一种塔式超临界反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种塔式超临界反应装置，包括多个塔节，塔节由塔壳和多层塔板构成，所述塔节数目为２－５个，塔节上部设有原料油或脂肪酸进料口和气态醇出料口，塔节下部设有气态醇进料口、脂肪酸甲酯出料口和甘油出料口；塔节通过上部的原料油或脂肪酸进料口和气态醇出料口分别与相邻塔节下部的脂肪酸甲酯出料口和气态醇进料口相连通。超临界反应在塔节内进行，原料油或脂肪酸和低碳醇逆向加料，反应物混合充分、均匀，使低碳醇以超临界的方式进入塔节内，有助于分子扩散、提高分子活性，使反应更加充分。一套装置能同时完成酯化反应和精馏分离两项工作任务，设备简单，一机多用，降低投资，节能省耗。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于生物柴油的制备装置
，特别涉及一种塔式超临界反应装置。
技术介绍
目前，精制油脂制备生物柴油的生产技术比较成熟，通常采用间歇反应釜和常压 酯交换法生产。以高酸值油脂为原料制备生物柴油多采用一步酸催化或先酸后碱的两步催 化法进行。高酸值油脂的酸值一般大于10，且成分复杂，以此为原料来生产生物柴油存在不 少技术问题，例如在高酸值油脂酯化反应的间歇生产过程中，酸性催化剂造成设备腐蚀非 常严重，设备投资大，容易产生“跑、冒、滴、漏”等现象，存在严重的安全隐患。专利号为200820040677.8的申请公开了一种用于制备生物柴油的复合式精馏 塔，其包括塔釜、精馏塔塔体、塔顶冷凝器，所述精馏塔塔体分为上、下两部分，上部为塔板 精馏段，塔壳上均勻设有多块塔板，在塔板上设有丝网，固体催化剂附着于丝网上；下部为 填料催化反应段，在塔壳内填充有填料，填料内填充固体催化剂。该复合式精馏塔可用于高 酸值原料油，但不能用于超临界条件下。另外，现有的生物柴油超临界生产装置，一般有超临界反应釜和管式反应器，其仅 能实现生物柴油的生产，但不能在同一装置中同时完成反应和分离。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可以在同一个装置内完成反应和分离、实现连续化 生产、适合高酸值原料油、生产能耗较低的塔式超临界反应装置。为实现上述目的，本技术的技术方案是一种塔式超临界反应装置，包括多个 塔节，塔节由塔壳和多层塔板构成，所述塔节数目为2-5个，塔节上部设有原料油或脂肪酸 进料口和气态醇出料口，塔节下部设有气态醇进料口、脂肪酸甲酯出料口和甘油出料口 ；塔 节通过上部的原料油或脂肪酸进料口和气态醇出料口分别与相邻塔节下部的脂肪酸甲酯 出料口和气态醇进料口相连通。所述塔节内设有2-40块塔板，且塔板数目为偶数；相邻塔节通过法兰固定连接。所述塔板为板式，其包括塔盘、泡罩、甘油分离通道和降液管，泡罩设在塔盘上，塔 盘通过定距管和拉杆固定，甘油分离通道设在塔盘底部，降液管设在塔盘外侧端部。所述塔盘与塔壳间的缝隙内填充有密封填料，密封填料上面设有压圈，压圈通过 压紧装置固定。相邻塔板交错倾斜设置，倾斜角度为0 10°。下层塔板上设有进口堰，进口堰位于上层塔板上的降液管和甘油分离通道之间， 且进口堰与降液管和甘油分离通道部分叠合。相邻或者间隔相邻的甘油分离通道在塔体内呈直线分布。所述塔盘上设有升气管，设有升气管的塔板与板式塔板交替设置。所述塔体直径为100 1200mm，泡罩直径彡80mm，板间距为lOO-lOOOmm，出口堰高 度为 20-100mm。与现有技术相比，本技术的优点是1、本技术通常设有2-5个塔节，塔节内设有整体板式塔板，相邻塔节之间用 法兰固定连接，安装维修方便。超临界反应在塔节内进行，原料油或脂肪酸和低碳醇逆向加 料，反应物混合充分、均勻，使低碳醇以超临界的方式进入塔节内，有助于分子扩散、提高分 子活性，使反应更加充分；塔节内无需添加催化剂，节约原材料、节约生产成本；一套装置 能同时完成酯化反应和精馏分离两项工作任务，实现连续化生产，反应产物可随时分离，加 快了反应速度，阻止发生逆反应，设备简单，一机多用，降低投资，节能省耗。2、相邻塔板交错倾斜设置，倾斜角度为0 10°，便于原料油或脂肪酸向下和气 态醇向上混合，有助于提高反应速度，提高生产率。3、本技术对原料的适应性强，不但适合精制油脂，还特别适合高酸值油脂和 脂肪酸，酸值可在10 180之间，适用范围广。4、本技术的油醇摩尔比低，可低至1 1.5，未反应的气态低碳醇量很少，避 免造成原料浪费。