CN216359020U - 一种粗甘油预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种粗甘油预处理装置，它由水解反应釜(1)、中和反应釜(3)与分相器(5)、粗甘油储藏槽(17)等部件组成。本实用新型粗甘油预处理装置操作控制简单，安全可靠性高，可以有效降低粗甘油的皂化当量，有利于甘油精制和提高甘油收率。

Description

一种粗甘油预处理装置

【技术领域】

本实用新型属于化工设备技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种粗甘油预处理装置。

【背景技术】

生物柴油具有可再生、可生物降解、无毒、含硫量低和废气中有害物排放量小等优点，随着石油资源日益枯竭和人们环保意识提高，生物柴油受到各国重视而快速发展。随着生物柴油大量生产，其副产物粗甘油的产量也迅速增加，在制备生物柴油的过程中，每生产10吨生物柴油会副产约 1吨甘油。高纯度甘油(甘油含量在99.5％以上)是一种用途广泛的化学品，在医药、食品、纺织、化工等领域都有着相当广泛的应用，而且应用范围还在不断地延伸和扩展。因此，合理利用生物柴油副产粗甘油，开发甘油的高附加值产品至关重要。

目前，工业生产生物柴油主要采用酯交换法，即利用相对低分子质量的醇类如甲醇等与原料油(各种天然动植物油脂及餐饮废油等)中的脂肪酸甘油酯进行酯交换反应，生成分子质量相对低的脂肪酸甲酯(即生物柴油) 和粗甘油。

由于原料和方法不同，酯交换法制备生物柴油得到的粗甘油中的杂质性质及数量也不相同。一般副产物除含有大部分甘油外，还含有大量的其他物质，如甲醇、少量生物柴油及未反应的脂肪酸和催化剂等。如果不采用预处理方法除去杂质，势必会严重影响粗甘油的后续精制；如果直接采用离子交换树脂精制，交换量大，树脂将很快达到饱和而失活，再生还会产生大量酸碱废水；如果直接采用减压蒸馏处理则会由于副产物中生物柴油、脂肪酸皂对甘油包裹而导致甘油无法气化，增加减压蒸馏精制的难度，影响甘油的质量和收率。因此，在粗甘油精制前必须对其进行预处理。

【实用新型内容】

[要解决的技术问题]

本实用新型的目的是提供一种粗甘油预处理装置。

[技术方案]

本实用新型是通过下述技术方案实现的。

本实用新型涉及一种粗甘油预处理装置，它包括粗甘油储藏槽17，它还包括水解反应釜1、中和反应釜3与分相器5；在水解反应釜1顶部中间设置第一搅拌器13，在其侧边设置碱液进料口14与粗甘油进料口15；碱液进料口14通过液碱管道11与液碱储槽16相连；粗甘油进料口15通过粗甘油管道12与粗甘油储藏槽17相连；在水解反应釜1底部中间设置水解反应釜排料口18，它通过水解反应釜排料管道19、水解反应釜输送泵2 以及中和反应釜进料管道31与位于中和反应釜3上部的中和反应釜进料口 32相连；

在中和反应釜3顶部中间设置第二搅拌器37，在其侧边设置酸进料口 34，它通过酸管道33与酸储槽38相连；在中和反应釜3底部中间设置中和反应釜排料口35，它通过中和反应釜排料管道36、中和反应釜送料泵4 以及分相器进料管道51与分相器进料口52相连；

