一种基于微通道反应器的转酯化方法技术

本发明专利技术属于转酯化技术领域，具体的说是一种基于微通道反应器的转酯化方法，该方法中使用的微通道反应器包括筒状的本体；本体内设有一组相互叠合的催化剂载板，相邻催化剂载板之间开设有通道槽；本体两端通过法兰密封连接有端盖,其中一侧的端盖上中部开设有进料孔，另一侧的端盖上连通有排料管；进料孔远离本体的一侧连接有一号进料管，端盖靠近进料孔的位置上连通有二号进料管；进料孔中设有销钉，销钉靠近本体的一端设有锥形部；进料孔与锥形部对应位置固连有卡环，卡环与锥形部间隙配合；本发明专利技术通过锥形部分散进料孔中的流体，使得流体均匀通过通道槽，增加微通道反应器的反应效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微通道反应器的转酯化方法
本专利技术属于转酯化
，具体的说是一种基于微通道反应器的转酯化方法。
技术介绍
甘油二酯，是一类甘油三酯中一个脂肪酸被羟基取代的结构脂质。DG是天然植物油脂的微量成分及体内脂肪代谢的内源中间产物，它是公认安全(GRAS)的食品成分。近年来发现，膳食DG具有减少内脏脂肪、抑制体重增加、降低血脂的作用，因而受到广泛的关注。甘油二酯的生产方法有甘油解法、直接酯化法、油脂水解法等。甘油解法是生产甘油二酯最经济、工业上最具应用前景的方法。中国专利CN200610078177.9也提到：在得到与原料油脂相近的脂肪酸组成的产品的情况下，从能够简化制造工序方面考虑，优选油脂和甘油通过甘油解的方法生产甘油二酯。甘油解法分为化学催化法和酶催化法。化学催化法成本低、运行经济，生产量大，容易实现规模生产；但是甘油解反应过程中，温度较高，甘油容易聚合生成聚甘油，同时油脂中的不饱和键易氧化产生聚合和双键的转移等反应，此外，还可能产生反式脂肪酸，严重影响油的品质，现有技术中通过微通道反应器提高甘油解法中化学催化的反省效率。其中通过微通道反应器同常规反应容器中进行的化学反应相比，微通道反应器具有催化剂用量少，催化剂效率高，扩散据率短、传热快速等优点，从而能够达到加快催化反应的目的。常见的填充式的固定床微通道反应器中由于催化剂颗粒堆积在反应器中的不均匀性和随意性，会导致催化剂床层具有很大的压力降或引起反应物的偏流，不利于催化剂和床层的利用。现有技术中也出现了一些关于微通道反应器的技术方案，如申请号为2018111606193的一项中国专利公开了一种微通道反应器，包括壳体，具有进料口、出料口、冷却流体进口和冷却流体出口，微通道反应单元，位于壳体内部，微通道反应单元包括微通道反应器壁，微通道反应器壁包括：不锈钢基底层，具有形成反应通道的第一侧面；粗糙加工层，加工在第一侧面上；以及催化剂载体层，形成在粗糙加工层上，进料口和出料口通过反应通道连通，壳体内还具有沿微通道反应单元设置的冷却通道，冷却流体进口和冷却流体出口通过冷却通道连通；但现有技术中反应物充入壳体的流速较快，使得反应物分布不均匀，使得大部分流体流经本体内靠近中部的催化剂载体层，进而减少催化剂的利用效率，同时流体对通道槽进行快速冲刷，由于催化剂载体层内填充有大量颗粒状的催化剂，使得催化剂载体层中形成直径较大的通道，减少催化剂与流体的接触面积，进而削弱催化剂的催化效率。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中反应物充入壳体的流速较快，使得反应物分布不均匀，使得大部分流体流经本体内靠近中部的催化剂载体层，进而减少催化剂的利用效率，同时流体对通道槽进行快速冲刷，由于催化剂载体层内填充有大量颗粒状的催化剂，使得催化剂载体层中形成直径较大的通道，减少催化剂与流体的接触面积，进而削弱催化剂的催化效率的问题，本专利技术提出的一种基于微通道反应器的转酯化方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