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为实施例一的塔节结构示意图；图3为实施例二的塔节结构示意图；图4为实施例三的塔节结构示意图。具体实施方式实施例一，如图1、图2所示的塔式超临界反应装置，由三个塔节1连通构成，塔节 1由塔壳7和2-40块塔板8构成，塔板8数目为偶数，塔板8倾斜设置在塔壳7上，其倾斜 角度为0-10°。在塔节1上部设有原料油或脂肪酸进料口 2和气态醇出料口 3，气态醇出 料口 3向上设置，便于气态醇的排放；塔节1下部设有气态醇进料口 4、脂肪酸甲酯出料口 6 和甘油出料口 5，脂肪酸甲酯出料口 6和甘油出料口 5分别用于排出生物柴油和甘油。上、 下相邻的塔节1通过上部的原料油或脂肪酸进料口 2和气态醇出料口 3分别与相邻塔节1 下部的脂肪酸甲酯出料口 6和气态醇进料口 4相连通。塔板8为板式，板式塔板8包括塔盘81、泡罩84、甘油分离通道83、降液管82和 进口堰85，泡罩84的直径< 80mm ；塔盘81固设在塔壳7内侧，在塔盘81上部均勻设有泡 罩84、塔盘81底部向下设有甘油分离通道83，可分离塔板8上沉积的甘油，间隔设置的塔 盘81上的甘油分离通道83在塔体2内呈直线分布，即甘油分离通道83设置在靠近降液管 82 一端；进口堰85设在塔盘81内侧，即靠近塔盘81与塔壳7相连一侧，位于泡罩84和塔 壳7之间，出口堰高度为20-100mm ；降液管82设在塔盘81外侧端部，且上端伸出塔盘81、 下端与甘油分离通道83有部分重叠，但降液管82下端高于甘油分离通道83下端。相邻塔 板8交错相对设置在相对侧的塔壳7上，塔板8的间距为lOO-lOOOmm，下层塔板8上的进口 堰85位于上层塔板8上的降液管82和甘油分离通道83之间，且进口堰85与降液管82和甘油分离通道83部分叠合。在本技术中，反应过程的操作压力为8_16Mpa、操作温度240-300°C，原料油 或脂肪酸从原料油或脂肪酸进料口 2进料，低碳醇连续从气态醇进料口 4进入，两者逆向加 料，油、醇加料摩尔比为1 1.5，反应过程中无需催化剂、无回流。未反应的低碳醇从气态 醇出料口 3送入后续的甲醇塔进行精制，生成的生物柴油和甘油经脂肪酸甲酯出料口 6和 甘油出料口 5流出。实施例二 如图1、图3所示的塔式超临界反应装置，其与实施例一的不同之处在 于塔盘81上的甘油分离通道83在塔节1内呈直线分布，即甘油分离通道83均靠近同一 侧的塔壳7设置；另外，在塔盘81上设有升气管86，即设有升气管86的塔板与板式塔板交 替设置，升气管86作为气体通道向上排放多余气态醇。实施例三，如图1、4所示的塔式超临界反应装置，其与实施例一的不同之处在于 塔板8包括塔盘81、泡罩84、甘油分离通道83和降液管82，泡罩84设在塔盘81上；塔盘 81通过定距管811和拉杆812固定安装，定距管811和拉杆812固定在塔节1的底部，通过 调节定距管811和拉杆812，可调整塔板8之间的距离；甘油分离通道83设在塔盘81底部， 降液管82设在塔盘81外侧端部。在塔盘81与塔壳7之间的缝隙内填充有密封填料87， 密封填料87上面设有压圈88，压圈88通过压紧装置89固定。在塔盘81上还设有塔盘圈 810，使塔盘上保持一定液位，塔盘圈810上设有吊耳10。权利要求一种塔式超临界反应装置，包括多个塔节，塔节由塔壳和多层塔板构成，其特征在于所述塔节数目为2-5个，塔节上部设有原料油或脂肪酸进料口和气态醇出料口，塔节下部设有气态醇进料口、脂肪酸甲酯出料口和甘油出料口；塔节通过上部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塔式超临界反应装置，包括多个塔节，塔节由塔壳和多层塔板构成，其特征在于：所述塔节数目为２－５个，塔节上部设有原料油或脂肪酸进料口和气态醇出料口，塔节下部设有气态醇进料口、脂肪酸甲酯出料口和甘油出料口；塔节通过上部的原料油或脂肪酸进料口和气态醇出料口分别与相邻塔节下部的脂肪酸甲酯出料口和气态醇进料口相连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊英，韩秀丽，马晓建，李洪亮，方书起，常春，刘利平，
申请(专利权)人：郑州大学生化工程中心，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]