一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，屬于生物柴油的制備【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型包括混合式反應(yīng)釜、納米膠體磨、調(diào)和釜、離心機和中間罐，所述的混合式反應(yīng)釜的底部連接有一三通閥，該三通閥的一連通口與納米膠體磨的進料口相連，三通閥的另一連通口與第一輸送泵相連；所述的納米膠體磨的出料口通過管道與混合式反應(yīng)釜的一進料口相連；所述的調(diào)和釜通過第一輸送泵與混合式反應(yīng)釜相連通，該調(diào)和釜的底部通過離心機與中間罐相連，所述的中間罐通過第三輸送泵與后續(xù)設(shè)備相連。本實用新型使得酯化反應(yīng)過程中物料充分混合，增大了脂肪酸甲酯或乙酯的收得率，且酯化時間大大縮短，生產(chǎn)效率高。
【專利說明】一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及生物柴油的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油(b1diesel fuel)是利用動植物油脂為原料，用甲醇或乙醇等低碳醇在催化劑作用下經(jīng)脂交換制成的柴油。生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保性能，含硫量低，二氧化硫和硫化物的排放比普通柴油減少約30%，因此生物柴油是目前一種新型綠色的環(huán)保能源。生物柴油主要采用化學(xué)法生產(chǎn)，即用動物和植物油脂與甲醇或乙醇，在酸性或者堿性催化劑以及高溫下發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯，再經(jīng)洗滌、干燥等工藝得到生物柴油。
[0003]生物柴油一般采用動物油脂、餐飲垃圾油、酸化油等含有長鏈的脂肪酸甘油三脂作為原料油，在酯交換反應(yīng)時，此類大分子物質(zhì)容易結(jié)團，不僅使酯化反應(yīng)過程緩慢，脂肪酸甲酯或乙酯生產(chǎn)效率變低，且為了加快酯化反應(yīng)，必須采用高溫高壓的手段，消耗能源。針對大分子原料油容易結(jié)團致使酯化反應(yīng)過程緩慢的問題，部分生物柴油生產(chǎn)廠家采用纖維膜反應(yīng)器作為酯化反應(yīng)設(shè)備以求解決此問題，但纖維膜反應(yīng)器的固有性質(zhì)決定了其纖維絲越細處理效果越好，然而，由于原料油中含有雜質(zhì)，使用細纖維絲制造的纖維膜非常容易堵塞，且纖維絲越細堵塞現(xiàn)象越嚴重，堵塞與處理效果之間的矛盾成為了困擾使用纖維膜反應(yīng)器作為酯化設(shè)備的生產(chǎn)廠家的一大難題。
[0004]另一方面，由于我國的動植物油脂的供應(yīng)比較緊缺，國務(wù)院明文規(guī)定禁止采用動植物食用油脂作為原料生產(chǎn)生物柴油，因此，國內(nèi)只能以廢棄的動植物油脂、非食用木本油料等油脂作為生物柴油的原料油。目前我國的生物柴油原料主要以地溝油、潲水油、大豆酸化油、棕櫚酸化油等高酸值動植物油為主，這些原料油的游離脂肪酸含量比較高，而且油料的品質(zhì)變化很大，一般酸值在20?150mgK0H/g之間。對于高酸值的原料油在進行酯化反應(yīng)時，由于酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)生成的水會抑制酯化反應(yīng)的進行，從而降低酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，即俗稱的催化劑中毒。而關(guān)于高酸值原料油的催化劑中毒問題一直是限制原料油選擇的瓶頸。
[0005]經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)?00720127835.9，申請日為2007年7月26日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:生物柴油酯化反應(yīng)釜酯化加速裝置；該申請案的加速裝置設(shè)置在生物柴油酯化反應(yīng)釜的罐體上，主要設(shè)有循環(huán)管、循環(huán)泵和至少一個加速管，循環(huán)管的下端與反應(yīng)釜罐體的底部連通，其上端與反應(yīng)釜罐體的頂部連通，加速管設(shè)在循環(huán)管的中部，循環(huán)泵設(shè)在循環(huán)管的下部；所述加速管由外管、內(nèi)管、密孔盤和連接法蘭盤組成，內(nèi)管直徑比外管直徑小，設(shè)在外管里面，所述密孔盤上設(shè)有密集的小孔，該密孔盤設(shè)置在加速管的兩端，在該加速管的兩端密孔盤外側(cè)設(shè)有連接法蘭盤。該申請案適用于生物柴油酯化反應(yīng)釜配套使用，能有效提高酯化反應(yīng)速度。但該申請案在酯化反應(yīng)的效果上仍不盡如人意，仍需進一步改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.實用新型要解決的技術(shù)問題
