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JP2009298982A - Tank and method for liquid-liquid separation of crude biodiesel fuel from glycerol - Google Patents

Tank and method for liquid-liquid separation of crude biodiesel fuel from glycerol Download PDF

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JP2009298982A JP2008157859A JP2008157859A JP2009298982A JP 2009298982 A JP2009298982 A JP 2009298982A JP 2008157859 A JP2008157859 A JP 2008157859A JP 2008157859 A JP2008157859 A JP 2008157859A JP 2009298982 A JP2009298982 A JP 2009298982A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tank and a method for liquid-liquid separation of crude biodiesel fuel from glycerol, whereby a higher fatty acid ester can be separated from a by-product of glycerol. <P>SOLUTION: The tank 3 for liquid-liquid separation of a crude biodiesel fuel from glycerol by difference of specific gravity, is divided into an inner circle part 10 formed with an inner wall concentric with the outer wall, and a plurality of separation chambers 9a-9c formed between the outer wall and the inner wall 10. One partition plate 11 of the introduction separation chamber 9a is integrated with the bottom of the tank at the lower part, and is higher than the liquid face in the upper part so as to prevent the liquid from flowing out. Meanwhile, each of the other partition plates 12a, 12b formes a space by separating at a prescribed interval from the bottom of the tank in the lower part, and has the height lower than the liquid face in the upper part. The final separation chamber 9c in a flowing direction of a reaction mixture, communicates with the inner circle part 10 in the lower part, and has an outlet 13 for taking out the crude biodiesel fuel at the upper part. The inner circle part 10 has an outlet 15 at the bottom to discharge the glycerol. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、植物油、動物油、廃油等の原料油脂から調製される軽油代替燃料であるバイオディーゼル燃料とグリセリンの液−液分離槽およびその液−液分離方法に関する。   The present invention relates to a liquid-liquid separation tank for biodiesel fuel and glycerin, which is a light oil alternative fuel prepared from raw oils and fats such as vegetable oil, animal oil, and waste oil, and a liquid-liquid separation method thereof.

近年、植物油(なたね油、ダイズ油等)、動物油、廃油(廃食油等)等の原料油脂から高級脂肪酸エステルであるバイオディーゼル燃料(以下BDFという)を軽油代替燃料として生産することが世界的に盛んに行われている。   In recent years, production of biodiesel fuel (hereinafter referred to as BDF), which is a higher fatty acid ester, from raw oils and fats such as vegetable oil (rapeseed oil, soybean oil, etc.), animal oil, waste oil (waste edible oil, etc.), has become popular worldwide Has been done.

BDFを生産する従来方法としては複数の方法が知られているが、反応速度が速く、かつ、反応装置の取扱いが比較的簡単である点で、大気圧下、50℃〜65℃前後の比較的穏やかな反応条件で、触媒であるアルカリを加えてアルコールとエステル交換反応を生じさせる均相アルカリ法が事実上の世界基準として最も広く用いられている。   Several methods are known as conventional methods for producing BDF, but comparison is made between about 50 ° C. and about 65 ° C. under atmospheric pressure in that the reaction rate is high and the handling of the reactor is relatively simple. The phase-homogeneous alkali method, in which a catalyst alkali is added under a mild reaction condition to cause a transesterification reaction with an alcohol, is most widely used as a de facto world standard.

このBDF製造方法では、エステル交換反応後に生成する粗BDFと副生するグリセリンとを分離することが必要になるが、そうした分離方法としては、比重差を利用する方法、すなわち、静置することにより比重が重いグリセリンを下部に、比重が軽い粗BDFを上部に分離させた後にそれぞれを抜き出す方法が一般に採用されている。   In this BDF production method, it is necessary to separate the crude BDF produced after the transesterification reaction and the glycerin produced as a by-product, and as such a separation method, a method utilizing a difference in specific gravity, that is, by allowing it to stand. A method is generally employed in which glycerin having a high specific gravity is separated at the bottom and crude BDF having a low specific gravity is separated at the top and then each is extracted.

