CN204281647U - 一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置。目的是提供的装置应具有反应效率高、反应时间短、可生产高含量脂肪酸甘油三酯的特点，并且结构简单稳定，安全可靠，故障率低，操作方便。技术方案是：一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置，包括酯化釜；该反应装置还包括预混合釜、脂肪酸预加热器；预混合釜连通催化剂进料口和甘油进料口，预混合釜的出口通过管道连通酯化釜内腔的雾化器；酯化釜的内腔底部安装有鼓泡气筛，所述的脂肪酸预加热器连通脂肪酸进料口，脂肪酸预加热器的出口也通过管道连通所述的鼓泡气筛，以输入气化的脂肪酸酯；酯化釜顶端还通过管道依序接通脂肪酸冷却器以及真空装置接口，酯化釜的底端还制作一出料口。

Description

一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种油脂化工设备，特别涉及一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置。

技术背景

脂肪酸与甘油的酯化反应是用于生产食用、工业用油的经典反应。即脂肪酸与甘油反应生成单甘酯，单甘酯与脂肪酸反应形成二甘酯，二甘酯再与单甘酯反应形成甘油三酯；如下式表示：

传统的酯化反应装置是搅拌式反应釜，反应方式也多局限于液—液反应，其普遍存在的问题在于：反应酯化不完全，产物中单甘酯、二甘酯含量偏高，采用传统方法很难直接获得高纯度的脂肪酸甘油三酯，目前市场上的99％以上的高纯脂肪酸甘油三酯多经过分子蒸馏等其他手段进行提纯，不仅工艺复杂，而且成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置，该装置应具有反应效率高、反应时间短、可生产高含量脂肪酸甘油三酯的特点，并且结构简单稳定，安全可靠，故障率低，操作方便。

本实用新型提供的技术方案是：

一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置，包括酯化釜；其特征在于该反应装置还包括预混合釜、脂肪酸预加热器；所述的预混合釜连通催化剂进料口和甘油进料口，预混合釜的出口通过管道连通酯化釜内腔的雾化器，以输入气雾状的催化剂和甘油；所述的酯化釜的内腔底部安装有鼓泡气筛，所述的脂肪酸预加热器连通脂肪酸进料口，脂肪酸预加热器的出口也通过管道连通所述的鼓泡气筛，以输入气化的脂肪酸酯；酯化釜顶端还通过管道依序接通脂肪酸冷却器以及真空装置接口，酯化釜的底端还制作一出料口。

所述酯化釜的内腔布置有一定数量筛板。

本实用新型的工作原理是：由于短链脂肪酸、中链脂肪酸和中长链脂肪酸沸点较低(沸点≤300℃)，因而可实现升温气化脂肪酸与甘油进行气—液两相反应。为此，先将催化剂与甘油预混合气雾化后喷入釜体，与釜内的脂肪酸气体直接进行反应，形成的甘油酯以及未反应甘油通过筛板流向釜底，途中还会与气化的脂肪酸进行二次酯化，装置底部的鼓泡气筛可持续鼓泡，沉入釜底的物料与脂肪酸气泡进行第三次酯化反应，可以极大提高反应速率和产品得率。

本实用新型有益效果是：

(1)与传统酯化反应釜相比，气液反应效率高，反应时间短，有利于生产高含量(含量大于99％)的脂肪酸甘油三酯；

(2)装置采用雾化进料，并在釜内增加筛板，以及底部鼓泡可极大地提高反应效率，整套装置简单稳定，安全可靠，故障率低，操作方便，安装方便，成本低，适用的物料范围广泛。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标号：1—催化剂进料口；2—甘油进料口；3—脂肪酸进料口；4—预混合釜；5—酯化釜；6—雾化器；7—筛板；8—鼓泡气筛；9—脂肪酸预加热器；10—脂肪酸冷却器；11—出料口，12—真空装置接口。

具体实施方式

甘油三酯中的脂肪酸多指单碳链脂肪酸，相比于其他脂肪酸，其沸点较低，且当脂肪酸饱和度一定的情况下，其沸点随着碳链长度的降低而逐渐降低，特别是短链脂肪酸(如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、已酸)、中链脂肪酸(如辛酸、癸酸)和中长碳链的脂肪酸(如月桂酸)，该类脂肪酸沸点多在300℃以下(表1)，而酯化反应温度多为200—300℃，因此，采用脂肪酸(气相)与甘油(液相)的酯化反应技术，通过改进酯化反应装置，可以提高酯化反应的效率，获得高纯度的甘油三酯。

