一种连续生产脂肪酸甲酯系统及方法技术方案

本申请涉及生物柴油技术领域，具体涉及一种连续生产脂肪酸甲酯系统及方法。所述连续生产脂肪酸甲酯系统包括反应釜，所述反应釜内设有多个隔板，所述隔板将所述反应釜的内腔分隔为多个竖向分布的反应腔，所述反应釜在每两个相邻所述反应腔之间连接有溢流管，所述隔板上设有排气孔；物料通过所述溢流管自上而下从位于上侧的所述反应腔输送至位于下侧的反应腔内，甲醇通过所述隔板自下而上从位于下侧的所述反应腔输送至位于上侧的所述反应腔内，输送至所述反应釜底部反应腔的物料即为脂肪酸甲酯。本申请具有生产效率高、能耗低、大幅减少固废排放的特点，制备的脂肪酸甲酯无需提纯操作便能达到生物柴油的标准要求。便能达到生物柴油的标准要求。便能达到生物柴油的标准要求。

A system and method for continuous production of fatty acid methyl ester

【技术实现步骤摘要】
一种连续生产脂肪酸甲酯系统及方法


[0001]本申请涉及生物柴油
，具体涉及一种连续生产脂肪酸甲酯系统及方法。

技术介绍

[0002]生物柴油是从可再生的生物质资源中所获得的一种性质近似于柴油的可再生燃料，其主要成分是脂肪酸甲酯。市面上的生物柴油主要以餐厨废弃油脂和甲醇为原料，其不仅能解决当下餐厨废弃油脂污染环境的问题，还能实现资源的可再生利用，为人们提供更多的绿色能源。
[0003]然而，餐厨废弃油脂中游离脂肪酸的含量较高，其酸值一般在20
‑
150mgKOH/g，对于高酸值的原料油主要采用酯化、酯交换两步法生产生物柴油。其中，酯化反应是可逆反应，反应生成的水会抑制酯化反应的进行，从而降低酯化反应的转化率，使得反应得到的脂肪酸甲酯酸值较高，其脂肪酸酯相中脂肪酸甲酯的含量较低，达不到生物柴油的标准要求，须通过分离如蒸馏等手段将脂肪酸甲酯提纯，这导致了能耗较高，生产效率较低。

