[发明专利]连续生产脂肪酸甘油酯的工艺方法及其专用设备

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种以脂肪酸和甘油为原料进行催化脂化反应 生产脂肪酸甘油酯的工艺方法及设备，特别是涉及一种连续生产脂肪酸甘油酯 的工艺方法及其专用设备。

二、背景技术：

以脂肪酸为原料(脂肪酸含量在2％-100％)与甘油进行催化 酯化反应生产脂肪酸甘油酯时，产物为脂肪酸甘油酯和水。传统生产工艺是将 原料脂肪酸和甘油放在间歇式反应罐中，在一定温度及催化剂条件下进行搅拌 酯化反应。其一由于反应过程中有水产生，水溶入反应物甘油中。由于脂化反 应是可逆反应，反应会向相反方向进行，发生脂肪酸甘油酯的水解反应，最终 酯化反应进行不完全，脂肪酸甘油酯化率较低，产物脂肪酸甘油酯的纯度低，脂 肪酸含量高，直接影响脂肪酸甘油酯的使用。其二由于甘油和脂肪酸互不相容， 反应效率低，所以影响反应的进程，生产过程繁长，能源消耗大，工业化生产 成本极高，极不经济。其三只能用组罐间歇反应，用多组罐并联形成连续生产， 不能实现连续自动化大规模生产。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：在于提供一种连续、稳定、反应完全、自 动进行的连续生产脂肪酸甘油酯的工艺方法及其专用设备。

本发明的技术方案是：一种连续生产脂肪酸甘油酯的工艺方法，包括：将 脂肪酸、甘油及催化剂按比例加入到酯化反应釜中，通过搅拌器进行搅拌，搅 拌后的混合物通过酯化反应釜的底部出口进入均质混合泵中进行均质乳化，以 加快酯化反应速度，经过均质混合泵的混合物进入酯化反应釜的上部，实现循 环酯化反应，在酯化反应过程中通过加热装置对混合物进行加热，酯化反应中 产生的水蒸汽通过真空系统排出酯化反应釜，随着生成物水蒸汽不断被排出以 及催化剂的不断加入，酯化反应连续进行，直到酯化反应达到动平衡。

所述脂肪酸、甘油及催化剂的配比为80-95∶5-20∶0.1-0.3；所述酯化反 应的温度为100-250℃，所述搅拌器的搅拌转速为40-150rpm，所述催化剂为 锌粉、SnCl₃、SnCl₄、ZnCl₂、氢氧化锌、氢氧化钠或氢氧化铁，所述酯化反应釜 中脂肪酸降低到10％含量以下时，酯化反应达到动态平衡，反应生成的脂肪酸甘 油酯直接排出或者经过换热器冷却后排出，排出的脂肪酸甘油酯再进行水洗、 脱色、脱酸、脱臭、分提，即可得到符合要求的脂肪酸甘油酯；所述换热器为 一级，该换热器的冷却源是待加入的植物油脂肪酸或冷却水；或者，所述换热 器为两级，所述两级换热器的初级换热器的冷却源是待加入的植物油脂肪酸， 其次级换热器的冷却源是冷却水。

所述加热装置为螺旋板式、列管式或波纹板式换热器，经过所述均质混合 泵的混合物通过所述加热装置加热后进入所述酯化反应釜的上部，所述加热装 置的热源为导热油、饱和蒸汽或过热蒸汽；或者，所述加热装置为设置在所述 酯化反应釜外壁上的加热夹套，该加热夹套的热源为导热油、饱和蒸汽或过热 蒸汽；所述加热装置的管道与自控阀门和温控装置相连，实现对反应温度的自 动控制。

将脂肪酸在脂肪酸暂存罐中预热，预热源为蒸汽、导热油或酯化反应生成 的脂肪酸甘油酯，经过预热的植物油脂肪酸由脂肪酸输送泵输送到酯化反应釜 中，或者输送到到所述初级换热器中再次预热，然后送到所述酯化反应釜中， 初级换热器中的预热源为反应生成的脂肪酸甘油酯；将甘油从储罐中由泵输送 到催化剂暂存罐中，同时将催化剂加入催化剂暂存罐中通过搅拌器进行搅拌，使 甘油和催化剂充分混合，混合后的甘油和催化剂经定量泵加入到所述酯化反应 釜中，甘油与脂肪酸在催化剂的作用下进行快速酯化反应，或者，脂肪酸和甘 油及催化剂先送入均质混合泵中充分混合后再送入酯化反应釜中反应，或者， 脂肪酸和甘油及催化剂同时一部分进反应釜，一部分进均质混合泵，进行酯化 反应。

所述真空系统抽出的部分脂肪酸通过液沫捕集器回收，再通过暂存罐返回 所述酯化反应釜中。