生物柴油酯化反应方法及装置

摘要

本发明公开了一种生物柴油酯化反应方法及装置，主要解决传统方法搅拌混合不充分、自身耗能大、生产成本高、对油脂降酸能力不足的问题。其实现方法是：先用雾化器将油脂与甲醇和酸性催化剂进行雾化，再通入预混室，利用预混室内叶扇旋转所形成的气体涡流将油脂与甲醇和酸性催化剂的颗粒混合，以增加液体的接触面积；然后通过酯化反应室搅拌混合，利用循环通道加速进行预酯化反应，以降低油脂的酸值；当油脂的酸值达到酯交换反应要求时，回收甲醇和酸性催化剂，再加入甲醇和碱性催化剂进行酯交换反应，并利用循环通道加速酯交换反应生成生物柴油。本发明具有结构简单、自身耗能和生产成本低、除酸性能好的优点，可用于酸值较高的油脂生产生物柴油。

主权项

一种生物柴油酯化反应方法，包括如下步骤：（1）将质量比为1.5～2:1的甲醇与油脂分别通入甲醇‑酸性催化剂存储室和油脂存储室，将质量为油脂重量的1%～1.5%、浓度为98%的浓硫酸加入到甲醇‑酸性催化剂存储室与甲醇混合，生成甲醇‑硫酸混合液；（2）将甲醇‑硫酸混合液、油脂分别在甲醇‑酸性催化剂存储室和油脂存储室预热到70°～80°；（3）将甲醇‑硫酸混合液与油脂分别送入甲醇‑催化剂雾化室和油脂雾化室进行雾化，形成雾化颗粒；（4）将雾化后的油脂颗粒、甲醇‑硫酸混合颗粒通入预混室混合，形成油脂‑甲醇‑硫酸混合颗粒；（5）将混合后的油脂‑甲醇‑硫酸混合颗粒通入酯化反应室沉降，形成油脂‑甲醇‑硫酸混合液，在酯化反应室搅拌反应60～100min，并保持酯化反应室的温度恒定在70°～80°，将油脂中游离的脂肪酸转化成脂肪酸甲脂，以降低油脂的酸值；（6）当油脂的酸值降到低于2mgKOH/g时，利用漂浮吸液器将油脂‑甲醇‑硫酸混合液中的甲醇与硫酸回收，使油脂继续留在酯化反应室内；（7）将质量为留在酯化反应室内油脂质量1.8倍的甲醇加入到甲醇‑碱性催化剂存储室，将质量为留在酯化反应室内油脂重量1%的氢氧化钾也加入到甲醇‑碱性催化剂存储室，形成甲醇‑氢氧化钾混合液；（8）将甲醇‑氢氧化钾混合液、油脂分别在甲醇‑碱性催化剂存储室和酯化反应室加热到75°～85°；（9）将加热后的甲醇‑氢氧化钾混合液送入甲醇‑催化剂雾化室进行雾化，形成甲醇‑氢氧化钾混合颗粒；将酯化反应室内的油脂送入油脂雾化室进行雾化，形成油脂雾化颗粒；将雾化后的甲醇‑氢氧化钾混合颗粒与雾化后的油脂颗粒在预混室混合，形成油脂‑甲醇‑氢氧化钾混合颗粒；将油脂‑甲醇‑氢氧化钾混合颗粒在酯化反应室内沉降，形成油脂‑甲醇‑氢氧化钾混合液，保持酯化反应室的温度恒定在75°～85°，并在酯化反应室内搅拌进行酯交换反应60～150min，生成含有脂肪酸甲脂、甘油、甲醇、氢氧化钾及水的混合液； （10）将含有脂肪酸甲脂、甘油、甲醇、氢氧化钾及水的混合液，在酯化反应室内静置分层30～60min，形成上层为脂肪酸甲脂、下层为甲醇‑氢氧化钾‑甘油‑水的混合液，将下层的甲醇、氢氧化钾、甘油和水混合液排出酯化反应室，上层的脂肪酸甲脂即为生物柴油。