[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有生產(chǎn)生物柴油用酯化處理系統(tǒng)存在的:1)進行動物油脂、餐飲垃圾油、酸化油等含有長鏈的大分子原料油酯化時，由于大分子原料油容易結(jié)團致使酯化反應(yīng)過程緩慢；2)對高酸值原料油的處理時間長、處理復(fù)雜度高的問題，提供了一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)；通過本實用新型的結(jié)構(gòu)改進，使得酯化反應(yīng)過程中物料充分混合，增大了脂肪酸甲酯或乙酯的收得率，且酯化時間大大縮短，生產(chǎn)效率高。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0010]本實用新型的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，包括混合式反應(yīng)釜、調(diào)和釜、離心機、中間罐和納米膠體磨，所述的混合式反應(yīng)釜的底部連接有一三通閥，該三通閥的一連通口與納米膠體磨的進料口相連，三通閥的另一連通口與第一輸送泵相連；所述的納米膠體磨的出料口通過管道與混合式反應(yīng)釜的一進料口相連；所述的調(diào)和釜通過第一輸送泵與混合式反應(yīng)釜相連通，該調(diào)和釜的底部通過離心機與中間罐相連，所述的中間罐通過第三輸送泵與后續(xù)設(shè)備相連。
[0011]作為本實用新型更進一步的改進，酯化處理系統(tǒng)還包括沉降罐，所述的第一輸送泵的出口與一三通閥相連，該三通閥的一連通口與調(diào)和釜相連通，三通閥的另一連通口通過管道與沉降罐的上部相連，所述的沉降罐的底部通過第二輸送泵與混合式反應(yīng)釜的另一進料口相連。
[0012]作為本實用新型更進一步的改進，所述的納米膠體磨采用CM2000系列膠體磨。
[0013]3.有益效果
[0014]采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0015](I)本實用新型的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，其混合式反應(yīng)釜下部連接有一三通閥，三通閥的一連通口與第一輸送泵相連，另一連通口與納米膠體磨相連，其第一輸送泵的出口也與一三通閥相連，三通閥的一連通口與調(diào)和釜相連，另一連通口與沉降罐相連通，三通閥的設(shè)置保證了原料油分子量大小不同亦或原料油酸值不同時，對原料油的酯化操作采用不同的路徑進行，酯化操作更加靈活、效果更好，酯化時間大大縮短；
[0016](2)本實用新型的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、改進合理，便于推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]不意圖中的標號說明:
[0019]1、混合式反應(yīng)釜；2、納米膠體磨；3、第一輸送泵；4、沉降罐；5、第二輸送泵；6、調(diào)和釜；7、離心機；8、中間罐；9、第三輸送泵。

【具體實施方式】
[0020]為進一步了解本實用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。
[0021]實施例1
[0022]結(jié)合圖1，本實施例的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，包括混合式反應(yīng)釜1、納米膠體磨2、調(diào)和釜6、離心機7和中間罐8，所述的混合式反應(yīng)釜I的底部連接有一三通閥，該三通閥的一連通口與納米膠體磨2的進料口相連，三通閥的另一連通口與第一輸送泵3相連。所述的納米膠體磨2采用德國IKN公司產(chǎn)型號為CM2000系列的膠體磨，納米膠體磨2的出料口通過管道與混合式反應(yīng)釜I的一進料口相連。
[0023]值得說明的是，由于生產(chǎn)生物柴油的原料油多種多樣，既有動物油脂、餐飲垃圾油、酸化油等含有長鏈的大分子原料油，也有植物油等分子量較小的原料油，小分子量的原料油進行酯化反應(yīng)快速，而大分子量的原料油卻由于易形成大分子團，酯化反應(yīng)過程較緩慢。將不同分子量的原料油均單一通過反應(yīng)釜進行酯化反應(yīng)，一來大分子量的原料油進行酯化反應(yīng)的耗時較長、酯化效果不好，二來工作人員對酯化反應(yīng)時間的調(diào)控也非常不便。本實施例通過混合式反應(yīng)釜I底部三通閥的設(shè)置，當原料油為分子量較小的植物油等時，三通閥通往納米膠體磨2的通路不開啟，當原料油為大分子的動物油脂等時，為克服大分子原料油易形成大分子團，阻礙酯化反應(yīng)快速進行的問題，可開啟納米膠體磨2，使反應(yīng)物料循環(huán)經(jīng)納米膠體磨2研磨，原料油更均質(zhì)化，比表面積增大，甲醇和原料油的接觸面積增大，傳統(tǒng)不使用納米膠體磨2，脂肪酸甲酯或乙酯的收得率只有60%，且需耗時1h以上，使用本實施例的納米膠體磨2后，脂肪酸甲酯或乙酯的收得率提高到了 80%?90%，且酯化反應(yīng)時間降到了 2?3h,酯化反應(yīng)速度大大加快,酯化操作更加靈活。