例えば、特許文献1には、高温域でのエステル交換反応後に、反応目的物である脂肪酸エステルおよび副生物であるグリセリンおよび残留物であるアルコールを含む反応混合物の流れを減速させつつ比重分離する流路を備えたセパレータによって、グリセリンと高級脂肪酸エステルを連続的かつ自動的に分離することにより、生産コストを低減化することができる方法および装置が記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method of performing specific gravity separation while decelerating a flow of a reaction mixture containing a fatty acid ester as a reaction target, glycerin as a byproduct, and alcohol as a residue after a transesterification reaction in a high temperature range. A method and apparatus are described that can reduce production costs by continuously and automatically separating glycerin and higher fatty acid esters by means of a separator with a channel.

特許文献2には、上記燃料である高級脂肪酸エステルおよびグリセリンを含む反応混合物を静置することにより、高級脂肪酸エステルからグリセリンを分離する方法および装置が記載されている。   Patent Document 2 describes a method and an apparatus for separating glycerin from higher fatty acid ester by allowing a reaction mixture containing higher fatty acid ester and glycerin as fuel to stand.

また、特許文献3には、分離する対象が油と水である、複数の分離槽を備えた箱型構造の油水分離槽が記載されている。
特開平10−182518号公報 特開2001−98284号公報 特開2005−219047号公報
Further, Patent Document 3 describes an oil-water separation tank having a box-type structure including a plurality of separation tanks in which the objects to be separated are oil and water.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-182518 JP 2001-98284 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-219047

上記の特許文献1および2に代表される従来方法での分離方法および装置では、分離をより迅速にするための構造等に関しては詳細に検討されていない。また、引用文献3の装置は、分離する対象が相互作用がほとんどない油と水であるので、相互作用を有し、さらには、メタノールをも含むBDFとグリセリンの分離にそのまま適用することはできない。   In the conventional separation method and apparatus represented by Patent Documents 1 and 2, the structure for making the separation more rapid has not been studied in detail. Moreover, since the apparatus of the cited reference 3 is the oil and water with which there is almost no interaction, it has an interaction, and furthermore, it cannot be applied as it is to the separation of BDF and glycerol containing methanol. .

本発明は、より効率的にBDFである高級脂肪酸エステルと副生物であるグリセリンを分離することができる粗BDFとグリセリンの液−液分離槽およびその液−液分離方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a liquid-liquid separation tank of crude BDF and glycerin and a liquid-liquid separation method thereof that can more efficiently separate a higher fatty acid ester as BDF and glycerin as a by-product. To do.

上記課題を解決するため、本発明は、
原料油脂とアルコールのエステル交換反応によりBDFを得るバイオディーゼル製造工程からの反応混合物から粗BDFとグリセリンを比重差により液−液分離する槽であって、
該槽は、垂直円筒形の外壁に対して同心円状の内壁により形成された内円部と、該外壁と該内壁の間に形成された空間を半径方向に延びる3枚以上の垂直仕切り板で仕切ることにより形成された複数の分離室とに区画分けされており、
該複数の分離室の内、1つの分離室が導入分離室とされ、該導入分離室の一方の仕切り板は液体が流出しないように下部が槽底部と一体化しており、かつ、上部が液面より高い高さとされ、他の仕切り板のすべては下部において槽底部から所要間隔で離れて隙間を形成しており、かつ、その上部は、液面より低い高さとされ、
反応混合物は、導入分離室から該隙間を形成する各仕切り板の上下を経て隣接分離室を順次一方向に通過していき、
該流れ方向の最終の分離室は、その下部にて内円部と連通し、かつ、その上部にて粗BDFを取り出すための排出口を有し、内円部はその底部にてグリセリンを排出する排出口を有することを特徴とする
粗BDFとグリセリンの液−液分離槽を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A tank for liquid-liquid separation of crude BDF and glycerin by a specific gravity difference from a reaction mixture from a biodiesel production process for obtaining BDF by transesterification of raw oil and alcohol,
The tank includes an inner circle portion formed by an inner wall concentric with a vertical cylindrical outer wall, and three or more vertical partition plates extending radially in a space formed between the outer wall and the inner wall. It is divided into a plurality of separation chambers formed by partitioning,
Among the plurality of separation chambers, one separation chamber is an introduction separation chamber, and one partition plate of the introduction separation chamber has a lower portion integrated with a tank bottom so that liquid does not flow out, and an upper portion is a liquid separation chamber. The other partition plates are spaced apart from the bottom of the tank at a required interval at the required interval, and the upper portion is lower than the liquid level.
The reaction mixture sequentially passes through the adjacent separation chambers in one direction through the upper and lower portions of each partition plate forming the gap from the introduction separation chamber,
The final separation chamber in the flow direction communicates with the inner circle at the lower part and has a discharge port for taking out the crude BDF at the upper part, and the inner circle discharges glycerin at the bottom. A liquid-liquid separation tank for crude BDF and glycerin is provided.

