[实用新型]一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，属油脂化工技术领域。

背景技术

生物柴油是一种良好的石化柴油替代品，与石化柴油相比，具有优良的环保性，较好的低温发动机启动性能和安全性能，良好的燃料性能及可再生等特点。目前采用酯化法生产生物柴油，原料油脂通过酯化反应、蒸馏提纯等过程生产出生物柴油。但设备昂贵、反应温度高、效率较低，从而导致大能耗、高成本，同时排出废水，造成污染。至今，利用动植物油脂及废动植物油脂生产生物柴油的无污染，耗能少，低成本，优质高产的生产生物柴油装置相对较少。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种高酸值油脂连续制备生物柴油的装置，该装置包括原料混合器1、计量泵2、分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4、加热器5、分离器6、蒸馏塔7、冷却器8、三通阀I9、三通阀II10、三通阀Ⅲ11、三通阀IV12、三通阀V13、原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16、二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19，原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16分别通过二通阀I17、二通阀II18、二通阀II19与原料混合器1的上端连通，原料混合器1和计量泵2连接，计量泵2通过三通阀I9分别和冷却器8、分子筛填充反应器I3的一端连接，计量泵2通过三通阀II10分别和冷却器8、分子筛填充反应器II4的一端连接；分子筛填充反应器I3的另一端通过三通阀Ⅲ11和分离器6连接，分子筛填充反应器II4的另一端通过三通阀IV12和分离器6连接；加热器5通过三通阀V13分别和分子筛填充反应器I3、分子筛填充反应器II4连通、分离器6、蒸馏塔7、容器II15依次连通。

本实用新型所述分子筛填充反应器I3和分子筛填充反应器II4为圆柱状管道结构，其内填充有分子筛，其外用真空管加热套包裹。

本实用新型分子筛填充反应器I3和分子筛填充反应器II4为中填充的分子筛为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛中一种。

本实用新型所述原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16中分别装入高酸值油脂、甲醇和酸性催化剂原料。

本实用新型中高酸值油脂为高酸值小桐子油、地沟油、高酸值废弃油脂、大豆油油脚、高酸值橡胶籽油、高酸值菜籽油、高酸值大豆油、高酸值花生油、高酸值棕榈油、高酸值茶籽油、高酸值工程藻类油脂、高酸值猪油、高酸值牛油等中一种或几种。

本实用新型使用时，按如下步骤进行：

（1）连续酯化和脱水：将高酸值油脂、甲醇和酸性催化剂按比例分别加入原料罐I14、原料罐II15、原料罐Ⅲ16中，然后在原料混合器1中混合，经搅拌均匀后混合物通过计量泵2、三通阀I 9进入到分子筛填充反应器I 3中，分子筛填充反应器I 3通过真空管加热套加热；高酸值油脂和甲醇在酸性催化剂的作用下反应生成生物柴油和水，由于分子筛吸水性强迅速地将反应生成的水吸收，酯化反应向生成生物柴油的方向进行，当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水达到饱和后，关闭三通阀I 9通向分子筛填充反应器I 3的阀门，打开通向分子筛填充反应器II 4的三通阀II 10，使得酯化反应在分子筛填充反应器II 4中进行；分子筛填充反应器II 4酯化反应的温度30~50℃；

（2）生物柴油精制：打开通向分离器6的三通阀Ⅲ 11，使得酯化反应生成的生物柴油、酸性催化剂和剩余的甲醇进入分离器6中，从下层分离出来的是酸性催化剂和粗甘油，从上层分离出来的是甲醇和生物柴油通过管道进入到蒸馏塔7中，经蒸馏后从顶层回收的甲醇经管道回到甲醇原料罐II15中再次利用，从底层分离出来的是优质生物柴油；

（3）分子筛干燥回收：当分子筛填充反应器I 3中分子筛吸水饱和时，关闭通向分子筛填充反应器I 3的三通阀I 9，同时开启加热器5加热惰性气体，打开通向分子筛填充反应器I 3的三通阀Ⅲ 11、三通阀V 13，使得分子筛填充酯化反应器I 3中的分子筛在高温惰性气体冲洗下干燥再生；随后惰性气体带着水蒸汽进入冷凝器8中冷却；分子筛填充酯化反应器I 3和II 4作为两只吸附干燥器并联，一只工作，另一只可以进行再生处理，相互交替和再生，以保证设备连续运行；分子筛干燥再生充入的惰性气体温度为200~350℃，惰性气体通入口压力为0.65-0.8MPa，通入流量为85～100m3/h。

本实用新型的优点和积极效果：

1）酯化反应制备生物柴油与脱水同时进行，作为酯化产物之一的水及时地被除去，使得酯化反应彻底向生成生物柴油的方向进行，提高了生物柴油的转化率；