一种常压无催化塔式连续酯化生产设备及生产工艺
技术领域
本发明涉及酯化生产技术领域，尤其涉及一种常压无催化塔式连续酯化生产设备及生产工艺。
背景技术
在酯化反应过程中会有水生成，只有把反应生成的水及时脱除才能使用反应彻底。普通的酯化反应在反应釜中进行就不太容易把水脱除彻底。
本行业一般采用反应釜间歇生产方法和塔式超临界生产工艺，反应釜间歇生产方法需要每一釜都要进出料、添加催化剂、监控操作反应过程等，所以造成劳动强度大，产品质量不稳定，后续处理催化剂生产成本高等，塔式超临界生产工艺虽可做到连续、自动化控制但是反应条件苛刻，温度一般要270摄氏度，压力需要25MPa，在高温、高压条件下生产能能耗、设备、安全等要求非常高。
随着世界范围的能源短缺以及人们对环境保护的日益重视，开发和研究生物柴油这一绿色环保型燃料以替代不断枯竭的石油任务已成为当前迫切解决的技术问题。
国内生物柴油生产原料大多为废弃油脂，普遍采用酸碱两步法进行生产。一般采用甲醇与废弃油脂中的游离脂肪酸和甘油三酯反应，生成脂肪酸甲酯。普通的酯化反应通常在搅拌反应釜中进行间歇反应，该类设备的缺陷主要是间歇式生产、产量低、搅拌转速慢不能使油脂与甲醇和催化剂充分结合，结合面小，导致酯化反应不充分，且反应时间很长，能耗高，效率低，无法连续化大规模生产，为此，我们提出了一种常压无催化塔式连续酯化生产设备及生产工艺及解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种常压无催化塔式连续酯化生产设备及生产工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种常压无催化塔式连续酯化生产设备，包括第一反应塔和第二反应塔，所述第一反应塔和第二反应塔内均设有喷淋装置，所述第一反应塔的上端一侧连接有甲醇回收管，所述第一反应塔的一侧通过第一管道连接有第一加热器，所述第一加热器的一侧设有两个换热器，所述第一加热器和两个换热器之间均通过第二管道连接，其中一个换热器的一端连接有第三管道，所述第三管道的一端连接有原料储存桶，所述第一反应塔的下端一侧连接有第四连接管，所述第四连接管的一端连接有第一再沸器，所述第一反应塔的另一侧连接有第四管道和第二连接管，所述第四管道和第二连接管的一端均连接在第二反应塔的一侧，所述第一再沸器的一端连接有第五管道，所述第五管道的一端连接在第四管道上，所述第二反应塔的下端一侧连接有第一连接管和第三连接管，所述第一连接管和第三连接管的一端共同连接有第二再沸器，所述第三连接管上连接有粗甲醇输送管道，所述第二反应塔的下端另一侧连接有第六管道，所述第六管道的一端连接有过热器，所述过热器的一端连接有第八管道，所述第八管道的一端连接有第二加热器，所述第二加热器上连接有第九管道，所述第九管道的一端连接有预热器，所述预热器的一端连接有第七管道，所述第七管道的一端连接有甲醇储存桶。
优选地，所述喷淋装置包括分别固定在第一反应塔和第二反应塔相对侧壁之间的两个导液管，且两个导液管分别位于第一反应塔和第二反应塔内的上端，所述导液管的下端等间距连接有五个喷头，所述第一反应塔和第二反应塔内均两个以上塔板，所述第一反应塔内设有填料层，所述第一管道的一端贯穿第一反应塔的侧壁并连接在其中一个导液管上，所述第四管道的一端贯穿第二反应塔的侧壁并连接在另一个导液管上。
优选地，所述第三管道和第七管道上均设有流量计，所述第三管道上设有过滤器。
优选地，所述第三管道、第四管道、第三连接管和第七管道上均设有计量泵。
优选地，所述第一反应塔和第二反应塔的一侧均等间距设有三个取样口。
优选地，所述第一反应塔和第二反应塔的下端均连接有排污管。
优选地，所述第一反应塔和第二反应塔上均设有温控器。
优选地，所述塔板上等间距设有两个以上筛孔。
本发明还提出一种常压无催化塔式连续酯化生产工艺，包括以下步骤：
S1、将原料放入原料储存桶内，将甲醇放入甲醇储存桶内；
S2、将原料输送到第一加热器内进行加热处理，同时将甲醇输送到预热器和第二加热器内进行加热处理；
S3、加热后的原料输送到第一反应塔内，然后加热后的甲醇经过过热器的处理后输送到第二反应塔内，在计量泵的作用下，将原料通过第三管道输送到换热器内；