上記分離槽の上側には、前記バイオディーゼル製造工程を行う反応器が該分離槽と同心同径状にかつ一体的に設けられていることが好ましい。   On the upper side of the separation tank, it is preferable that a reactor for performing the biodiesel production process is provided concentrically and integrally with the separation tank.

前記液−液分離の圧力は常圧であることが好ましい。   The liquid-liquid separation pressure is preferably normal pressure.

反応混合物は、導入分離室から隣接分離室を順次通過する際に、各仕切り板に衝突することにより、液−液分離が促進され、粗BDFとグリセリンを効率よく分離させることができる。   When the reaction mixture sequentially passes through the adjacent separation chamber from the introduction separation chamber, the liquid-liquid separation is promoted by colliding with each partition plate, and the crude BDF and glycerin can be efficiently separated.

また、エステル交換反応は平衡反応であるため、グリセリンの副生物量が増加してくると反応速度が遅くなり、ある所定濃度に達するとそれ以上反応が進行しない状態になるが、本発明の分離槽は、反応混合物を移動させながら副生したグリセリンを分離していくものであるので、移動途中での反応の進行も促進させることが可能である。   In addition, since the transesterification reaction is an equilibrium reaction, the reaction rate decreases when the amount of by-product of glycerin increases, and the reaction does not proceed further when a certain concentration is reached. Since the tank separates glycerin produced as a by-product while moving the reaction mixture, it is possible to promote the progress of the reaction during the movement.

また、本発明の分離槽は同心円構造を有するものとしたので、箱型構造のものと比較してコンパクト化することが可能であり、さらには、流体の滞留ゾーンができにくくなるので、分離を促進させることができる。本発明の分離対象は、相互作用を有するエステルとグリセリンであり、さらにアルコールをも含むので、エステルとグリセリンが相互に溶解し分解されにくい。本発明の分離槽は、このような滞留ゾーンが生じにくい同心円構造を有するので、これらの物質の分離をより効率よくすることができる。   Further, since the separation tank of the present invention has a concentric circular structure, it can be made more compact than a box-type structure, and furthermore, it becomes difficult to form a fluid retention zone. Can be promoted. The separation target of the present invention is an ester having an interaction and glycerin, and further contains an alcohol, so that the ester and glycerin are mutually dissolved and hardly decomposed. Since the separation tank of the present invention has a concentric structure in which such a residence zone is unlikely to occur, the separation of these substances can be made more efficient.

以下、本発明の粗BDFとグリセリンの液−液分離槽およびその液−液分離方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the liquid-liquid separation tank and the liquid-liquid separation method of crude BDF and glycerin according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係わるBDFの製造におけるエステル交換反応について説明するフローシートである。   FIG. 1 is a flow sheet for explaining a transesterification reaction in the production of BDF according to the present invention.

本発明のBDFの製造に用いられる原料油脂とアルコールは、前処理塔(1)に供給され、ここで、均一になるように攪拌される。   The raw fats and oils and alcohol used for the production of the BDF of the present invention are supplied to the pretreatment tower (1), where they are stirred so as to be uniform.

前処理塔(1)に貯蔵された原料混合物は、垂直円筒形のエステル交換反応塔(2)に導入される。エステル交換反応塔(2)には、触媒(KOH/メタノール溶液等)が添加され、大気圧下、50〜65℃の比較的穏やかな反応条件で攪拌され、エステル交換反応が行われる。   The raw material mixture stored in the pretreatment tower (1) is introduced into a vertical cylindrical transesterification tower (2). A catalyst (KOH / methanol solution or the like) is added to the transesterification reaction column (2), and the mixture is stirred under a relatively mild reaction condition of 50 to 65 ° C. under atmospheric pressure to perform the transesterification reaction.

