[发明专利]生物柴油的超临界非均相催化制备系统

说明书

本发明公开了生物柴油的超临界非均相催化制备系统，包括物料输运工段、中间介质换热工段、生物柴油合成工段和产物降压分离工段；其中，物料输运工段连接混合器的进口，混合器的出口连接超声波乳化机的进口，超声波乳化机的出口连接高压物料泵的进口，高压物料泵的出口连接中间介质换热工段；其中，生物柴油合成工段包括超临界非均相催化反应器，超临界非均相催化反应器中填充有非均相的固体酸性催化剂，中间介质换热工段连接超临界非均相催化反应器的进口，超临界非均相催化反应器的出口连接产物降压分离工段，产物降压分离工段设置有截止阀。本发明克服了传统制备技术对低质原料使用的局限性，改善了生物柴油制备的经济性，提高了柴油转化率。

技术领域

本发明属于可再生能源及环境保护领域，具体涉及一种生物柴油的超临界非均相催化制备系统。

背景技术

现如今，化石燃料(煤、石油等)在全球能源结构中仍占有主体地位，然而化石燃料储量有限，并且燃烧会产生NOx、SOx和烟尘等环境污染物。所以随着对能量持续性和化石燃料污染物排放的关注的不断提高，对寻求清洁、可再生的替代能源具有迫切需求。

生物柴油是脂肪酸烷基酯的混合物，一般是分别通过甘油三酯、游离脂肪酸与短链醇的酯基转化反应、酯化反应来制取的。生物柴油是一种清洁能源，其可再生、可生物降解，可以显著地降低燃烧所释放的CO、未燃尽烃、NOx、硫化物、颗粒物。另外生物柴油的性质接近于矿物柴油燃料，具有与柴油几乎相同的流动特性(密度和粘度)，因此柴油发动机不需要进行改进即可使用。

采用低廉的油原料，如废弃厨房用油、动物油脂、非食用油，对于降低生物柴油制备费用具有重要作用，因为原料占总制备费用的一半以上，同时对环境也具有积极的作用(废弃物处置)。然而这些低质油中一般含有游离脂肪酸与水。游离脂肪酸在传统的碱催化过程中由于中和反应和皂化反应会显著降低催化效果与生物柴油产率，同时产物中的泡沫也为后续的产物分离带来了很大的困难，另外杂质水还会影响合成反应及毒化催化剂，在一定程度上限制了低质油在传统生物柴油制备技术中的应用。因此，综上所述，传统生物柴油制备技术中存在对低质原料使用具有一定的局限性，以及柴油转化率相对不够高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供生物柴油的超临界非均相催化制备系统，解决了传统生物柴油制备技术中对低质原料使用具有一定局限性，以及柴油转化率相对不够高的问题。

本发明的技术方案是，

生物柴油的超临界非均相催化制备系统，包括物料输运工段、中间介质换热工段、生物柴油合成工段和产物降压分离工段；

其中，物料输运工段连接混合器的进口，混合器的出口连接超声波乳化机的进口，超声波乳化机的出口连接高压物料泵的进口，高压物料泵的出口连接中间介质换热工段；

其中，生物柴油合成工段包括超临界非均相催化反应器，超临界非均相催化反应器中填充有非均相的固体酸性催化剂，中间介质换热工段连接超临界非均相催化反应器的进口，超临界非均相催化反应器的出口连接产物降压分离工段，产物降压分离工段设置有截止阀。

本发明的特点还在于，

物料输运工段包括油储罐和甲醇储罐，油储罐的出口连接低压油泵的进口，低压油泵的出口连接混合器的油进口，甲醇储罐的出口连接低压甲醇泵的进口，低压甲醇泵的出口连接混合器的甲醇进口。

中间介质换热工段包括设置有内外两个管的套管式换热器的预热器和冷却器；

其中，高压物料泵的出口连接预热器的内管进口，预热器的内管出口连接减温器的进口，预热器的外管出口连接增压工段，增压工段连接冷却器的外管进口，冷却器的外管出口连接电加热器的进口，电加热器的出口连接预热器的外管进口。