專利名稱：用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交換反應裝置的制作方法
技術領域：
用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交換反應裝置技術領域本發明涉及一種利用油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續化酯交換反應裝置。
技術背景隨著石油的不斷開采，柴油和汽油的供應量也在逐漸枯竭。目前，全球都在 進行新能源的研究和開發，其中生物柴油就是研究和開發的項目之一。而酯交換 反應裝置是制備生物柴油中十分重要的設備之一。目前，制備生物柴油的酯交換反應裝置，根據工藝條件可以分為堿性催化法、 酸性催化法、酶催化法和超臨界法。而每種方法對設備的要求也有很大的不同。 有的要求耐腐蝕，有的要求耐高溫，有的要求耐高壓等等。酯交換反應的重要性 以及反應對設備的高要求，使得酯交換反應設備的研究成為生物柴油工藝研究中 最受關注的部分之一。在現有的技術中，較早的酯交換反應設備大多數為搪瓷材料的全混型攪拌 器，采用夾套或內置列管換熱器加熱，并施以激烈的攪拌。另外，采用常壓下多 反應器串聯的辦法來改善物料在反應器內的停留時間和分布狀況。但這種方法有 明顯的缺陷，常壓下，當達到反應所需的溫度時，醇類都己經達到其沸點，以氣 態存在，為達到反應所需的物料之間的反應比例，則必須增加冷凝回流裝置，以 保證反應的轉化率，這樣就加大了能耗和設備總投資。實用新型內容本實用新型的目的在于提供了一種用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續 酯交換反應裝置,它省去冷凝回流裝置并通過高壓狀態下，從下端進料口開始進 料，使物料在反應器內的反應所需條件下進行反應，從而解決原料使用率低、設 備要求高、能耗高等不足。實現本實用新型目的的技術方案是 一種用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交換反應裝置，該裝置包括反應器3和外部循環加熱夾套4，其特征在于 反應器內布置有一組反應腔5，每層反應腔內設有攪拌器6，各反應腔之間具有 讓物料通過的溢流通道，反應器的下端為進料口，上端為出料口。而且，依次設有一排反映器，其中，前一反應器的出料口與后一反映器進料 口相連通。而且，各層反應器的攪拌器與同一驅動軸相連接，該驅動軸與頂置的電機相 連接。本實用新型的優點是l.脂肪酸酯的轉化率高， 一般可不低于95%; 2.無需 冷凝回流裝置，設備能耗低、投資少。
附圖是本實用新型整體結構的示意圖。 具體實施方案參照附圖，本實用新型是指一種用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交 換反應裝置，該裝置包括反應器3和外部循環加熱夾套4,其特征在于反應器3 內布置有一組反應腔5，每層反應腔內設有攪拌器6，各反應腔之間具有讓物料 通過的溢流通道7，反應器3的下端為進料口 1，上端為出料口8。所述一組反應腔5， 一般可以是2 10個。進一步的技術方案可以是依次設有一排反映器3，其中，前一反應器3的 出料口 8與后一反映器3進料口 1相連通。 所述一排反應器3， 一般可以是2 15個。當然，如果反應器3的反應腔5較多時，在滿足技術要求的情況下可考慮減 少反應器5的數量。進一步的技術方案還可以是:各層反應器3的攪拌器6與同一驅動軸相連接， 該驅動軸與頂置的電機9相連接。在上述構成中，反應器3具有多層反應腔5，反應腔5為上下分布，每層反 應腔5內都有攪拌裝置，并且腔與腔之間有連接通道。物料從反應器3底部的進 料口 1進入反應器3，在第一層反應腔5內的攪拌狀態下開始反應(進料口 1處 裝有節流閥2，可以控制物料的流量，以控制物料在反應器3內的停留時間)。 隨著物料的不斷加入，物料開始通過腔與腔之間的物料通道溢流進入上一層反應 腔5反應。物料依此原理向上溢流，最后從反應器3上端的出料口8溢流出。此 處物料中，脂肪酸酯的轉化率為NA。物料再經管道進入下一級反應釜進行反應， 下一級反應器的原理和第一級的相同。依此類推，第n級反應器的出料口處的脂 肪酸酯的轉化率為N^。由于每一級反應器3可處于同一高度，只需一個動力， 物料溢流即可進入下一級反應器3，無需中間再加入其他動力。由于反應器3內 有1-15kg/cm2的壓力，使得醇的沸點升高而不至于沸騰變成氣態。這樣，使原 料的利用率大大提高，也不用增加冷凝回流裝置，也就省去了冷凝回流所需的能 量消耗和設備投資。油脂和低碳醇(加入催化劑)組成的物料由進料口 1進入反應器3第一層反 應腔5，有節流閥2控制流量。物料在攪拌下進行反應，反應所需的溫度有外部 的循環加熱夾套4內的熱源提供，當物料充滿第一層反應腔5后，隨著物料的不 斷加入，物料從溢流通道7進入上一層反應腔5，上層反應腔5內的反應條件和 下層的相同。依此類推，直至最后一層的出料口8，物料溢流到下一級反應器3, 按照第一級反應器3的機理物料進行反應，并進入下一級反應器3……，直到最 后一級反應器n。最后一級反應器3的出料口 8的物料中，脂肪酸酯的轉化率可 以不低于95%。
權利要求1.一種用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交換反應裝置，該裝置包括反應器和外部循環加熱夾套，其特征在于反應器內布置有一組處于1-15kg/cm2的壓力下的反應腔，每層反應腔內設有攪拌器，各反應腔之間具有讓物料通過的溢流通道，反應器的下端為進料口，上端為出料口。
2. 根據權利要求1所述的用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交換反應裝 置,其特征在于:依次設有一排反映器，其中，前一反應器的出料口與后一反映器 進料口相連通。
3. 根據權利要求1或2所述的用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交換反應 裝置，其特征在于各層反應器的攪拌器與同一驅動軸相連接，該驅動軸與頂置的 電機相連接。
專利摘要一種用于油脂和低碳醇制備脂肪酸酯的連續酯交換反應裝置，該裝置包括反應器和外部循環加熱夾套，其特征在于反應器內布置有一組處于1-15kg/cm<sup>2</sup>的壓力下的反應腔，每層反應腔內設有攪拌器，各反應腔之間具有讓物料通過的溢流通道，反應器的下端為進料口，上端為出料口。本實用新型的優點是1.脂肪酸酯的轉化率高，一般可不低于95％；2.無需冷凝回流裝置，設備能耗低、投資少。
文檔編號C11C3/00GK201046957SQ20072008481
公開日2008年4月16日 申請日期2007年5月22日 優先權日2007年5月22日
發明者蘇明華 申請人:中興能源技術(武漢)有限公司