一种生物润滑油基础油的制备方法及其生产装置

摘要

本发明公开了一种生物润滑油基础油的制备方法及其生产装置，方法是先将液态低碳醇输入汽化器内汽化并升温至反应温度；再将汽化后的低碳醇通过分配器均匀输入导流筒，气相低碳醇与反应釜内的反应液混合并被搅拌器打碎推进，混合液循环流动并持续反应生成基础油由反应釜底部排出。生产装置包括反应釜，与反应釜相连的低碳醇加料装置，及两者之间的低碳醇汽化器。反应釜内的导流筒上设有将低碳醇均匀喷入釜体内腔的分配器，分配器与低碳醇汽化器连接。本发明大大提高了产品的品质和收率，降低了单耗。根据生产实验结果分析，该工艺的生物油脂的反应收率可从原有的80％左右上升到95％以上，低碳醇单耗可降低30％，能耗降低在15～20％。

权利要求

1.一种生物润滑油基础油的生产装置，其包括反应釜（1），与反应釜相连的低碳醇加料装置，其特征在于在反应釜与低碳醇加料装置之间设有低碳醇汽化器（2）；

反应釜（1）包括釜体（11）、釜盖（12）和置于釜体（11）内腔的导流筒（13），釜盖（12）顶部设有低碳醇加料口（14）、反应液入口（15）和气相低碳醇出口（16），釜体（11）底部设有放料口（17），导流筒（13）设有伸入釜体的搅拌器（18），所述导流筒（13）上设有将低碳醇均匀喷入釜体内腔的分配器（19），分配器（19）通过管道经低碳醇加料口（14）与低碳醇汽化器（3）连接；

所述分配器（19）为环形管(20)，环形管(20)水平设在导流筒（13）内壁上，环形管底部管壁均匀分布小孔(21)，分配器内部设置内隔板（23），对于分配器直径D大于500mm时加装内隔板2-8个，并对应内隔板分隔形成的弧形区域分别设置连接低碳醇汽化器的进气口。

2.根据权利要求1所述的生物润滑油基础油的生产装置，其特征在于所述低碳醇汽化器（3）包括壳体（4）和通入壳体内的盘管（5），盘管（5）接入饱和水蒸汽，壳体（4）两侧分别设有低碳醇进口（6）和低碳醇出口（7）。

3.根据权利要求1所述的生物润滑油基础油的生产装置，其特征在于导流筒（13）为直筒形、正锥台形或反锥台形。

4.根据权利要求1所述的生物润滑油基础油的生产装置，其特征在于导流筒（13）外壁设有横向挡板（22），横向挡板（22）与导流筒外壁夹角为30-60°。

5.根据权利要求1所述的生物润滑油基础油的生产装置，其特征在于导流筒（13）外壁与水平面夹角为70-90°。

说明书

一种生物润滑油基础油的制备方法及其生产装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种油料制备方法，特别是一种生物润滑油基础油的制备方法，此外还提供了该方法所使用的生产装置。

背景技术

[0002] 利用各种动植物油脂生产润滑油基础油(以及生物柴油或生物溶剂油)是新型能源的主流方向，生物润滑油基础油具有优良的物理性质，包括具有较高的闪点，较低的熔点，适宜的粘度性能，在配制各种类型的润滑油时无需繁复的精制工艺，例如矿物基础油的磺化、碱洗、脱蜡、降凝等一系列操作，同时避免排除大量的废水、废渣对环境造成污染，因此，生物润滑油基础油的生产为新型润滑油的生产提供了绿色原料。同样，做为生物柴油也因其质量纯净，硫化物等杂质含量比矿物油低的多，故点火性能好，燃烧完全，是一种极好的燃料，而且其排放的尾气中SO2、He、CO等含量很低，对环境保护大有好处。