本実施の形態では、エステル交換反応塔(2)の下部に同心同径の円筒状の液−液分離槽(3)が一体的に設けられ、ここで反応後の混合物は、粗BDFとグリセリンとに分離される。   In the present embodiment, a cylindrical liquid-liquid separation tank (3) having the same concentric diameter is integrally provided at the bottom of the transesterification reaction tower (2), and the mixture after the reaction is composed of crude BDF and glycerin. And separated.

分離後の粗BDFは高純度のBDFにするためのさらなる精製手段(図示省略)に供給され、グリセリンは、グリセリン処理塔(4)に供給される。   The crude BDF after separation is supplied to further purification means (not shown) for making BDF of high purity, and glycerin is supplied to the glycerin treatment tower (4).

前処理塔(1)に供給される原料油脂は、高級脂肪酸エステル基を有するものであれば特に限定されるものではなく、天然油脂または合成油脂のいずれであってもよく、さらにはこれらの混合物でも良い。用いられ得る具体的な原料油脂としては、例えば、大豆油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、ジャトロファ油、トウモロコシ油、ラッカセイ油、ひまわり油、オリーブ油、サフラワー油、ココナッツ油、カシ油、アーモンド油、クログルミ油、アンズの仁油、ココアバター油、大風子油、紅花油、シナ油、アマニ油、綿実油、なたね油、キリ油、ヒマシ油、綿実ステアリン、ゴマ油等の植物油、ラード油、ニワトリ油、バター油、タラ肝油、鹿脂、イルカ油、イワシ油、サバ油、馬脂、豚脂、骨油、羊脂、牛脚油、ネズミイルカ油、サメ油、マッコウクジラ油、鯨油、牛脂、牛骨脂等の動物系油脂、レストラン、食品工業、一般家庭などから廃棄される植物油等が挙げられ得る。   The raw oil / fat supplied to the pretreatment tower (1) is not particularly limited as long as it has a higher fatty acid ester group, and may be either a natural fat or a synthetic fat / oil, and a mixture thereof. But it ’s okay. Specific raw oils and fats that can be used include, for example, soybean oil, palm oil, palm oil, palm kernel oil, jatropha oil, corn oil, peanut oil, sunflower oil, olive oil, safflower oil, coconut oil, oak oil, Almond oil, black walnut oil, apricot seed oil, cocoa butter oil, safflower oil, safflower oil, China oil, flaxseed oil, cottonseed oil, rapeseed oil, vegetable oil such as tung oil, castor oil, cottonseed stearin, sesame oil, lard oil, Chicken oil, butter oil, cod liver oil, deer fat, dolphin oil, sardine oil, mackerel oil, horse fat, pork fat, bone oil, sheep fat, cow leg oil, murine dolphin oil, shark oil, sperm whale oil, whale oil, Examples thereof include animal fats such as beef tallow and beef bone fat, vegetable oils discarded from restaurants, food industries, general households, and the like.

上記の各種の油脂は単独で用いられる他、上記油脂のうち複数種を混合したものでもよく、ジグリセリドやモノグリセリドを含んでいてもよい。   Said various fats and oils are used independently, In addition, what mixed multiple types among the said fats and oils may contain diglyceride and monoglyceride.

さらには、原料油脂は合成されたトリグリセリド、モノグリセリド及び/またはジグリセリドを含む合成トリグリセリドであってもよく、また、これらの油脂類の一部に対して酸化、還元等の処理をして変性した変性油脂であってもよい。また、これらの油脂を主成分とする油脂加工品も原料とすることもできる。   Furthermore, the raw material fats and oils may be synthetic triglycerides containing synthesized triglycerides, monoglycerides and / or diglycerides, and modified by modification such as oxidation and reduction of some of these fats and oils. Fats and oils may be used. Moreover, the processed fats and oils which have these fats and oils as a main component can also be used as a raw material.

