连续流微通道反应器中酯交换生产生物柴油的方法_2

文档序号:9245796阅读:来源:国知局
废油脂预热、混合反应、酯交换过程三部分,因此需要原料预热模块、混合模块和一定数量的反应模块,具体数量由反应停留时间决定。
[0023]本发明所选用的微通道反应器模块材质包括单晶硅、特种玻璃、陶瓷、涂有耐腐涂层的不锈钢或金属合金、聚四氟乙烯等,该微通道反应器由多组模块组装而成,模块间可并联组装或串联组装,模块将换热通路与反应通路集成与一体,或只含反应通路,并浸没在控温导热介质中。在换热通路或导热介质中配有热电偶,可用于测定换热通路中换热介质或外界导热介质的实际温度,模块的反应通道分为直型管状通道与增强传质型通道两种。
[0024]本发明与现有技术相比较有以下主要特点:
1.本发明采用连续流微通道反应器,反应时间从传统的数小时缩短到几十秒至几分钟,显著提高了反应效率。
[0025]2.由于原料在微通道中混合极佳,反应过程中,温度精确控制,原料配比精确控制,且广物的收率明显提尚。
[0026]3.本发明中使用的微通道反应器材质为特种玻璃,计量泵的材质为聚四氟乙烯和钛,耐腐蚀性优良,避免了在常规反应器中腐蚀设备严重的问题。
[0027]4.在微通道反应器中,从进料、预热、混合以及反应过程全程为连续流反应,无废水排放,无废气污染,避免了常规间歇反应中需要额外配置装置和转移中出现的泄露,环保安全,生产效率高。
【附图说明】
[0028]图1为本发明废油脂碱或酸催化酯化生产生物柴油产品工艺流程图;
图2为本发明所使用的连续流微通道反应器装置图:1、2原料罐,3、4_进料泵,5、6_压力表,7-微通道,8-换热介质,9-产品收集;
图3为本发明所使用的微通道形式图:1_直通道功能模块,2-“心型”结构功能模块,3-T-型微通道,4-球形微通道,5-球形微通道加挡板,6-水滴型微通道。
【具体实施方式】
[0029]参照图1本发明的工艺流程,利用图2的装置图,按照下述步骤:(I)先将1、2储罐中的废油脂和甲醇溶液分别经过3、4计量泵,按照一定的配比打入微反应器7号的预热器(结构参见图3中1、5号)中进行预热(8号换热介质为水或导热油),整个过程通过5、6压力表监视体系压力;(2)废油脂和甲醇溶液经过预热后再通入微反应器7号的混合器(结构参见图3中2、3、4、5、6号)内进行混合反应;(3)经微通道反应器出口得到的反应液,冷却分离得到粗生物柴油,再将粗生物柴油利用酸或碱中和后,滤除杂质,蒸出多余的甲醇即得生物柴油产品。
[0030]实施例1
(I)所用装置:连续流微通道反应器(直通道功能模块+ “心型”结构功能模块),参照图3确定微通道反应器连接模式,混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定,换热介质为导热油。
[0031](2)原料罐1、2配置废油脂、甲醇溶液(催化用氢氧化钠的加入量为废油脂重量的1%)。设定各计量泵3、泵4的流量控制改变废油脂:甲醇溶液摩尔比=1:4,控制废油脂流速:lmL/min,控制甲醇溶液流速:10mL/min,将物料分别打入各直通道预热模块中,控制好反应温度为50°C,压力为0.1MPa ;废油脂和甲醇溶液分别用计量泵3、4打入微混合器心形混合模块8内进行混合,混合好的原料再进入下组心形混合模块9中进行反应。反应停留时间为50s,反应产物通过冷却盘管冰水浴后,以高分散相连续流状态流出反应器(见附图2)0
[0032](3)经微通道反应器出口得到的反应液,冷却分离得到粗生物柴油,再将粗生物柴油利用硫酸(加入量为粗生物柴油重量的0.1%)中和后,滤除杂质,蒸出多余的甲醇即得生物柴油产品。产品收率约96%。
[0033]实施例2
(I)所用装置:连续流微通道反应器(直通道功能模块+水滴型通道),参照图3确定微通道反应器连接模式,混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定,换热介质为导热油。