种基于微通道反应器的转酯化方法，包括以下步骤：S1、准备原材料，按相应比例称取脂肪酸乙酯和甘油，之后向脂肪酸乙酯中加入分散剂并充分混合均匀，混合时间为15-20min，混合温度控制在50-70℃，得到混合物A；向甘油中加入乳化剂并搅拌，促使甘油均匀分散在乳化剂中，得到混合物B；S2、将S1中获得的混合物A与混合物B分别注入微通道反应器中，在脂肪酶催化剂的催化条件下进行转脂反应，制备脂肪酸醇脂，控制反应温度80-120温度，反应时间30-60min；S3、将S2中得到的反应物通过冷冻离心机进离心作业，之后通过真空分子蒸馏，即可获得甘油二脂；其中S2使用的微通道反应器包括筒状的本体；所述本体内设有一组相互叠合的催化剂载板，相邻催化剂载板之间开设有通道槽；所述本体两端通过法兰密封连接有端盖,其中一侧的端盖上中部开设有进料孔，另一侧的端盖上连通有排料管；所述进料孔远离本体的一侧连接有一号进料管，端盖靠近进料孔的位置上连通有二号进料管；所述进料孔中设有销钉，销钉靠近本体的一端设有锥形部；所述进料孔与锥形部对应位置固连有卡环，卡环与锥形部间隙配合；通过锥形部分散进料孔中的流体，使得流体均匀通过通道槽，增加微通道反应器的反应效率；使用时，将液态的脂肪酸乙酯通过一号进料管通入进料孔中，之后脂肪酸乙酯流入本体内，同时通过二号进料管通入甘油，使得甘油与脂肪酸乙酯通入通道槽中并在催化剂载板上附着的催化剂的催化下进行快速的反应，反应之后的生成物从排料管排出，由于进料孔内充入的流速较快的流体进入本体后分布不均匀，使得大部分流体流经本体内靠近中部的通道槽，进而减少通道槽的利用效率，同时靠近中部的通道槽内流过大量的流体时，流体对通道槽进行快速冲刷，同时由于催化剂载板内填充有大量颗粒状的催化剂，使得催化剂载板中形成直径较大的通道，减少催化剂与流体的接触面积，进而削弱催化剂的催化效率，此时通过销钉配合锥形部，使得通过进料孔流入本体内的流体均匀分布在本体一侧的端面，之后流体在压力的作用下均匀通过各个通道槽，使得每个通道槽都能流入相应流量的流体，进而增加通道槽的利用效率，进一步增加微通道反应器的反应效率。优选的，所述销钉远离锥形部的一端设有钉帽，钉帽与卡环之间的销钉上套设有弹簧；通过弹簧推动锥形部对进料孔进行密封保压，防止流体倒流，同时增加进料孔中流体的分散效率；通过钉帽配合弹簧，使得进料孔中停止进料时，本体内仍然充满液体，进而减少本体内进入空气，保证催化剂载板始终处于湿润状态，保证催化剂的活性；当进料孔中的流体压力降低时，通过弹簧推动销钉和锥形部移动，进而减小锥形部与卡环之间的间隙，促使进料孔内的压力升高后顶开锥形部并向本体内喷射，进而保证流体通过锥形部时的扩散面积，进一步保证本体内的流体均匀通过所有的通道槽，增加微通道反应器的反应效率。优选的，所述锥形部靠近本体的一端固连有弹性的软管，锥形部内开设的Y形的连通孔与软管连通；通过软管喷出，带动销钉摆动，减少流体中固体颗粒堵塞通道槽；通过锥形部内开设的Y形的连通孔与软管连通，使得进料孔中的一部分流体经连通孔通入软管中，最后向本体内喷出，由于流体从软管中喷出时受到反冲力，反冲力引起软管的不断甩动，进而带动销钉在进料孔中不断沿径向摆动，进而使得锥形部不断挤压卡环，使得流体中夹杂的直径较大的颗粒颗粒被锥形部挤压破碎，进而减少直径较大的颗粒堵塞通道槽，提高通道槽内壁催化剂的利用效率，进而进一步增加微通道反应器的反应效率。