アルコール類は、エステル交換反応に適したものであれば特に限定されるものではなく、例えば、炭素数1〜8、好ましくは炭素数1〜5の、飽和の直鎖または分枝鎖の炭化水素骨格を有するアルコール類が挙げられる。具体的には、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノールなどを挙げることができる。また、これらのアルコールは、単独で用いられる他、これらの複数種を混合して使用することもできる。本発明においては、入手の容易性、及び得られた脂肪酸エステルの利用性の観点から、メタノール及び/またはエタノールを使用することが好ましい。   The alcohol is not particularly limited as long as it is suitable for the transesterification reaction. For example, the saturated linear or branched hydrocarbon having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms. Examples include alcohols having a skeleton. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, and the like. These alcohols can be used alone or in combination of a plurality of these. In the present invention, it is preferable to use methanol and / or ethanol from the viewpoint of availability and availability of the obtained fatty acid ester.

図2は、本発明に係る粗BDFとグリセリンの液−液分離槽およびこれの上に一体的に設けられたエステル交換反応塔を示す側方から見た概略図であり、図3は、粗BDFとグリセリンの液−液分離槽を説明する平面図である。   FIG. 2 is a schematic view seen from the side showing a liquid-liquid separation tank of crude BDF and glycerin according to the present invention and a transesterification reaction tower provided integrally thereon, and FIG. It is a top view explaining the liquid-liquid separation tank of BDF and glycerol.

前処理塔(1)の反応用の原料混合物は、導管(5)を介してエステル交換反応塔(2)に導入され、また、導管(6)を介して、エステル交換反応の触媒が供給される。   The raw material mixture for the reaction of the pretreatment tower (1) is introduced into the transesterification reaction tower (2) via the conduit (5), and a catalyst for the transesterification reaction is supplied via the conduit (6). The

エステル交換反応の触媒は、塩基性のものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物や、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のアルカリ金属アルコキシド等が挙げられる。   The catalyst for the transesterification reaction is not particularly limited as long as it is basic. For example, alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, sodium methoxide, sodium Examples include alkali metal alkoxides such as ethoxide.

エステル交換反応塔(2)の下部には、攪拌羽根(7)が回転自由に設置されており、反応塔(2)内に導入された原料混合物および触媒を十分に攪拌するようになっている。   At the bottom of the transesterification reaction tower (2), a stirring blade (7) is rotatably installed so as to sufficiently stir the raw material mixture and catalyst introduced into the reaction tower (2). .

ここで、本実施の形態ではエステル交換反応塔(2)は、一段反応用の一槽を備えたものを提示しているが、特に一段反応のものに限定されず、多段反応用のものであってもよい。   Here, in the present embodiment, the transesterification column (2) is provided with one tank for a single-stage reaction, but is not particularly limited to one for a single-stage reaction, and is for a multi-stage reaction. There may be.

また、ここでの反応温度に関しても、エステル交換反応を進行させる温度であれば特に限定されるものではないが、反応速度を速くするためには高温であるほうが好ましい。しかしながら、アルコール類の沸点以上の温度になると、密閉容器を用いて加圧状態で反応を行う必要がありコストアップを招くので、アルコール類の沸点未満の低い温度で反応を行うことが好ましい。   In addition, the reaction temperature here is not particularly limited as long as it is a temperature at which the transesterification reaction proceeds, but a higher temperature is preferable in order to increase the reaction rate. However, when the temperature is higher than the boiling point of the alcohols, it is necessary to perform the reaction in a pressurized state using a sealed container, resulting in an increase in cost. Therefore, the reaction is preferably performed at a temperature lower than the boiling point of the alcohols.

エステル交換反応槽(2)には、その底壁を貫通して分離槽(3)に至る反応混合物排出管(8)が垂直に設けられている。この排出管(8)は、反応槽(2)の頂部寄りに上端がくるように設置され、反応混合物が排出管(8)の上端をオーバーフローすることによりこの排出管(8)を介して下部の分離槽(3)に流入するようになっている。   The transesterification reaction tank (2) is provided with a reaction mixture discharge pipe (8) extending vertically through the bottom wall to the separation tank (3). The discharge pipe (8) is installed so that the upper end comes closer to the top of the reaction tank (2), and the reaction mixture overflows the upper end of the discharge pipe (8), so that the lower part is passed through the discharge pipe (8). Into the separation tank (3).

