本實(shí)用新型涉及生物柴油的生產(chǎn)反應(yīng)裝置，屬于化工裝備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

生物柴油，是植物柴油和動(dòng)物柴油的總稱，它是從可再生的生物質(zhì)資源中獲得的一種性能近似于柴油的柴油替代品。其主要成分為長(zhǎng)碳鏈脂肪酸所形成的甲酯或乙酯類物質(zhì)。其原料來(lái)源廣泛，可再生資源如大豆油和油菜籽油作物，油棕和黃連木等油料林木果實(shí)，工業(yè)上微藻等油料水生植物以及動(dòng)物油脂、廢棄的餐飲油，甚至一些油籽和樹(shù)種等都可以作為生物柴油的來(lái)源。它可以替代石化柴油，是一種可再生的、清潔的生物燃料。

生產(chǎn)生物柴油的典型反應(yīng)方程式為：

酯交換反應(yīng)的催化劑有酸、堿或酶催化劑。在酯交換反應(yīng)的初期，油脂和醇類分層，反應(yīng)混合不均勻，在酯交換反應(yīng)中期，油脂和甲醇開(kāi)始反應(yīng)，產(chǎn)生的脂肪酸單甲酯、脂肪酸二甲酯，使得反應(yīng)物料混合均勻成為均相，在酯交換反應(yīng)后期，則產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘油的量開(kāi)始增加，副產(chǎn)物甘油和物料產(chǎn)生分層，因此，現(xiàn)有技術(shù)采用的間歇攪拌式的反應(yīng)和反應(yīng)柱連續(xù)反應(yīng)的方式都不能完全適應(yīng)生物柴油的酯交換反應(yīng)過(guò)程，采用間歇攪拌式的反應(yīng)，其反應(yīng)攪拌效果好，對(duì)反應(yīng)的前期有利，但是到了反應(yīng)后期，隨著副產(chǎn)物甘油的量增加，副產(chǎn)物不能及時(shí)的分離出去，不利于反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率得不到提高；同樣，采用反應(yīng)柱連續(xù)反應(yīng)的方式，其連續(xù)性反應(yīng)好，但攪拌效果不好，對(duì)反應(yīng)前期不利。因此，不管采用間歇攪拌式的反應(yīng)和反應(yīng)柱連續(xù)反應(yīng)的方式，對(duì)制備生物柴油都存在的較大的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)上不足，本實(shí)用新型提供的解決方案如下：一種用于生物柴油的反應(yīng)裝置，主要由甲醇高位槽、油脂高位槽、流量計(jì)、兩組反應(yīng)柱、兩個(gè)分離罐組成，甲醇高位槽、油脂高位槽分別通過(guò)流量計(jì)和反應(yīng)柱管道連接，在每組反應(yīng)柱之后設(shè)一分離罐，在流量計(jì)和反應(yīng)柱之間設(shè)一混合管，混合管上具有一個(gè)三通的混合室在三個(gè)接口上分別連接了甲醇擾動(dòng)管、油脂擾動(dòng)管和混合液擾動(dòng)管，混合管的甲醇擾動(dòng)管連接于甲醇高位槽下方，混合管的油脂擾動(dòng)管連接于油脂高位槽下方，其特征在于：所述的甲醇擾動(dòng)管，其內(nèi)部設(shè)置了以彈簧的螺旋方式連續(xù)地的凸出于管內(nèi)表面的凸出體，油脂擾動(dòng)管，其內(nèi)部設(shè)置了以彈簧的螺旋方式連續(xù)地的凸出于管內(nèi)表面的凸出體，混合液擾動(dòng)管，其內(nèi)部設(shè)置了以彈簧的螺旋方式連續(xù)地的凸出于管內(nèi)表面的凸出體，甲醇擾動(dòng)管、油脂擾動(dòng)管位于混合室的兩側(cè)邊上方以60°的傾斜角度在混合室中交匯，其管道中的甲醇和油脂在混合室交匯后通過(guò)混合室下方的混合液擾動(dòng)管流出，混合液擾動(dòng)管出口和反應(yīng)柱下部進(jìn)口連接。

本實(shí)用新型，甲醇經(jīng)過(guò)甲醇擾動(dòng)管時(shí)，其內(nèi)部連續(xù)凸出體，可以改變和擾動(dòng)甲醇，使其流動(dòng)狀態(tài)到達(dá)紊流狀態(tài)，目的可以更好地使甲醇和油脂在混合室中混合。

本實(shí)用新型，油脂經(jīng)過(guò)油脂擾動(dòng)管時(shí)，其內(nèi)部連續(xù)凸出體，可以改變和擾動(dòng)油脂，使其流動(dòng)狀態(tài)到達(dá)紊流狀態(tài)，目的可以更好地使甲醇和油脂在混合室中混合。

本實(shí)用新型，甲醇和油脂的混合液經(jīng)過(guò)混合液擾動(dòng)管時(shí)，其內(nèi)部連續(xù)凸出體，可以改變和擾動(dòng)混合液，使得混合液中的甲醇和油脂在混合液擾動(dòng)管中得到進(jìn)一步地混合，從而方便反應(yīng)柱的反應(yīng)。