优选的，所述软管绳套设有弹性环，软管远离锥形部的一端固连有限位环，通过弹性环对软管的间歇性封闭，增加本体内的流体压力冲击周期性变化，进一步减少流体中固体颗粒堵塞通道槽；通过弹性环对软管出口的暂时封闭，使得软管内不断充入流体，软管内的压力逐渐升高，迫使软管内不断膨胀并积蓄流体，当软管膨胀到内部流体压力大于弹性环对软管的封闭作用力时，软管内的流体快速从软管中喷出，进而使得本体内的流体压力瞬间升高，进而加快通道槽内颗粒物质的排出，减少通道槽的堵塞，当软管中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微通道反应器的转酯化方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、准备原材料，按相应比例称取脂肪酸乙酯和甘油，之后向脂肪酸乙酯中加入分散剂并充分混合均匀，混合时间为15-20min，混合温度控制在50-70℃，得到混合物A；向甘油中加入乳化剂并搅拌，促使甘油均匀分散在乳化剂中，得到混合物B；/nS2、将S1中获得的混合物A与混合物B分别注入微通道反应器中，在脂肪酶催化剂的催化条件下进行转脂反应，制备脂肪酸醇脂，控制反应温度80-120温度，反应时间30-60min；/nS3、将S2中得到的反应物通过冷冻离心机进离心作业，之后通过真空分子蒸馏，即可获得甘油二脂；/n其中S2使用的微通道反应器包括筒状的本体(1)；所述本体(1)内设有一组相互叠合的催化剂载板(11)，相邻催化剂载板(11)之间开设有通道槽(12)；所述本体(1)两端通过法兰密封连接有端盖(13),其中一侧的端盖(13)上中部开设有进料孔(2)，另一侧的端盖(13)上连通有排料管(14)；所述进料孔(2)远离本体(1)的一侧连接有一号进料管(15)，端盖(13)靠近进料孔(2)的位置上连通有二号进料管(16)；所述进料孔(2)中设有销钉(21)，销钉(21)靠近本体(1)的一端设有锥形部(22)；所述进料孔(2)与锥形部(22)对应位置固连有卡环(23)，卡环(23)与锥形部(22)间隙配合；通过锥形部(22)分散进料孔(2)中的流体，使得流体均匀通过通道槽(12)，增加微通道反应器的反应效率。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于微通道反应器的转酯化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、准备原材料，按相应比例称取脂肪酸乙酯和甘油，之后向脂肪酸乙酯中加入分散剂并充分混合均匀，混合时间为15-20min，混合温度控制在50-70℃，得到混合物A；向甘油中加入乳化剂并搅拌，促使甘油均匀分散在乳化剂中，得到混合物B；
S2、将S1中获得的混合物A与混合物B分别注入微通道反应器中，在脂肪酶催化剂的催化条件下进行转脂反应，制备脂肪酸醇脂，控制反应温度80-120温度，反应时间30-60min；
S3、将S2中得到的反应物通过冷冻离心机进离心作业，之后通过真空分子蒸馏，即可获得甘油二脂；
其中S2使用的微通道反应器包括筒状的本体(1)；所述本体(1)内设有一组相互叠合的催化剂载板(11)，相邻催化剂载板(11)之间开设有通道槽(12)；所述本体(1)两端通过法兰密封连接有端盖(13),其中一侧的端盖(13)上中部开设有进料孔(2)，另一侧的端盖(13)上连通有排料管(14)；所述进料孔(2)远离本体(1)的一侧连接有一号进料管(15)，端盖(13)靠近进料孔(2)的位置上连通有二号进料管(16)；所述进料孔(2)中设有销钉(21)，销钉(21)靠近本体(1)的一端设有锥形部(22)；所述进料孔(2)与锥形部(22)对应位置固连有卡环(23)，卡环(23)与锥形部(22)间隙配合；通过锥形部(22)分散进料孔(2)中的流体，使得流体均匀通过通道槽(12)，增加微通道反应器的反应效率。


2.根据权利要求1所述的一种基于微通道反应器的转酯化方法，其特征在于：所述销钉(21)远离锥形部(22)的一端设有钉帽(24)，钉帽(24)与卡环(23)之间的销钉(21)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：向娅君，杨晓燕，孙亮，
申请(专利权)人：向娅君，
类型：发明
国别省市：湖北;42