用于生物柴油的生产和纯化的连续流系统的制作方法

技术特征：
1.一种连续流生物柴油生产和纯化的系统，包括串联布置结构，所述串联布置结构包括至少一个连续流模块化生物柴油反应器单元以及至少一个连续流分离和纯化单元，其中，所述模块化生物柴油反应器单元包括多个接触板，多个所述接触板提供相邻的反应物通道和热介质通道，相应地，所述反应物通道用于反应物混合物，所述热介质通道用于热介质以进行温度控制。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连续流分离和纯化单元布置在一个塔中，所述塔包括至少一个分离部段、至少一个湿洗部段和至少一个干洗/纯化部段。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物柴油反应器单元包括多个接触板，其中，所述接触板的表面提供在所述反应物通道中为游离脂肪酸的酯化和/或酯交换、和/或甘油酯的酯交换提供催化活性，所述反应物通道由接触板提供以用于反应物混合物。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物柴油反应器单元包括多个接触板，多个所述接触板涂覆有至少一种酯化和/或酯交换的催化剂，所述催化剂用于对游离脂肪酸的酯化和/或甘油酯的酯交换进行催化。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述接触板布置成使得涂覆侧彼此面对以形成所述反应物通道和两个未涂覆侧彼此面对以形成所述热介质通道交替，使得反应物沿着所述反应物通道在所述接触板的所述涂覆侧之间流动，而用于所述反应物的温度控制的热介质在所述接触板的所述未涂覆侧之间流过所述热介质通道。6.如权利要求1至5中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括一个或多个间隔件和/或静态混合器，所述间隔件对接触板之间的间隔进行调节，所述静态混合器对湍流混合进行增强。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述静态混合器被放置在两个接触板的催化侧之间，两个所述接触板彼此面对并构成反应物通道。8.如权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述反应物通道构造成使得反应物能够流过两个相邻的接触板，两个相邻的接触板之间至少设置有一个静态混合器，并且其中，所述热介质通道设置在两个接触板之间，两个接触板中的一个为相邻的反应物化通道提供边界，以允许热介质通道与相邻的反应物通道之间的热传递。9.如权利要求6至8中的任一项所述的系统，其特征在于，相邻布置的接触板与静态混合器之间的距离通过中间间隔件进行调节。10.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述间隔件的内表面为游离脂肪酸的酯化和/或酯交换、和/或甘油酯的酯交换提供催化表面。11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述静态混合器的表面为游离脂肪酸的酯化和/或酯交换、和/或甘油酯的酯交换提供催化表面。12.如权利要求1至11中的任一项所述的系统，其特征在于，所述接触板的表面至少在一侧被机械粗糙化或通过其他方式粗糙化。13.如权利要求7至12中的任一项所述的系统，其特征在于，所述一个或多个间隔件的内表面被机械粗糙化工或通过其他方式粗糙化。14.如权利要求7至13中的任一项所述的系统，其特征在于，所述一个或多个静态混合器的表面被机械粗糙化或通过其他方式粗糙化。15.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，为游离脂肪酸的酯化提供催
化表面的所述接触板被布置成提供所述系统的第一部段，为甘油酯的酯交换提供催化表面的所述接触板被布置成提供所述系统的第二部段。16.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述接触板是波纹状的。17.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述连续流生物柴油单元包括至少两个反应器，其中，每个反应器包括未涂覆的接触板、间隔件和静态混合器，由此在第一反应器中利用均相酸性催化剂实现酯化，在第二反应器中利用均相碱性催化剂实现酯交换。18.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述生物柴油反应器包括预混合入口系统，所述预混合入口系统用于在将反应物输送至所述反应器之前和/或期间对反应物进行混合。19.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述生物柴油反应器单元容纳甘油三酯和游离脂肪酸中的一个或两个以作为输入，其中，所述单元包括至少一种对甘油酯的酯交换进行催化的催化剂和至少一种对游离脂肪酸的酯化进行催化的催化剂。20.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括至少一个反应物高压泵，所述反应物高压泵用于向所述连续流生物柴油反应器提供反应物的馈送，和反应物背压调节器，所述调节器对所述反应物通道中的反应物压力进行控制，所述系统还包括：热介质高压泵，所述热介质高压泵用于向所述连续流生物柴油反应器的热介质通道提供热介质；以及热介质背压调节器，所述热介质背压调节器对所述热介质通道中的压力进行调节。21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元适于接收来自所述背压调节器的信号，并且基于对由此接收到的数据的分析，通过向相应的高压泵提供控制信号来对所述反应器的反应物通道和热介质通道中的压力进行调节和同步，以使所述反应物通道与所述热介质通道之间的压差最小化。22.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述连续流生物柴油反应器单元被封闭在压差平衡腔室内，以实现所述反应器的高压操作。23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述控制单元还适用于从所述压差平衡腔室中的一个或多个压力传感器接收附加信号，并且基于对由此接收到的数据的分析，对压差平衡腔室中的压力与所述反应器的反应物通道和热介质通道中的压力进行调节和同步，以使所述反应物通道与所述热介质通道之间的压差最小化。24.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述连续流分离、湿洗和纯化单元还包括至少一个馈送管路，未经处理的生物柴油经过所述馈送管路输送至所述单元，其中，至少一个馈送管路沿所述塔以与纵向轴线成约90