表1不同脂肪酸及其沸点

本实用新型提供的生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置，包括酯化釜5，预混合釜4、脂肪酸预加热器9。所述的预混合釜通过管道连通催化剂进料口1和甘油进料口2将输入的催化剂和甘油混合，然后输出后输入酯化釜，并在酯化釜内腔通过雾化器6(即喷头)将催化剂和甘油混合物以气雾状喷出。而所述的脂肪酸预加热器连通脂肪酸进料口3，将输入的脂肪酸加热成气态后，通过酯化釜的内腔底部的鼓泡气筛8输入酯化釜，使得气态的脂肪酸与气雾状的催化剂和甘油发生反应；酯化釜顶端还通过管道依序接通脂肪酸冷却器以及真空装置接口，由脂肪酸冷却器(常规冷冻机械)控制酯化釜内腔的反应温度(抑制反应产生的温升)，并且由真空装置(常规抽气装置)控制酯化釜内腔的真空压力。反应生成的液态甘油三酯则由酯化釜底端的出料口输出。

作为推荐，所述酯化釜的内腔还布置有一定数量(通常为5-15片)的筛板7。筛板布置推荐采用常规的交叉布置方式。

本实用新型所述预混合釜、酯化釜、筛板以及鼓泡气筛均可外购获得。

实施例1

将乙酸(沸点117℃)混合酸经过脂肪酸预加热器气化后从底部进入酯化釜，使乙酸气体充满釜腔，釜内温度控制在150℃，然后将催化剂与甘油在预混合釜中搅拌30min后，通过雾化器从釜顶喷出，与釜内的乙酸气体进行反应，反应时间40min，反应过程中持续通乙酸气体，反应结束后，停止通乙酸气体，反应物由出料口出料。酯化后的产物为无色透明油状液体，酸值(mg KOH/g)为0.09，三乙酸甘油三酯含量99.5％。

实施例2

将辛酸、癸酸混合酸(辛酸沸点238℃，癸酸沸点270℃)经过脂肪酸预加热器气化后从底部进入酯化釜，使混合酸气体充满釜腔，釜内温度控制在275—280℃，然后将催化剂与甘油在预混合釜中搅拌30min后，通过雾化器从釜顶喷出，与釜内的混合酸气体进行反应，反应时间1h，反应过程中持续通混合酸气体，保证酸略过量，反应结束后，停止通混合酸气体，继续反应1h，反应物由出料口出料。酯化后的产物经精制后呈无色透明油状液体，酸值(mg KOH/g)为0.06，辛癸酸甘油三酯含量99.2％。

实施例3

将月桂酸(沸点299℃)混合酸经过脂肪酸预加热器气化后从底部进入酯化釜，使月桂酸气体充满釜腔，釜内温度控制在300℃，真空接口接真空装置，保证釜内适当负压。将催化剂与甘油在预混合釜中搅拌30min后，通过雾化器从釜顶喷出，与釜内的月桂酸气体进行反应，反应时间1h，反应过程中持续通月桂酸气体，反应结束后，停止通月桂酸气体，继续反应1h，反应物由出料口出料。酯化后的产物经精制冷却后呈白色固体，酸值(mg KOH/g)为0.08，月桂酸甘油三酯含量98.6％。

Claims (2)

1.一种生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置，包括酯化釜(5)；其特征在于该反应装置还包括预混合釜(4)、脂肪酸预加热器(9)；所述的预混合釜连通催化剂进料口(1)和甘油进料口(2)，预混合釜的出口通过管道连通酯化釜内腔的雾化器(6)，以输入气雾状的催化剂和甘油；所述的酯化釜的内腔底部安装有鼓泡气筛(8)，所述的脂肪酸预加热器连通脂肪酸进料口(3)，脂肪酸预加热器的出口也通过管道连通所述的鼓泡气筛，以输入气化的脂肪酸酯；酯化釜顶端还通过管道依序接通脂肪酸冷却器(10)以及真空装置接口(12)，酯化釜的底端还制作一出料口。

2.根据权利要求1所述的生产脂肪酸甘油三酯的酯化反应装置，其特征在于所述酯化釜的内腔布置有一定数量的筛板(7)。