技术实现思路

[0004]为了解决现有脂肪酸甲酯生产效率低、能耗高的问题，本申请提供一种连续生产脂肪酸甲酯系统及方法，其制备的脂肪酸甲酯无需提纯操作便能达到生物柴油的标准要求。
[0005]第一方面，本申请提供一种连续生产脂肪酸甲酯系统，采用如下的技术方案：一种连续生产脂肪酸甲酯系统，包括反应釜，所述反应釜内设有多个隔板，所述隔板将所述反应釜的内腔分隔为多个竖向分布的反应腔，所述反应釜在每两个相邻所述反应腔之间连接有溢流管，所述隔板上设有排气孔；物料通过所述溢流管自上而下从位于上侧的所述反应腔输送至位于下侧的反应腔内，甲醇通过所述排气孔自下而上从位于下侧的所述反应腔输送至位于上侧的所述反应腔内，输送至所述反应釜底部反应腔的物料即为脂肪酸甲酯。
[0006]本申请的系统在生产脂肪酸甲酯时，甲醇以气态鼓泡的形式加入餐厨废弃油脂等物料中，加入的甲醇气能带动物料翻腾，促使甲醇与餐厨废弃油脂充分反应，在多个反应腔内重复反应后，其制得的脂肪酸甲酯酸值低于2mgKOH/g，脂肪酸甲酯的含量达96.5%以上，实现脂肪酸甲酯的连续生产，无需对其制得的脂肪酸甲酯进行提纯操作便能达到生物柴油的产品标准要求，具有生产效率高、能耗低的特点。
[0007]优选的，所述反应釜在位于底部的所述反应腔内设有加热机构。
[0008]通过采用上述技术方案，加热机构能对位于反应釜底部的反应腔内的物料加热，使得物料中掺杂的甲醇有效排出，同时能对通入该反应腔内的甲醇进行加热，减少甲醇在输送过程中发生液化。
[0009]优选的，所述反应釜在每一所述隔板的上方设有陶瓷填料层。
[0010]通过采用上述技术方案，陶瓷填料层能增加甲醇与餐厨废弃油脂在反应腔内混合
的阻力，促使两者充分接触进行反应，有助于提高反应效率。
[0011]优选的，所述陶瓷填料层由至少一个陶瓷砖铺设而成，所述陶瓷砖上均匀开设有适于倾斜输送的输料通道。
[0012]通过采用上述技术方案，陶瓷砖方便陶瓷填料层的清洗和更换，相对于其他填料能具有更好的操作性。在此基础上，在陶瓷砖上开设适于倾斜输送的输料通道，能够增加物料以及甲醇在填料内的输送时间，从而能进一步增加餐厨废弃油脂与甲醇的接触时间而使其充分反应。
[0013]优选的，所述溢流管的一端连接在位于上侧反应腔的上方侧壁上，所述溢流管的另一端连接在位于下侧反应腔的底部侧壁上。
[0014]通过采用上述技术方案，位于上侧的反应腔内的物料积蓄到一定液位后，通过溢流管输送至位于下侧的反应腔内，由此能保证每个反应腔内的甲醇与餐厨废弃油脂有充足的反应时间，促使反应充分进行。
[0015]优选的，所述连续生产脂肪酸甲酯系统还包括抽料泵，所述反应釜的釜底并与所述抽料泵相连通。
[0016]通过采用上述技术方案，抽料泵能将集油腔内的混合液及时排出，使得反应过程可控。
[0017]第二方面，本申请提供一种连续生产脂肪酸甲酯的方法，采用如下的技术方案：一种连续生产脂肪酸甲酯的方法，采用上述连续生产脂肪酸甲酯系统，包括以下步骤：将餐厨废弃油脂与酸催化剂混合，混合液经预热后输送至位于反应釜顶部的反应腔内，将甲醇加热为甲醇气通入位于反应釜底部的反应腔内，所述混合液自上而下从位于上侧的反应腔内输送至位于下侧的反应腔内，最后汇集于所述反应釜的底部，所述甲醇气自下而上鼓泡分散在位于所述反应腔内的混合液中参与反应，收获所述反应釜底部的混合液，即得脂肪酸甲酯。
[0018]本申请的生产方法基于上述系统，将餐厨废弃油脂与酸催化剂先进行混合预热有助于其形成的混合液一进入反应釜便能于鼓泡的甲醇迅速开始反应，其制备方法简单，操作方便，便于脂肪酸甲酯的连续生产，获得的脂肪酸甲酯无需进行提纯操作便能达到生物柴油的产品标准要求，具有生产效率高、能耗低的特点。
[0019]优选的，所述反应腔内甲醇气向上输送的压力为0.1
‑
1.0kg/cm2。
[0020]通过采用上述技术方案，该压力下的甲醇能有效阻止位于上侧的反应腔内的混合液通过排气管流入位于下侧的反应腔内，同时促使甲醇与餐厨废弃油脂充分反应。
[0021]优选的，所述酸催化剂的添加量为餐厨废弃油脂重量的0.12
‑
1.12%。
[0022]通过采用上述技术方案，在本申请中酸催化剂的添加量为0.12
‑
1.12%便可催化甲醇与餐厨废弃油脂反应，这是基于本申请的反应釜能促使甲醇与餐厨废弃油脂在各个反应腔内能充分接触反应，因此无需过多的酸催化剂，相对于现有技术中2%的添加量能有效降低生产成本；此外，因酸催化剂添加量的减少，混合液的pH值能有效升高，由此促使本申请的反应可以在不锈钢材质的反应釜内进行，相对于现有的陶瓷反应釜，不锈钢反应釜具有更高的可操作性。
[0023]优选的，所述预热温度为80
‑
110℃。
[0024]通过采用上述技术方案，本申请中混合液预热到80
‑
110℃也可促使甲醇与餐厨废弃油脂发生反应，这是基于本申请的反应釜能促使甲醇与餐厨废弃油脂在各个反应腔内能充分接触反应，因此无需升温至现有酸催化的反应温度（120
‑
160℃），进而可有效降低生产脂肪酸甲酯的能耗。
[0025]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请的系统通过在预热装置和反应釜的设置，并在反应釜内多个反应腔，使得甲醇以气态鼓泡的形式与餐厨废弃油脂反应，在经过多个反应腔重复操作后，其制得的脂肪酸甲酯无需进行提纯操作便能达到生物柴油的产品标准要求，具有生产效率高、能耗低的特点。
[0026]2、本申请的生产方法通过对甲醇输送气压、酸催化剂添加量、预热温度等工艺参数的控制，能有效保证其制得的脂肪酸甲酯的酸值低于1.5，含量达96.5%以上，实现脂肪酸甲酯的连续生产。
附图说明
[0027]图1是本申请实施例1的连续生产脂肪酸甲酯系统图；图2是申请实施例1的连续生产脂肪酸甲酯系统中陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续生产脂肪酸甲酯系统，其特征在于，包括反应釜(4)，所述反应釜(4)内设有多个隔板(41)，所述隔板(41)将所述反应釜(4)的内腔分隔为多个竖向分布的反应腔(42)，所述反应釜(4)在每两个相邻所述反应腔(42)之间连接有溢流管(43)，所述隔板(41)上设有排气孔(411)；物料通过所述溢流管(43)自上而下从位于上侧的所述反应腔(42)输送至位于下侧的反应腔(42)内，甲醇通过所述排气孔(411)自下而上从位于下侧的所述反应腔(42)输送至位于上侧的所述反应腔(42)内，输送至所述反应釜(4)底部反应腔(42)的物料即为脂肪酸甲酯。2.根据权利要求1所述的连续生产脂肪酸甲酯系统，其特征在于：所述反应釜(4)在位于底部的所述反应腔(42)内设有加热机构(45)。3.根据权利要求1所述的连续生产脂肪酸甲酯系统，其特征在于：所述反应釜(4)在每一所述隔板(41)的上方设有陶瓷填料层(44)。4.根据权利要求3所述的连续生产脂肪酸甲酯系统，其特征在于：所述陶瓷填料层(44)由至少一个陶瓷砖(441)铺设而成，所述陶瓷砖(441)上均匀开设有适于倾斜输送的输料通道(442)。5.根据权利要求1所述的连续生产脂肪酸甲酯系统，其特征在于：所述溢流管(43)的一端连接在位于上侧反应腔(42)的上方侧壁上...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬仕平，
申请(专利权)人：宁波杰森绿色能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：