°
的角度延伸至所述塔中，其中，至少一个馈送管路优选地以约为塔的直径的1/5至2/5的范围内的距离、优选地约为1/3的距离延伸至所述塔中。25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述湿洗部段包括由多个喷嘴组成的管路格栅，以用于输送水喷雾，优选地所述管路格栅作为格栅组件被设置在大致垂直于塔的纵向轴线的平面内。26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述管路格栅被设置在所述分离部段的上方且下游的位置处，优选地处于从所述塔的底部(生物柴油入口点)测量的塔高度的1/3至2/3处，使得在使用期间所述管路格栅浸入到所述分离部段的上方的上升的生物柴油中。27.如权利要求2至26中的任一项所述的系统，其特征在于，所述湿洗部段和所述分离
部段由至少一个格栅隔开，优选地是不锈钢格栅。28.如权利要求2至27中的任一项所述的系统，其特征在于，所述干洗/纯化部段包括用于从所述生物柴油中去除杂质、残余水和/或小颗粒的至少一种树脂材料。29.如权利要求2至28中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括至少一个加热单元，所述加热单元用于对馈送到所述连续流分离和纯化单元中的反应物的温度进行控制。30.如权利要求2至29中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括：至少一个温度传感器；至少一个电导计；以及至少一个控制单元，所述控制单元适于接收来自温度传感器和电导计的信号，并且基于对由此接收到的数据的分析，对馈送到单元中的温度和/或馈送到单元中的水喷雾的温度进行调节、和/或对单元中的一个或多个泵进行调节，以使单元中的馈送泵和排放泵同步。31.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括至少一个蒸发单元，所述蒸发单元布置在所述连续流生物柴油反应器与所述连续流分离和纯化单元之间，其中，所述蒸发单元优选地包括闪蒸单元。32.一种用于生物柴油的连续生产的方法，所述方法包括：a.将包含游离脂肪酸、和/或具有脂肪和/或油的脂肪酸甘油酯的反应物的连续流提供到生物柴油反应器中，其中，反应物与至少一种醇反应，从而转化为脂肪酸酯和/或酯交换的脂肪酸甘油酯；b.通过蒸发去除多余的醇和/或水，以提供粗制的生物柴油；以及c.通过包括至少一个分离工序、至少一个湿洗工序和至少一个纯化工序的连续处理将所得到的粗制的生物柴油转化为纯化的生物柴油。33.如权利要求32所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，在工序a)中，通过向反应物混合物中引入氢氧化钠、甲醇钠或氢氧化钾或甲醇钾或其他碱来对甘油三酯的酯交换进行催化。34.如权利要求32所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，在工序a)中，通过向反应物混合物中引入硫酸或其他酸来对游离脂肪酸的酯化进行催化。35.如权利要求32所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，在工序a)中，通过限定所述反应物通道的接触板的表面的催化活性来促进甘油三酯的酯交换和/或游离脂肪酸的酯化，所述催化活性通过使用合适的固态催化剂来涂覆所述表面、和/或对所述表面进行热处理和化学转化以实现合适的催化活性而提供。36.如权利要求32至35中的任一项所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，在工序a)中，在第一工序中进行游离脂肪酸的酯化，在第二工序中进行甘油三酯的酯交换，其中，两个工序在连续流中按顺序布置。37.如权利要求32至36中的任一项所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，反应在高压下进行，其中，所述反应物混合物通过高压泵提供到所述反应物通道中，所述反应物的压力通过背压调节进行控制。38.如权利要求37所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，反应在高压下进行，其中，热介质通过高压泵提供到所述热介质通道中，通过所述热介质的背压调节以及与所述反应物的背压调节的同步将所述热介质的压力调节成与反应物的压力相匹配。39.如权利要求32所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，在工序b)中，
蒸发通过闪蒸罐进行。40.如权利要求32所述的方法，其特征在于，洗涤和纯化工序c)包括使用水的处理，之后通过至少一种色谱树脂、优选为离子交换树脂进行处理。41.如权利要求32所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，在工序a、b之后，所述方法包括：通过在一个分离、湿洗和纯化塔中实现的包括至少一个分离工序、至少一个湿洗工序和至少一个纯化工序的连续处理将所得到的粗制的生物柴油转化为纯化的生物柴油。42.如权利要求32至41中的任一项所述的用于生物柴油的连续生产的方法，其特征在于，所述方法通过使用如权利要求1至31中的任一项所述的系统来执行。

技术总结
提供一种用于生产和纯化生物柴油的系统和方法。具体地，所述系统包括模块化生物柴油反应器以及连续流分离和纯化单元的串联布置结构。所述系统还可以包括位于生物柴油反应器与连续流分离和纯化单元之间的蒸发单元。与连续流分离和纯化单元之间的蒸发单元。与连续流分离和纯化单元之间的蒸发单元。


技术研发人员：O
受保护的技术使用者：伊米尔技术有限公司
技术研发日：2020.03.20
技术公布日：2021/11/19