[发明专利]以菜子油生产生物柴油的工艺方法及设备

权利要求书

1.一种以菜子油生产生物柴油的工艺方法及设备，其特征是：

1)按每升甲醇(CH₃OH)溶解约24～35克氢氧化钠(NaOH)或甲醇钠(或称甲基钠)(NaOMe)催化剂的比例配制好甲醇与催化剂的混合物，关闭阀门(23)，将该混合物贮存于器皿(21)，每次生产前，CH₃OH和NaOH或NaOMe二者在约40℃温度下混合1小时左右；

2)开始生产时，调节好计量泵(24)：使CH₃OH和NaOH或NaOMe的混合物的流量与菜子油的流量(单位均为升/小时)比为1∶4.5～5.5；将反应物(含催化剂的甲醇与菜子油)从各自的器皿内抽出，并加热到50～65℃输入带机械振荡装置的反应器(1)；

3)反应器(1)进、出口处设置与之密封配合固联的机械振荡装置，使反应器(1)中的反应物充分混合而强化反应过程；

4)机械振荡装置的特征是：几何轴线与转轴(10)相交的转子(7)单个或多个装配于同一转轴(10)或不同转轴(10)上，或两两对称或非对称装配于同一转轴(10)或不同转轴(10)上，转子(7)的偏心距形成180°的相位差，转子(7)与活塞(5)外端成活动或固定联接，当转轴(10)带动转子(7)转动时，活塞(5)被转子(7)驱动，使活塞(5)作往复运动，或使两相邻活塞(5)作方向相反、位移绝对值相等的往复运动，转子(7)在转轴(10)的方向可以移动或固定，移动的结果改变转子(7)在活塞(5)所处位置的偏心距，即改变活塞(5)的振幅，使活塞(5)可以在不同的振幅下振动，活塞导筒(16)与反应器(1)成密封联接，活塞(5)的往复运动激励反应器(1)内的反应物，使反应器(1)内反应物质点的碰撞几率增加，形成湍流或充分混合，改善反应物流动状态，使各质点流速趋于均匀，避免返混，达到柱塞流，产生有利于反应过程进行的运动；所述反应器(1)内可安装挡板(2)或填料，反应器(1)的形状为管状或盆状，横截面为圆或非圆，直径均匀或有变化，安装方式为立式或卧式或斜置，强化方式为单级、双级或多级，管状包括直管、弯管、“L”形管、“T”形管、“十”字形管或盘管，可为单管式或多管式；加热器(25)出口至反应器(1)入口(18)之间的输送管路可采取保温措施以使反应物保持适当的反应温度；

5)在适当的频率和振幅下反应完毕后，生成物(粗生物柴油+甘油)先进入分离器(34)进行进行分离，也可采用自然分离方式：甘油密度大，沉底；粗生物柴油密度小，上浮；

6)分离出来的含甲醇的粗生物柴油(或采用自然分离时，上面的粗生物柴油)进入水洗器(32)，洗去甲醇；

7)经水洗的生物柴油先经过滤水器(30)，滤去水分，然后进入吸水器(29)进一步脱水后进入储藏罐(36)得到成品生物柴油；

8)通过调控活塞(5)的频率和/或振幅可调控反应器(1)内反应物的流动状态和停留时间或生成物的成份组成和/或转化率或反应速率；活塞(5)的频率可通过改变调速电机转速而改变，活塞(5)的振幅可通过改变转子位置而改变。

2.如权利要求1所述的生产生物柴油的工艺方法及设备，其特征是：用除菜子油、甲醇、氢氧化钠或甲醇钠以外的原料生产生物柴油时，除原料各组分间的配比不同外，所述工艺流程和生产设备同样适用。

3.根据权利要求1所述的机械振荡装置，其特征是：除转子(7)外，活塞驱动机构还有连杆机构、移动凸轮机构(41)、圆柱凸轮机构(43)、齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、或螺旋机构；活塞驱动机构对称或非对称安装。

4.根据权利要求3所述的机械振荡装置，其特征是：所述活塞驱动机构的速度可调或恒定。

5.根据权利要求1所述的机械振荡装置，其特征是：所述转子(7)包括盘状转子和柱状转子，转子(7)在其旋转轴线方向固定或可移动，转子外表面与活塞外端成点接触或切线接触。

6.根据权利要求5所述的机械振荡装置，其特征是：所述盘状转子(7)包括圆截面转子、或非圆截面转子；转子(7)单个或两两对称或非对称固定于同一转轴(10)或不同转轴(10)上。

7.根据权利要求5所述的机械振荡装置，其特征是：所述柱状转子包括圆柱、圆台、或非圆截面柱体；柱状转子的几何轴线与其旋转轴线相交、或交叉、或平行、或重合；柱状转子横截面与其几何轴线垂直或不垂直；采用柱状转子时，柱状转子单个或两两对称或非对称固定于同一转轴(10)或不同转轴(10)上。