[发明专利]使用纤维导管反应器制备生物燃料的方法和系统

权利要求书

1.一种用来形成生物柴油的设备，其包括：

导管反应器，所述导管反应器具有总体上纵向位于细长外壳中的多根纤维，其与所述外壳的管进口和管出口流体连通；

所述管进口适合用来接收流体连通至所述纤维的醇相，所述醇相沿着所述纤维流动；

所述管进口适合用来接收流体连通至所述纤维的脂相，所述脂相在所述纤维之间流动；

所述纤维适合用来接收反应活性物质；

引入所述反应器之后，所述脂相与所述醇相和反应活性物质接触，并且相互作用形成生物柴油；和

收集容器，所述收集容器位于所述管出口附近，用来接收所述生物柴油。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脂相以及所述醇和反应活性物质引入所述外壳中，同向移动通过所述反应器。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脂相以及所述醇和反应活性物质引入所述外壳中，逆向移动通过所述反应器。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述管进口包括用于所述醇相的独立入口和用于所述脂相的独立入口。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述管进口包括过滤器。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反应活性物质在所述外壳中与所述纤维结合。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反应活性物质与所述醇相一起引入所述外壳中。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括与所述管进口相连的泵，用来将所述醇相引入所述外壳。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，热交换介质适合在所述外壳中循环，从而向所述外壳增加热量。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述外壳包括用于使所述脂相、醇相和反应活性物质在压力下相互作用的压力容器。

11.一种用来形成生物燃料的方法，其包括：

引入包含醇的第一物流至纵向位于所述导管反应器中的多根纤维的上游端附近，所述纤维中与其上游端相对的一端构成其下游端并且设置在收集容器附近；

引入反应活性物质至所述导管反应器中；

沿着与所述第一物流相同的流动方向，引入包含脂的第二物流至所述导管反应器中的所述多根纤维的下游端附近，其中所述脂包括甘油三酯、甘油二酯、甘油一酯、其它酯、磷脂、脂肪酸和/或其它羧酸，所述第二物流与所述第一物流相互接触并且基本上与所述第一物流不互溶，引入所述第一物流和第二物流至所述导管反应器，以使所述醇和反应活性物质与第二物流中的脂相互作用，形成可用作生物燃料(生物汽油、燃料添加剂和生物柴油)的羧酸酯；

在收集容器中接收所述生物燃料、所述生物燃料形成中的副产物以及所述第一和第二物流中的残余组分；和

从所述收集容器中单独取出所述生物燃料。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，沿着与所述第一物流相反的流动方向，引入所述第二物流至所述导管反应器中的所述多根纤维的下游端附近，其中所述第二物流与所述第一物流相接触并且基本上与所述第一物流不互溶，引入所述第一物流和第二物流至所述导管反应器中，以使所述醇和反应活性物质与第二物流中的脂相互作用，形成可用作生物汽油、燃料添加剂和生物柴油的羧酸酯。

13.如权利要求11所述的反应工艺，其特征在于，其还包括：

在与所述第二导管反应器可操作地相连的第二收集容器中收集构成所述约束相的层和材料，所述约束相用来在所述第二导管反应器中实现化学反应或提取；

从所述第二收集容器中取出所述材料；

送出所述取出的材料至所述第一导管反应器；和

引入所述送出的材料至所述第一导管反应器中，至所述第一导管反应器中所述多根纤维的上游端附近，以使所述材料构成基本上被约束在所述第一导管反应器中纤维表面的相。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述甘油三酯包括粗的或精制的植物油和/或脂肪。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述甘油三酯包括水解或部分水解的甘油三酯。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述醇包括甲醇。