[0003] 生物润滑油的生产工艺大多是以动植物的油脂与醇类化学品(如甲醇、乙醇等)在催化剂的作用下，保持要求的温度进行酯交换反应，生成相应的酯肪酸酯类物质。一般工艺是把低碳酸液体直接通过管道输入反应釜中而后受热气化，气体低碳酸与油脂、催化剂进行质交换反应。此工艺的重要技术关键是保持全釜恒定均匀的反应温度，以及低碳醇与油脂和催化剂的良好接触和足够的反应时间。

[0004] 原工艺由于是采用液相管道输入方式以及简单的反应釜机械搅拌装置，不能保证反应釜内的温度恒定和均匀，气液两相接触更是不良状态，故而能耗和收率以及产品质量都存在较多的问题。

[0005] 由于液态低碳醇是由管道直接输入反应器，有的可能在管端有分散器，但由于低碳酸的沸点甚低例如甲醇为64.7℃，在一般反应釜的温度多保持在60～80℃左右，不间断的低碳酸在管端周边形成一个固有的低温区使整个反应釜的温度均衡受到影响，另外由于液态醇的受热气化，形成的气泡是很大的不均匀的，虽然有些后来可能被搅拌打碎，但其气液两相接触面积是十分有限的，因而造成大量低碳酸气体迅速的穿过液层而离开反应区，需要重新收集精致而复用，造成低碳醇单耗高损失大，能耗高反应时间长，反应区不稳定，产品质量低，收率低等一系列问题。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种低单耗、高品质和收率的生物润滑油基础油的制备方法及其生产装置。

[0007] 本发明所述的生物润滑油基础油的制备方法，包括以下步骤：首先将液态低碳醇输入汽化器内汽化，同时升温至反应温度；再将汽化后的低碳醇通过安装在反应釜内导流筒上的分配器均匀输入导流筒，气相低碳醇与反应釜内的反应液混合并被搅拌器进一步打碎推进，混合液在导流筒内及导流筒与反应釜之间循环流动并持续反应约2-3小时后，当生成的基础油达标后由反应釜底部排出。

[0008] 上述汽化器使用饱和水蒸气作为热源。

[0009] 上述反应釜顶部设有气相出口，反应过程中未与反应液混合的部分气相低碳醇由此脱出进入冷凝器中，回收复用。

[0010] 本发明还提供了生物润滑油基础油的生产装置，其包括反应釜，与反应釜相连的低碳醇加料装置，在反应釜与低碳醇加料装置之间设有低碳醇汽化器。

[0011] 上述低碳醇汽化器包括壳体和通入壳体内的盘管，盘管接入饱和水蒸汽，壳体两侧分别设有低碳醇进口和低碳醇出口。

[0012] 上述反应釜则包括釜体、釜盖和置于釜体内腔的导流筒，釜盖顶部设有低碳醇加料口、反应液入口和气相低碳醇出口，釜体底部设有放料口，导流筒设有伸入釜体的搅拌器，导流筒上设有将低碳醇均匀喷入釜体内腔的分配器，分配器通过管道经低碳醇加料口与低碳醇汽化器连接。

[0013] 上述分配器最好为环形管，环形管水平设在导流筒内壁上，环形管管壁均匀分布小孔。导流筒可以为直筒形、正锥台形或反锥台形。导流筒外壁可以设有横向挡板，横向挡板与导流筒外壁夹角为30-60°。导流筒外壁与水平面夹角最好为70-90°。

[0014] 本发明的特点是在反应釜外设置低碳醇汽化器，并加热到反应温度，再通过分配器使气泡细化进入反应釜的主反应区，通过反应釜内搅拌器的推进和气液搅动进一步细化气泡。增大了液气两相的接触面积及行程，延长了接触时间，提高了液气两相的混合程度；由于流动性提高，也使釜内任何一点的温度更均衡，所有这些条件使得反应更完全，低碳醇的反应机率更充分，釜内温度保证了均衡和稳定，大大提高了产品的品质和收率，降低了单耗。根据生产实验结果分析，该工艺的生物油脂的反应收率可从原有的80％左右上升到
95％以上，低碳醇单耗可降低30％，能耗降低在15～20％。