位于分相器5底部的分相器排料口53与预处理甘油排出管道54相连；位于分相器5中部的废料排出口55与废料排出管道56相连。

根据本实用新型的一个优选实施方式，水解反应釜1是一种直径与高之比为1：1.5～2.0的圆筒形结构的反应釜。

根据本实用新型的另一个优选实施方式，中和反应釜3是一种直径与高之比为1：1.5～2.0的圆筒形结构的反应釜。

根据本实用新型的另一个优选实施方式，分相器5是一种直径与高之比为1：5～9的圆筒形结构的分离柱。

根据本实用新型的另一个优选实施方式，水解反应釜输送泵2是容积式泵，它输送物料为50m³/h时的功率是20～25KW。

根据本实用新型的另一个优选实施方式，中和反应釜送料泵4是容积式泵，它输送物料为50m³/h时的功率是20～25KW。

下面将更详细地描述本实用新型。

本实用新型涉及一种粗甘油预处理装置，它包括粗甘油储藏槽17，它还包括水解反应釜1、中和反应釜3与分相器5；该粗甘油预处理装置的具体结构参见附图1。

根据本实用新型，水解反应釜1是一种直径与高之比为1：1.5～2.0的圆筒形结构的反应釜，是一种具有搅拌器件的反应釜。水解反应釜1主要用于粗甘油与液碱进行水解反应，使粗甘油含有的脂肪酸皂进行水解，有效降低粗甘油的皂化当量，从而有利于甘油精制，提高甘油收率。

水解反应釜1的直径与高之比为1：1.5～2.0。如果水解反应釜1的直径与高之比大于1：1.5，则会导致水解反应物料混合不均匀，影响水解反应效果；如果水解反应釜1的直径与高之比小于1：2.0，则也会对水解反应物料的混合产生不利影响；因此，水解反应釜1的直径与高之比为1：1.5～ 2.0是合理的；本实用新型使用的水解反应釜1是目前市场上销售的产品，例如由上海雄昱机械设备有限公司以商品名不锈钢反应釜销售的产品。

在水解反应釜1顶部中间以垂直方式设置第一搅拌器13，搅拌器电机位于在水解反应釜1外部的搅拌器杆顶端，搅拌器的桨叶位于水解反应釜1 内。

在第一搅拌器13侧边设置碱液进料口14与粗甘油进料口15；碱液进料口14通过液碱管道11与液碱储槽16相连；粗甘油进料口15通过粗甘油管道12与粗甘油储藏槽17相连；

在水解反应釜1底部中间设置水解反应釜排料口18，它通过水解反应釜排料管道19、水解反应釜输送泵2以及中和反应釜进料管道31与位于中和反应釜3上部的中和反应釜进料口32相连；

水解反应釜输送泵2将在水解反应釜1中的水解粗甘油输送到中和反应釜3进行pH值调节。本实用新型使用的水解反应釜输送泵2是一种容积式泵，例如转子泵，它输送物料为50m³/h时的功率是20～25KW，它是目前市场上销售的产品，例如由上海阳光泵业制造有限公司以商品名LQ系列转子泵销售的产品。

根据本实用新型，中和反应釜3是一种直径与高之比为1：1.5～2.0的圆筒形结构的反应釜，是一种具有搅拌器件的反应釜。中和反应釜3主要用于对来自水解反应釜1的水解粗甘油进行pH值调节，使水解粗甘油容易实现分层，在有效的pH范围内可以提高甘油收率。

根据本实用新型，中和反应釜3是一种直径与高之比为1：1.5～2.0的圆筒形结构的反应釜。如果中和反应釜3的直径与高之比大于1：1.5，则容易导致中和反应物料混合不均匀；如果中和反应釜3的直径与高之比小于1：2.0，则也会影响物料的中和反应，导致pH调节难度大；因此，中和反应釜3的直径与高之比为1：1.5～2.0是合理的；本实用新型使用的中和反应釜3是目前市场上销售的产品，例如由无锡鹏茂化工装备有限公司以商品名不锈钢反应釜销售的产品。

在中和反应釜3顶部中间以垂直方式设置第二搅拌器37，搅拌器电机位于在中和反应釜3外部的搅拌器杆顶端，搅拌器的桨叶位于中和反应釜3 内。

在第二搅拌器37侧边设置酸进料口34，它通过酸管道33与酸储槽38 相连；在中和反应釜3底部中间设置中和反应釜排料口35，它通过中和反应釜排料管道36、中和反应釜送料泵4以及分相器进料管道51与分相器进料口52相连；

中和反应釜送料泵4将在中和反应釜3中进行pH值调节的水解粗甘油输送到分相器5进行相分离。本实用新型使用的中和反应釜送料泵4是一种容积式泵，例如转子泵，它输送物料为50m³/h时的功率是20～25KW，它是目前市场上销售的产品，例如由天津三木泵业有限公司以商品名SMR 型转子泵销售的产品。