[0034](2)原料罐1、2配置废油脂、甲醇溶液(催化用氢氧化钙的加入量为废油脂重量的
1.5%)?设定各计量泵3、泵4的流量控制改变废油脂:甲醇溶液摩尔比=1:5,控制废油脂流速:2mL/min,控制甲醇溶液流速:10mL/min,将物料分别打入各直通道预热模块中,控制好反应温度为55°C,压力为0.2MPa ;废油脂和甲醇溶液分别用计量泵3、4打入微混合器心形混合模块8内进行混合,混合好的原料再进入下组心形混合模块9中进行反应。反应停留时间为60s,反应产物通过冷却盘管冰水浴后,以高分散相连续流状态流出反应器(见附图2)。
[0035](3)经微通道反应器出口得到的反应液,冷却分离得到粗生物柴油,再将粗生物柴油利用盐酸(加入量为粗生物柴油重量的0.2%)中和后,滤除杂质,蒸出多余的甲醇即得生物柴油产品。产品收率约97%。
[0036]实施例3
(I)所用装置:连续流微通道反应器(直通道功能模块+球型加档板型通道),参照图3确定微通道反应器连接模式,混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定,换热介质为导热油。
[0037](2)原料罐1、2配置废油脂、甲醇溶液(催化用氢氧化钾的加入量为废油脂重量的
1.5%)?设定各计量泵3、泵4的流量控制改变废油脂:甲醇溶液摩尔比=1:6,控制废油脂流速:3mL/min,控制甲醇溶液流速:12mL/min,将物料分别打入各直通道预热模块中,控制好反应温度为60°C,压力为0.4MPa ;废油脂和甲醇溶液分别用计量泵3、4打入微混合器心形混合模块8内进行混合,混合好的原料再进入下组心形混合模块9中进行反应。反应停留时间为70s,反应产物通过冷却盘管冰水浴后,以高分散相连续流状态流出反应器(见附图2)。
[0038](3)经微通道反应器出口得到的反应液,冷却分离得到粗生物柴油,再将粗生物柴油利用硫酸(加入量为粗生物柴油重量的0.3%)中和后,滤除杂质,蒸出多余的甲醇即得生物柴油产品。产品收率约98%。
[0039]实施例4
(I)所用装置:连续流微通道反应器(直通道功能模块+球型通道),参照图3确定微通道反应器连接模式,混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定,换热介质为导热油。
[0040](2)原料罐1、2配置废油脂、甲醇溶液(催化用硫酸的加入量为废油脂重量的2%)。设定各计量泵3、泵4的流量控制改变废油脂:甲醇溶液摩尔比=1:7,控制废油脂流速:3mL/min,控制甲醇溶液流速:14mL/min,将物料分别打入各直通道预热模块中,控制好反应温度为65°C,压力为0.6MPa ;废油脂和甲醇溶液分别用计量泵3、4打入微混合器心形混合模块8内进行混合,混合好的原料再进入下组心形混合模块9中进行反应。反应停留时间为80s,反应产物通过冷却盘管冰水浴后,以高分散相连续流状态流出反应器(见附图2)。
[0041](3)经微通道反应器出口得到的反应液,冷却分离得到粗生物柴油,再将粗生物柴油利用碳酸钠(加入量为粗生物柴油重量的0.3%)中和后,滤除杂质,蒸出多余的甲醇即得生物柴油产品。产品收率约97%。
[0042]实施例5
(I)所用装置:连续流微通道反应器(直通道功能模块+ “心型”结构功能模块),参照图3确定微通道反应器连接模式,混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定,换热介质为水。
[0043](2)原料罐1、2配置废油脂、甲醇溶液(催化用盐酸的加入量为废油脂重量的
2.5%)?设定各计量泵3、泵4的流量控制改变废油脂:甲醇溶液摩尔比=1:8,控制废油脂流速:4mL/
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1