附图说明

[0015] 图1是本发明生产装置的结构图，

[0016] 图2是图1中反应釜的结构图，

[0017] 图3是反应釜内气相分配器的结构图，其中a是主视图，b是A-A向剖视图。

[0018] 图4是反应釜内带有横向档板的导流筒结构图。

具体实施方式

[0019] 如图1和图2所示，本发明所述生产生物润滑油基础油的方法是，首先将液态低碳醇用泵送入汽化器2中，用饱和水蒸气加热，汽化并升温到反应温度进入气相分配环18中，经规定直径的细孔分散进入反应釜1的导流筒13底部，低碳醇与反应釜1内的反应液混合并被搅拌器11进一步打碎推进，混合液由导流筒13向下至反应釜1底部后由侧壁向上流动，到达反应釜1顶部再被吸入导流筒13内，部分低碳醇气相在釜的上部由气相低碳醇出口16脱出进入冷凝器中，回收复用，混合液在导流筒内及导流筒与反应釜之间循环流动并持续反应约2-3小时后，当生成基础油的酸值达标后(一般为酸值达到0.8，转化率达到98％)由反应釜底部排出。本方法克服了现有技术液相低碳醇进入釜内造成的局部温度不均衡，气化气泡大接触面积小，接触反应时间短，低碳醇单耗高，能耗大等缺点。

[0020] 该生物润滑油基础油的生产装置，主要包括包括反应釜1、低碳醇汽化器2，与反应釜相连的低碳醇加料装置(图中为示出)，其中：

[0021] 低碳醇汽化器3包括壳体4和通入壳体内的盘管5，盘管5接入饱和水蒸汽，壳体4两侧分别设有低碳醇进口6和低碳醇出口7，液态低碳醇输入汽化器后由饱和水蒸汽加温进行汽化，汽化后低碳醇继续升温至反应温度。

[0022] 反应釜1包括釜体11、釜盖12和置于釜体11内腔的导流筒13，釜盖12顶部设有低碳醇加料口14、反应液入口15和气相低碳醇出口16，釜体11底部设有放料口17，导流筒13内设有伸入釜体的搅拌器18，在导流筒13底部上设有将低碳醇均匀喷入釜体内腔的分配器19，该分配器19也可设置在导流筒13顶部；分配器19通过管道经低碳醇加料口14与低碳醇汽化器3连接。该分配器19为一环形管20，环形管20水平设在导流筒13内壁上，环形管管壁上侧均匀分布小孔21，其孔径应根据各种不同物质的密度、粘度及分散要求进行决定，开孔角度为0～180°，即开孔可以是环形管上部、侧面或底部，这主要依据物料确定。图3a中可见，在分配器内部还可以设置内隔板23，对于分配器直径D大于500mm时就应加装内隔板2-8个，并对应内隔板分隔形成的弧形区域分别设置连接低碳醇汽化器的进气口，这样可以保证各区域进料均匀。

[0023] 如图4，导流筒13可以为直筒形、正锥台形或倒锥台形，本实施例为倒锥台形。导流筒的形状是根据物料的不同要求设置，在导流筒13外壁还可以设有横向挡板22，横向挡板22与导流筒外壁夹角α为30-60°，横向档板同样可在反应釜内壁上安装以加剧两相的搅动。导流筒13外壁与水平面夹角β为70-90°。

[0024] 本发明中反应釜的结构保证了在反应釜内，反应物气、液的充分接触，保证了两相最大的接触面积和接触时间，使反应在最短的时间内完成，这些内件功能的充分发挥，使得本发明不仅在生产生物润滑油基础的工艺中应用，而且完全可以推广应用到所有的生化反应过程中，液一液反应，液一气反应，液一气一固反应的过程中都较目前通用的反应釜，具有更多的优越性。

[0025] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。