本實(shí)用新型，甲醇擾動(dòng)管的內(nèi)徑要小于油脂擾動(dòng)管的內(nèi)徑，油脂擾動(dòng)管的內(nèi)徑又要小于混合液擾動(dòng)管的內(nèi)徑。

本實(shí)用新型，甲醇和油脂分別通過(guò)甲醇擾動(dòng)管和油脂擾動(dòng)管的作用，使得甲醇、油脂以極高的流速和紊流狀態(tài)下得到初步混合，初步混合后的混合液經(jīng)過(guò)混合液擾動(dòng)管進(jìn)一步的混合，從而混合管完成在酯交換反應(yīng)的初期油脂和醇類的均勻混合，在反應(yīng)柱部分，物料在固體催化劑的作用下，完成酯交換反應(yīng)中期、后期的反應(yīng)，通過(guò)反應(yīng)柱后面的分離罐，可以將酯交換產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘油部分分 離出來(lái)，分離副產(chǎn)物后的物料繼續(xù)進(jìn)入反應(yīng)柱進(jìn)一步反應(yīng)，提高酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的目的。

作為優(yōu)選，為提高生物柴油的酯交換反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，所述的兩組反應(yīng)柱，每組反應(yīng)柱為兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)柱組成。

作為優(yōu)選，為達(dá)到更好的分離效果，所述的分離罐，其容積為每個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)持液量的5～10倍。

本實(shí)用新型的有益效果，可以將生物柴油的酯交換反應(yīng)的各個(gè)不同階段分別分開(kāi)，克服在不同階段酯交換反應(yīng)帶來(lái)的問(wèn)題，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型生物柴油反應(yīng)裝置示意圖。

圖2為混合管內(nèi)部示意圖。

其中：1-甲醇高位槽、2-油脂高位槽、3-流量計(jì)、4-混合管、41-甲醇擾動(dòng)管、42-油脂擾動(dòng)管、43-混合室、44-混合液擾動(dòng)管、5-反應(yīng)柱、6-分離罐。

具體實(shí)施方式

圖1中，一種用于生物柴油的反應(yīng)裝置，主要由甲醇高位槽(1)、油脂高位槽(2)、流量計(jì)(3)、兩組反應(yīng)柱(5)、兩個(gè)分離罐(6)組成，甲醇高位槽(1)、油脂高位槽(2)分別通過(guò)流量計(jì)(3)和反應(yīng)柱(5)管道連接，在每組反應(yīng)柱(5)之后設(shè)一分離罐(6)，在流量計(jì)(3)和反應(yīng)柱(5)之間設(shè)一混合管(4)，混合管(4)上具有一個(gè)三通的混合室(43)在三個(gè)接口上分別連接了甲醇擾動(dòng)管(41)、油脂擾動(dòng)管(42)和混合液擾動(dòng)管(44)，混合管(4)的甲醇擾動(dòng)管(41)連接于甲醇高位槽(1)下方，混合管(4)的油脂擾動(dòng)管(42)連接于油脂高位槽(2)下方，甲醇擾動(dòng)管(41)、油脂擾動(dòng)管(42)位于混合室(43)的兩側(cè)邊上方以60°的傾斜角度在混合室(43)中交匯，其管道中的甲醇和油脂在混合室(43)交匯后通過(guò)混合室(43)下方的混合液擾動(dòng)管(44)流出，混合液擾動(dòng)管(44)出口和反應(yīng)柱(5)下部進(jìn)口連接。

圖2中，甲醇擾動(dòng)管(41)、油脂擾動(dòng)管(42)和混合液擾動(dòng)管(44)，其內(nèi)部設(shè)置了以彈簧的螺旋方式連續(xù)地的凸出于管內(nèi)表面的凸出體。

工作方式：根據(jù)流量計(jì)(3)，打開(kāi)甲醇高位槽(1)、油脂高位槽(2)下的閥門，使其按一定的比例流量進(jìn)入同一管道中，并進(jìn)入混合管(4)進(jìn)行混合， 充分混合的反應(yīng)液通過(guò)管道從下部進(jìn)入到反應(yīng)柱(5)中快速反應(yīng)，反應(yīng)柱(5)中填充的為固體酸或固體堿催化劑，混合物料在反應(yīng)柱(5)反應(yīng)完成酯交換的中期和后期反應(yīng)后，進(jìn)入到分離罐(6)中，反應(yīng)液和甘油分層，其中，反應(yīng)液在上層，甘油在下層，反應(yīng)液在上部緩緩進(jìn)入后面連接的反應(yīng)柱(5)中進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)，以提高生物柴油酯交換反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)完畢后的物料進(jìn)入其后面連接分離罐(6)進(jìn)一步分離，上層的反應(yīng)液在分離罐(6)側(cè)邊上部流入下道工序，甘油則可以通過(guò)分離罐(6)下面的出口，定期收集起來(lái)，作為副產(chǎn)物使用。