S4、第一反应塔内的原料通过塔内的塔板进行过滤；
S5、过滤后的原料输送到第二反应塔内，再经过第二反应塔内的塔板过滤；
S6、原料在第二反应塔内和甲醇进行混合；
S7、第二反应塔内的甲醇蒸汽通过第二连接管输送到第一反应塔内，与原料进行混合，然后经第一再沸器和第五管道重新输送到第二反应塔内；
S8、混合后的原料和甲醇通过第二再沸器进行加热，然后通过粗甲醇输送管道进行输送，从而得到粗甲醇。
优选地，整个生产工艺均在常压状态下进行。
本发明中，使用时，先将原料放入原料储存桶内，在计量泵的作用下，将原料通过第三管道输送到换热器内，原料经换热器和第二管道进入到第一加热器内进行加热，然后经第一管道输送到第一反应塔内，甲醇放入甲醇储存桶内，通过第七管道将甲醇输送到预热器内，预热后的甲醇经第九管道输送到第二加热器内进行加热，然后通过第八管道输送到过热器内，加热后的甲醇经第六管道输送到第二反应塔内，第一反应塔内的原料通过塔内的塔板进行过滤，过滤后的原料通过第四管道输送到第二反应塔内，再经过第二反应塔内的塔板过滤，原料在第二反应塔内和甲醇进行混合，第二反应塔内的甲醇蒸汽通过第二连接管输送到第一反应塔内，与原料进行混合，然后经第一再沸器和第五管道重新输送到第二反应塔内，混合后的原料和甲醇通过第二再沸器进行加热，然后通过粗甲醇输送管道进行输送，从而得到粗甲醇，本发明实现了将酯化反应过程中产生的水及时、彻底排出的功能，促使酯化反应更彻底，效率更高，达到了能耗低、产品质量稳定、转化率高、无污染、劳动强度小、自动化控制、操作安全的功能，并且使酯化反应在常压下进行，避免了因需要高压环境导致设备成本增加，安全性能降低的情况发生，还避免了因反应不彻底导致甲醇和原料浪费的情况发生，节约了成本，同时提高了产品质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种常压无催化塔式连续酯化生产设备的结构示意图；
图2为本发明提出的一种常压无催化塔式连续酯化生产设备第一反应塔的内部结构示意图；
图3为本发明提出的一种常压无催化塔式连续酯化生产设备的A 处放大图。
图中：1甲醇回收管、2温控器、3第一管道、4取样口、5第一加热器、6换热器、7第二管道、8流量计、9过滤器、10原料储存桶、11第三管道、12计量泵、13第四管道、14第五管道、15导液管、16粗甲醇输送管道、17第二再沸器、18排污管、19第七管道、20预热器、21甲醇储存桶、22第二加热器、23第八管道、24第九管道、25过热器、26第六管道、27第一连接管、28第二反应塔、29 第二连接管、30第三连接管、31填料层、32第一反应塔、33塔板、 34喷头、35第四连接管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种常压无催化塔式连续酯化生产设备，包括第一反应塔32和第二反应塔28，方便在常压状态下进行酯化反应，第一反应塔32和第二反应塔28内均设有喷淋装置，便于喷洒，第一反应塔32的上端一侧连接有甲醇回收管1，第一反应塔32的一侧通过第一管道3连接有第一加热器5，第一加热器5的一侧设有两个换热器 6，第一加热器5和两个换热器6之间均通过第二管道7连接，其中一个换热器6的一端连接有第三管道11，第三管道11的一端连接有原料储存桶10，方便存储原料，通过换热器6和第一加热器5之间的配合，方便对原料进行加热。
在本发明中，第一反应塔32的下端一侧连接有第四连接管35，第四连接管35的一端连接有第一再沸器，便于对原料进行再次加热，第一反应塔32的另一侧连接有第四管道13和第二连接管29，第四管道13和第二连接管29的一端均连接在第二反应塔28的一侧，第一再沸器的一端连接有第五管道14，第五管道14的一端连接在第四管道13上，第二反应塔28的下端一侧连接有第一连接管27和第三连接管30，第一连接管27和第三连接管30的一端共同连接有第二再沸器17，方便对甲醇进行加热，第三连接管30上连接有粗甲醇输送管道16，方便将反应后的粗甲醇输送出第二反应塔28。