本実施の形態では、上部のエステル交換反応塔(2)と下部の分離槽(3)とは同心同径の円筒状であって一体的に構成される。このように構成すれば、エステル交換反応から分離までの一体型装置を構成することができ、上部のエステル交換反応塔(2)でのエステル交換反応から下部の分離槽(3)における反応生成物の分離までの工程を連続して実施することができる。   In the present embodiment, the upper transesterification tower (2) and the lower separation tank (3) are cylindrical and concentrically concentric with each other. If comprised in this way, the integrated apparatus from transesterification to isolation | separation can be comprised, and the reaction product in the lower separation tank (3) from transesterification in an upper transesterification reaction tower (2) The steps up to separation can be carried out continuously.

分離槽(3)は、図3に示すように、垂直円筒形の外壁に対して同心円状の内壁により内円部(10)が形成されている。分離槽(3)の外壁と内壁との間に形成された空間には、半径方向に延びる3枚以上の垂直仕切り板(11、12a、12b)が設けられており、第1分離室(9a)、第2分離室(9b)および第3分離室(9c)に区画分けされている。   As shown in FIG. 3, the separation tank (3) has an inner circle portion (10) formed by a concentric inner wall with respect to a vertical cylindrical outer wall. In a space formed between the outer wall and the inner wall of the separation tank (3), three or more vertical partition plates (11, 12a, 12b) extending in the radial direction are provided, and the first separation chamber (9a ), A second separation chamber (9b) and a third separation chamber (9c).

第1分離室(9a)には、エステル交換反応塔(2)の底壁を貫通する排出管(8)が同室(9a)の底部付近に達するようになっており、エステル交換反応塔(2)からの反応混合物は、最初に第1分離室(9a)に導入されるようになっている。よって、第1分離室(9a)が導入分離室とされる。   In the first separation chamber (9a), a discharge pipe (8) penetrating the bottom wall of the transesterification column (2) reaches the vicinity of the bottom of the transesterification column (9a). ) Is first introduced into the first separation chamber (9a). Therefore, the first separation chamber (9a) is the introduction separation chamber.

第1分離室(9a)と第3分離室(9c)とを区画分けする仕切り板(11)の下端は、第1分離室(9a)に導入された反応混合物が第3分離室(9c)に流出しないように、分離槽(3)の底壁と一体化しており、また、上部から同室(9c)に反応混合物が出ないように、他の仕切り板(12a、12b)よりも高く、かつ、液面より高く設置されている。   At the lower end of the partition plate (11) that partitions the first separation chamber (9a) and the third separation chamber (9c), the reaction mixture introduced into the first separation chamber (9a) is the third separation chamber (9c). So that the reaction mixture does not flow into the same chamber (9c) from the top, higher than the other partition plates (12a, 12b), And it is installed higher than the liquid level.

一方、第1分離室(9a)と第2分離室(9b)とを仕切る仕切り板(12a)および第2分離室(9b)と第3分離室(9c)とを仕切る仕切り板(12b)については、その下端は、反応混合物が通過することができるように、分離槽(3)の底壁から若干離れ、好ましくは、反応混合物の液面高さの1/10程度の間隔を空けて設置されている。また、各仕切り板(12a)および(12b)は、これらを超えて反応混合物が流通することができるように、反応混合物の液面よりも低い高さに設置されている。これにより、各仕切り板(12a、12b)の箇所で、その上部および下部に反応混合物の流通路が形成されていることになる。   On the other hand, a partition plate (12a) that partitions the first separation chamber (9a) and the second separation chamber (9b) and a partition plate (12b) that partitions the second separation chamber (9b) and the third separation chamber (9c). The lower end of the reaction tank is set slightly apart from the bottom wall of the separation tank (3) so that the reaction mixture can pass through, preferably at an interval of about 1/10 of the liquid level of the reaction mixture. Has been. Moreover, each partition plate (12a) and (12b) is installed in the height lower than the liquid level of a reaction mixture so that a reaction mixture can distribute | circulate exceeding these. Thereby, the flow path of the reaction mixture is formed in the upper part and the lower part of each partition plate (12a, 12b).

