；
[0031](2)生物柴油精制:打開通向分離器6的三通閥III 11，使得酯化反應生成的生物柴油、酸性催化劑和剩余的甲醇進入分離器6中，從下層分離出來的是酸性催化劑和粗甘油，從上層分離出來的是甲醇和生物柴油通過管道進入到蒸餾塔7中，經蒸餾后從頂層回收的甲醇經管道回到甲醇原料罐中再次利用，從底層分離出來的是優質地溝油生物柴油；
[0032](3)分子篩干燥回收:當分子篩填充反應器I 3中分子篩吸水飽和時，關閉通向分子篩填充反應器I 3的三通閥I 9，同時開啟加熱器5加熱惰性氣體，打開通向分子篩填充反應器I 3的三通閥III 11、V 13，使得分子篩填充酯化反應器I 3中的分子篩在高溫惰性氣體沖洗下干燥再生；隨后惰性氣體帶著水蒸汽進入冷凝器8中冷卻；分子篩填充酯化反應器I 3和II 4作為兩只吸附干燥器并聯，一只工作，同時另一只可以進行再生處理，相互交替和再生，以保證設備連續運行；分子篩干燥再生沖入惰性氣體溫度為350°C，惰性氣體通入口壓力為0.8MPa，通入流量為100m3/h。
【權利要求】
1.一種高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置，其特征在于:其包括原料混合器(I)、計量泵(2)、分子篩填充反應器I (3)、分子篩填充反應器II (4)、加熱器(5)、分離器(6)、蒸餾塔(7)、冷卻器(8)、三通閥I (9)、三通閥II (10)、三通閥111(11)、三通閥IV (12)、三通閥V (13)、原料罐 I (14)、原料罐 II (15)、原料罐 111(16)、二通閥 I (17)、二通閥 II (18)、二通閥II (19)，原料罐I (14)、原料罐II (15)、原料罐IIK 16)分別通過二通閥I (17)、二通閥II (18)、二通閥II (19)與原料混合器(I)的上端連通，原料混合器(I)和計量泵(2)連接，計量泵(2)通過三通閥I (9)分別和冷卻器(8)、分子篩填充反應器I (3)的一端連接，計量泵(2)通過三通閥II (10)分別和冷卻器(8)、分子篩填充反應器II (4)的一端連接；分子篩填充反應器I (3)的另一端通過三通閥III(Il)和分離器(6)連接，分子篩填充反應器II (4)的另一端通過三通閥IV (12)和分離器(6)連接；加熱器(5)通過三通閥V(13)分別和分子篩填充反應器I (3)、分子篩填充反應器II (4)連通、分離器(6)、蒸餾塔(7)、容器II (15)依次連通。
2.根據權利要求1所述的高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置，其特征在于:分子篩填充反應器I (3)和分子篩填充反應器II (4)為圓柱狀管道結構，其內填充有分子篩，其外用真空管加熱套包裹。
3.根據權利要求3所述的高酸值油脂連續制備生物柴油的裝置，其特征在于:分子篩填充反應器I (3)和分子篩填充反應器II (4)為中填充的分子篩為3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、13X分子篩中一種。
【文檔編號】C10L1/02GK203923148SQ201420365120
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2014年7月3日
【發明者】蘇有勇, 李珍, 鄭金濤, 宋東鳴, 安朝勇, 蘭亞, 吳楨芬 申請人:昆明理工大學