根据本实用新型，分相器5是一种利用两种不相溶液体的密度差实现分离的液液分离器，是本领域工程技术人员熟知的易加工制造的设备。

本实用新型使用的分相器5是一种直径与高之比为1：5～9的圆筒形结构的分离柱。如果分相器5的直径与高之比大于1：5，则物料在分相器中径向停留时间短，不利于分相；如果分相器5的直径与高之比小于1：9，则对分相作用影响不大，因此，分相器5的直径与高之比为1：5～9是恰当的。

位于分相器5底部的分相器排料口53与预处理甘油排出管道54相连；位于分相器5中部的废料排出口55与废料排出管道56相连。

粗甘油储藏槽17中的待处理粗甘油与液碱储槽16中的液碱分别通过粗甘油管道12与液碱管道11输送至水解反应釜1中，它们在水解反应釜1 中进行水解反应，水解的粗甘油然后由水解反应釜输送泵2输送到中和反应釜3中，同时酸储槽38的酸经酸管道33也输送到中和反应釜3中，它们在中和反应釜3中进行中和反应，实现pH值调节，pH值调节的水解粗甘油由中和反应釜送料泵4经分相器进料管道51输送至分相器5中，静置分层，上层的脂肪酸等物质经废料排出口55与废料排出管道56排至界外，下层的预处理粗甘油经分相器排料口53与预处理甘油排出管道54输送至后面的提纯装置进行精制，生产出精甘油。

对由南京鑫旭工贸有限公司供应的来自阿根廷的粗甘油与使用本实用新型装置对其粗甘油预处理得到的预处理粗甘油进行成分分析，其分析结果列于下表1：

表1：粗甘油和预处理粗甘油分析结果

分析项目	粗甘油	预处理后粗甘油
			甘油含量，重量％	81.53	82.09
氯化钠含量，重量％	3.69	4.12
			水分，重量％	11.37	12.58
皂化当量，mmol/100g	9.2	2.47
			非甘油有机物，重量％	3.41	1.21

表1列出的结果清楚表明，本实用新型对粗甘油中皂的去除具有很好地处理效果。

[有益效果]

本实用新型粗甘油预处理装置操作控制简单，安全可靠性高，可以有效降低粗甘油的皂化当量，有利于甘油精制和提高甘油收率。

【附图说明】

图1是本实用新型粗甘油预处理装置结构示意图；

图中：

1-水解反应釜、11-液碱管道、12-粗甘油管道、13-第一搅拌器、14-碱液进料口、15-粗甘油进料口、16-液碱储槽、17-粗甘油储藏槽、18-水解反应釜排料口、19-水解反应釜排料管道、2-水解反应釜输送泵、3-中和反应釜、31-中和反应釜进料管道、32-中和反应釜进料口、33-酸管道、34-酸进料口、35-中和反应釜排料口、36-中和反应釜排料管道、37-第二搅拌器、 38-酸储槽、4-中和反应釜送料泵、5-分相器、51-分相器进料管道、52-分相器进料口、53-分相器排料口、54-预处理甘油排出管道、55-废料排出口、 56-废料排出管道。

【具体实施方式】

通过下述实施例将能够更好地理解本实用新型。

实施例1：本实用新型粗甘油预处理装置

该实施例的实施方式如下：

本实用新型粗甘油预处理装置包括粗甘油储藏槽17，它还包括水解反应釜1、中和反应釜3与分相器5；其中，水解反应釜1是一种直径与高之比为1：1.8的圆筒形结构的反应釜；中和反应釜3是一种直径与高之比为1： 1.5的圆筒形结构的反应釜；分相器5是一种直径与高之比为1：8的圆筒形结构的分离柱；

