[发明专利]酸化油酯化制备脂肪酸甘油酯的装置及利用其制备脂肪酸甘油酯的方法

说明书

本发明提供一种酸化油酯化制备脂肪酸甘油酯的装置，包括隔壁式反应精馏塔，该隔壁式反应精馏塔包括塔体、竖直设置在塔体内中段的隔壁、竖直设置在塔体内底部的隔板以及设置在塔体外的重沸器循环泵和降膜式酯化重沸器；塔体内中段隔壁的一侧为进料反应及预分离段，另一侧为侧线产品精制段；塔体内隔壁的上方为公共精馏段，塔体内隔壁的下方隔板的上方为公共提馏段；塔体内底部隔板的一侧为重沸器进料液缓冲空间，另一侧为塔釜抽出液缓冲空间。本发明还提供一种利用上述装置制备脂肪酸甘油酯的方法。上述装置及方法，能有效分离脂肪酸甘油酯、水和重质油脂，以大大增加酯化反应速率与转化率。

技术领域

本发明涉及油脂化工技术领域，特别是涉及一种酸化油酯化制备脂肪酸甘油酯的装置及利用其制备脂肪酸甘油酯的方法。

背景技术

动物油脂生产的柴油称为生物柴油，它是一种长链脂肪酸的单烷基酯，在工业应用上主要是指脂肪酸甲酯，它是一种可替代石化柴油的再生型能源。

国内生物柴油的主要制备工艺为生物酶法、酸/碱催化法、超临界法与两步酸碱催化法等，由于前几种方法各存在转化率低、成本高等缺点，目前大部分生物柴油的生产过程都是采用的两步酸碱催化法。

由于酸化油中脂肪酸甘油酯容易分解、皂化，因此制备生物柴油的原料（各种废弃油脂）酸值较高，目前市面上获得的原料均含有大量的脂肪酸且含较多的重质组分。两步酸碱催化法是采用甘油在酸性催化剂作用下将脂肪酸酯化成脂肪酸甘油酯，其反应式如下：

，

上述反应生成的脂肪酸甘油酯随同原料中未分解的脂肪酸甘油酯，在甲醇与碱性催化剂作用下进行下一步的酯交换反应制取生物柴油产品——脂肪酸甲酯。

上述方法的关键在于第一步反应的转化率。若转化率不够高，则纯度不高的脂肪酸甘油酯将直接影响第二步生物柴油产品的质量。从上述反应式可以看出，受制于平衡转化率影响，第一步的酯化反应产品水与脂肪酸甘油酯（包括原料中不反应的脂肪酸甘油酯）会极大的限制平衡朝正方向进行，此外，水的含量增加将明显减小酸性催化剂的活性。部分工艺考虑采用间歇式减压蒸发的模式脱除反应的水，但蒸发水汽极易带走原料脂肪酸并且对正反应转化率的增强也不够。此外，产品脂肪酸甘油酯与原料脂肪酸的性质相近，普通分离方法也很难将之分开以进一步增加转化率。同时，酸化油中还含有一定比例的沸点高于脂肪酸甘油酯的重质和皂化组分，对第二步的酯交换反应也有一定影响。

因此，寻找一种能有效提高脂肪酸转化率、减少产品中重质和皂化组分的酸化油酯化制备脂肪酸甘油酯的工艺成为研究的热点。

发明内容

基于此，有必要针对传统的酸化油制备脂肪酸甘油酯的工艺，转化率较低、产品中重质和皂化组分含量高的问题，提供一种转化率高、产品中重质和皂化组分含量较少的酸化油酯化制备脂肪酸甘油酯的装置。

此外，本发明还提供一种利用上述装置制备脂肪酸甘油酯的方法。

一种酸化油酯化制备脂肪酸甘油酯的装置，包括隔壁式反应精馏塔、进料混合器、尾气收集装置、轻油泵、重质油脂泵和酯化产品泵；所述隔壁式反应精馏塔包括塔体、竖直设置在塔体内中段的隔壁、竖直设置在塔体内底部的隔板以及设置在塔体外的重沸器循环泵和降膜式酯化重沸器；

所述塔体内中段隔壁的一侧为进料反应及预分离段，所述塔体内中段隔壁的另一侧为侧线产品精制段，所述进料混合器与所述进料反应及预分离段相连，所述酯化产品泵与所述侧线产品精制段相连；