[0024]本實施例的酯化處理系統(tǒng)還包括沉降罐4，所述的第一輸送泵3的出口與一三通閥相連，該三通閥的一連通口與調(diào)和釜6相連通，三通閥的另一連通口通過管道與沉降罐4的上部相連，所述的沉降罐4的底部也連接有一三通閥，該三通閥的一連通口通入排水槽，另一連通口通過第二輸送泵5與混合式反應(yīng)釜I的另一進料口相連。本實施例此處設(shè)置主要是為了適應(yīng)原料油不同酸值對酯化反應(yīng)的影響。正如【背景技術(shù)】的分析，對于高酸值的原料油在進行酯化反應(yīng)時，由于酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)生成的水會抑制酯化反應(yīng)的進行，從而降低酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(即俗稱的催化劑中毒)，而低酸值原料油的催化劑中毒現(xiàn)象相對較弱。對不同酸值原料油采用不同路徑進行酯化操作，才能達到酯化反應(yīng)優(yōu)化調(diào)控的效果。本實施例當原料油酸值較小或酯化逆反應(yīng)強度較弱時，三通閥通往調(diào)和釜6的通路開啟，原料油經(jīng)一次酯化后直接進入調(diào)和釜6進行后續(xù)處理，當原料油酸值較大或酯化反應(yīng)已產(chǎn)生催化劑中毒現(xiàn)象時，三通閥通往沉降罐4的通路開啟，沉降罐4將酯化反應(yīng)產(chǎn)生的大量水排除后，再將反應(yīng)物料泵入反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，避免催化劑中毒現(xiàn)象。所述的調(diào)和釜6通過第一輸送泵3與混合式反應(yīng)釜I相連通，該調(diào)和釜6的底部通過離心機7與中間罐8相連，所述的中間罐8通過第三輸送泵9與后續(xù)設(shè)備相連。
[0025]實施例1所述的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，通過將混合式反應(yīng)釜1、第一輸送泵3與三通閥連通，三通閥的設(shè)置保證了原料油的性能參數(shù)如分子量大小、酸值不同時，對原料油的酯化操作采用不同的路徑進行，酯化操作更加靈活、效果更好，酯化時間大大縮短，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、改進合理，便于推廣應(yīng)用。
[0026]以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，包括混合式反應(yīng)釜(I)、調(diào)和釜(6)、離心機(7)和中間罐(8)，其特征在于:還包括納米膠體磨(2)，所述的混合式反應(yīng)釜(I)的底部連接有一三通閥，該三通閥的一連通口與納米膠體磨(2)的進料口相連，三通閥的另一連通口與第一輸送泵(3)相連；所述的納米膠體磨(2)的出料口通過管道與混合式反應(yīng)釜(I)的一進料口相連；所述的調(diào)和釜(6)通過第一輸送泵(3)與混合式反應(yīng)釜⑴相連通，該調(diào)和釜(6)的底部通過離心機(7)與中間罐(8)相連，所述的中間罐(8)通過第三輸送泵(9)與后續(xù)設(shè)備相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，其特征在于:酯化處理系統(tǒng)還包括沉降罐(4)，所述的第一輸送泵(3)的出口與一三通閥相連，該三通閥的一連通口與調(diào)和釜(6)相連通，三通閥的另一連通口通過管道與沉降罐(4)的上部相連，所述的沉降罐(4)的底部通過第二輸送泵(5)與混合式反應(yīng)釜(I)的另一進料口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物柴油的酯化處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的納米膠體磨(2)采用CM2000系列膠體磨。
【文檔編號】C11C3/04GK203833917SQ201420272038
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】盧嬌, 盧成建, 趙律增, 陳植花 申請人:安徽增源生物能源有限公司