在水解反应釜1顶部中间设置第一搅拌器13，在其侧边设置碱液进料口14与粗甘油进料口15；碱液进料口14通过液碱管道11与液碱储槽16 相连；粗甘油进料口15通过粗甘油管道12与粗甘油储藏槽17相连；在水解反应釜1底部中间设置水解反应釜排料口18，它通过水解反应釜排料管道19、水解反应釜输送泵2以及中和反应釜进料管道31与位于中和反应釜 3上部的中和反应釜进料口32相连；

在中和反应釜3顶部中间设置第二搅拌器37，在其侧边设置酸进料口 34，它通过酸管道33与酸储槽38相连；在中和反应釜3底部中间设置中和反应釜排料口35，它通过中和反应釜排料管道36、中和反应釜送料泵4 以及分相器进料管道51与分相器进料口52相连；

位于分相器5底部的分相器排料口53与预处理甘油排出管道54相连；位于分相器5中部的废料排出口55与废料排出管道56相连。

实施例2：本实用新型粗甘油预处理装置

该实施例的实施方式与实施例1的实施方式相同，只是水解反应釜1 是一种直径与高之比为1：2.0的圆筒形结构的反应釜；中和反应釜3是一种直径与高之比为1：1.7的圆筒形结构的反应釜；分相器5是一种直径与高之比为1：9的圆筒形结构的分离柱。

实施例3：本实用新型粗甘油预处理装置

该实施例的实施方式与实施例1的实施方式相同，只是水解反应釜1 是一种直径与高之比为1：1.5的圆筒形结构的反应釜；中和反应釜3是一种直径与高之比为1：2.0的圆筒形结构的反应釜；分相器5是一种直径与高之比为1：5的圆筒形结构的分离柱。

实施例4：本实用新型粗甘油预处理装置

该实施例的实施方式与实施例1的实施方式相同，只是水解反应釜1 是一种直径与高之比为1：1.6的圆筒形结构的反应釜；中和反应釜3是一种直径与高之比为1：1.9的圆筒形结构的反应釜；分相器5是一种直径与高之比为1：6的圆筒形结构的分离柱。

Claims (6)

1.一种粗甘油预处理装置，它包括粗甘油储藏槽(17)，其特征在于它还包括水解反应釜(1)、中和反应釜(3)与分相器(5)；在水解反应釜(1)顶部中间设置第一搅拌器(13)，在其侧边设置碱液进料口(14)与粗甘油进料口(15)；碱液进料口(14)通过液碱管道(11)与液碱储槽(16)相连；粗甘油进料口(15)通过粗甘油管道(12)与粗甘油储藏槽(17)相连；在水解反应釜(1)底部中间设置水解反应釜排料口(18)，它通过水解反应釜排料管道(19)、水解反应釜输送泵(2)以及中和反应釜进料管道(31)与位于中和反应釜(3)上部的中和反应釜进料口(32)相连；

在中和反应釜(3)顶部中间设置第二搅拌器(37)，在其侧边设置酸进料口(34)，它通过酸管道(33)与酸储槽(38)相连；在中和反应釜(3)底部中间设置中和反应釜排料口(35)，它通过中和反应釜排料管道(36)、中和反应釜送料泵(4)以及分相器进料管道(51)与分相器进料口(52)相连；

位于分相器(5)底部的分相器排料口(53)与预处理甘油排出管道(54)相连；位于分相器(5)中部的废料排出口(55)与废料排出管道(56)相连。

2.根据权利要求1所述的粗甘油预处理装置，其特征在于水解反应釜(1)是一种直径与高之比为1：1.5～2.0的圆筒形结构的反应釜。

3.根据权利要求1所述的粗甘油预处理装置，其特征在于中和反应釜(3)是一种直径与高之比为1：1.5～2.0的圆筒形结构的反应釜。

4.根据权利要求1所述的粗甘油预处理装置，其特征在于分相器(5)是一种直径与高之比为1：5～9的圆筒形结构的分离柱。

5.根据权利要求1所述的粗甘油预处理装置，其特征在于水解反应釜输送泵(2)是容积式泵，它输送物料为50m³/h时的功率是20～25KW。

6.根据权利要求1所述的粗甘油预处理装置，其特征在于中和反应釜送料泵(4)是容积式泵，它输送物料为50m³/h时的功率是20～25KW。

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