在本发明中，第二反应塔28的下端另一侧连接有第六管道26，第六管道26的一端连接有过热器25，过热器25的一端连接有第八管道23，第八管道23的一端连接有第二加热器22，第二加热器22 上连接有第九管道24，第九管道24的一端连接有预热器20，预热器 20的一端连接有第七管道19，第七管道19的一端连接有甲醇储存桶 21，便于放置甲醇，通过过热器25、第二加热器22和预热器20之间的配合，方便对甲醇进行加热处理。
在本发明中，第三管道11和第七管道19上均设有流量计8，便于控制流量，第三管道11上设有过滤器9，起到过滤的作用，第三管道11、第四管道13、第三连接管30和第七管道19上均设有计量泵12，第一反应塔32和第二反应塔28的一侧均等间距设有三个取样口4，便于进行取样监测，第一反应塔32和第二反应塔28的下端均连接有排污管18，第一反应塔32和第二反应塔28上均设有温控器2，温控器2和外接部件连接，使其稳定运行，便于控制温度，利用排污管18方便将第一反应塔32和第二反应塔28内的杂质排出。
本发明中，喷淋装置包括分别固定在第一反应塔32和第二反应塔28相对侧壁之间的两个导液管15，且两个导液管15分别位于第一反应塔32和第二反应塔28内的上端，导液管15的下端等间距连接有五个喷头34，方便均匀喷洒，第一反应塔32和第二反应塔28 内均两个以上塔板33，塔板33上等间距设有两个以上筛孔，第一反应塔32内设有填料层31，第一管道3的一端贯穿第一反应塔32的侧壁并连接在其中一个导液管15上，第四管道13的一端贯穿第二反应塔28的侧壁并连接在另一个导液管15上，在塔板33的作用下，方便对原料进行过滤，从而方便酯化反应顺利进行。
本发明还提出一种常压无催化塔式连接酯化生产工艺，包括以下步骤：
S1、将原料放入原料储存桶10内，将甲醇放入甲醇储存桶21内，方便原料和甲醇的输送和存储；
S2、将原料输送到第一加热器5内进行加热处理，同时将甲醇输送到预热器20和第二加热器22内进行加热处理；
S3、加热后的原料输送到第一反应塔32内，然后加热后的甲醇经过过热器25的处理后输送到第二反应塔28内，在计量泵12的作用下，将原料通过第三管道11输送到换热器6内；
S4、第一反应塔32内的原料通过塔内的塔板33进行过滤，便于酯化反应顺利进行；
S5、过滤后的原料输送到第二反应塔28内，再经过第二反应塔 28内的塔板33过滤，使酯化反应更彻底，效率更高；
S6、原料在第二反应塔28内和甲醇进行混合；
S7、第二反应塔28内的甲醇蒸汽通过第二连接管29输送到第一反应塔32内，与原料进行混合，然后经第一再沸器和第五管道14重新输送到第二反应塔28内；
S8、混合后的原料和甲醇通过第二再沸器17进行加热，然后通过粗甲醇输送管道16进行输送，从而得到粗甲醇。
在本发明中，整个生产工艺均在常压下进行，避免了需要高压条件造成对设备要求高，成本增加的情况发生。
本发明中，使用时，先将原料放入原料储存桶10内，在计量泵 12的作用下，将原料通过第三管道11输送到换热器6内，原料经换热器6和第二管道7进入到第一加热器5内进行加热，然后经第一管道3输送到第一反应塔32内，甲醇放入甲醇储存桶21内，通过第七管道19将甲醇输送到预热器20内，预热后的甲醇经第九管道24输送到第二加热器22内进行加热，然后通过第八管道23输送到过热器 25内，加热后的甲醇经第六管道26输送到第二反应塔28内，第一反应塔32内的原料通过塔内的塔板33进行过滤，过滤后的原料通过第四管道13输送到第二反应塔28内，再经过第二反应塔28内的塔板33过滤，原料在第二反应塔28内和甲醇进行混合，第二反应塔 28内的甲醇蒸汽通过第二连接管29输送到第一反应塔32内，与原料进行混合，然后经第一再沸器和第五管道14重新输送到第二反应塔28内，混合后的原料和甲醇通过第二再沸器17进行加热，然后通过粗甲醇输送管道16进行输送，从而得到粗甲醇。
具体实施时：使用塔径0.15米、塔高10.5米反应塔，原料酸值为149mgKOH/g，进料量按15升/小时，利用导热油加热，通过本生产工艺酯化后，塔釜采出产品酸值为0.48mgKOH/g,酯化转化率为99.76％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