このような構成により、反応混合物は、第1分離室(9a)から第2分離室(9b)、第3分離室(9c)を順に通過することができ、その流れ方向の最終分離室である第3分離室(9c)は、その下部にて内円部に通じる下部開口(14)を有する。また、第3分離室(9c)は、その上部にて粗BDFを取り出すBDF排出口(13)を有する。   With such a configuration, the reaction mixture can pass through the first separation chamber (9a), the second separation chamber (9b), and the third separation chamber (9c) in this order, and is the final separation chamber in the flow direction. The third separation chamber (9c) has a lower opening (14) communicating with the inner circle at the lower part. Further, the third separation chamber (9c) has a BDF discharge port (13) for taking out the coarse BDF at the upper part thereof.

内円部(10)は、その底部に、分離されたグリセリンを排出するためのグリセリン排出口(15)を有する。   The inner circle part (10) has a glycerin outlet (15) for discharging separated glycerin at the bottom.

上記の分離槽(3)に排出管(8)を介して導入された反応混合物は、第1分離室(9a)から第3分離室(9c)にわたり順番に各分離室を通過していき、その際、各仕切り板(12a、12b)に衝突を繰り返すことによって、その通過途中で粗BDFとグリセリンに効率よく分離される。   The reaction mixture introduced into the separation tank (3) through the discharge pipe (8) passes through each separation chamber in order from the first separation chamber (9a) to the third separation chamber (9c), In that case, by repeating collision with each partition plate (12a, 12b), it is efficiently separated into crude BDF and glycerin during the passage.

なお、本実施の形態では、3枚の仕切り板によって3個の分離室を分離槽に形成するものについて説明したが、仕切り板の枚数、したがって、分離室の個数は、本実施の形態の数に限定されることはなく、例えば、図4に示すように、4枚、5枚の仕切り板を設置するようにしてもよく、またはそれ以上の仕切り板を用いるようにしてもよい。各仕切り板の間隔についても、本実施の形態では、均等な間隔になるように配置しているが、分離の進行の程度に応じて間隔を変更するように不均等にしてもよい。また、各仕切り板の高さおよび底部の開口も適宜設計を変更することは可能である。   In the present embodiment, the description has been given of the case in which three separation chambers are formed in the separation tank by three partition plates. However, the number of partition plates, and therefore the number of separation chambers, is the number of the present embodiment. For example, as shown in FIG. 4, four or five partition plates may be installed, or more partition plates may be used. In the present embodiment, the intervals between the partition plates are arranged so as to be equal, but may be made unequal so that the intervals are changed according to the degree of separation. Further, the design of the height of each partition plate and the opening of the bottom can be changed as appropriate.

以下、本発明の分離槽を用いて実際にエステル交換反応後の反応混合物の分離を行った実施例を説明する。   Hereinafter, the Example which actually isolate | separated the reaction mixture after transesterification using the separation tank of this invention is demonstrated.

(実施例1)
図2および図3に示す構成の装置を用いて、エステル交換反応および反応後の粗BFDとグリセリンの分離を行った。具体的には、エステル交換反応塔(2)として高さが約350mmのものを用い、分離槽(3)として高さが約300mmのものを用いた。また、同心同径状のエステル交換反応塔(2)および分離槽(3)の内径は約360mmであった。
(Example 1)
Transesterification and separation of crude BFD and glycerin after the reaction were performed using the apparatus having the configuration shown in FIGS. Specifically, a transesterification tower (2) having a height of about 350 mm was used, and a separation tank (3) having a height of about 300 mm was used. The inner diameters of the transesterification tower (2) and the separation tank (3) having the same concentric diameter were about 360 mm.

また、原料油脂として廃食用油、アルコールとしてメタノール、および触媒として水酸化カリウムを用いた。   Moreover, waste edible oil was used as the raw oil and fat, methanol was used as the alcohol, and potassium hydroxide was used as the catalyst.

これらの反応用の原料混合物を60℃でエステル交換反応器(2)において攪拌し、排出管(8)を介して流量が約640mL/分になるよう反応混合物を分離槽(3)に導入した。   These reaction raw material mixtures were stirred in the transesterification reactor (2) at 60 ° C., and the reaction mixture was introduced into the separation tank (3) through the discharge pipe (8) so that the flow rate was about 640 mL / min. .

(実施例2)
エステル交換反応塔(2)の温度を50℃とした以外は実施例1と同様にして操作を行った。
(Example 2)
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the transesterification column (2) was 50 ° C.

(実施例3)
エステル交換反応塔(2)の温度を65℃とした以外は実施例1と同様にして操作を行った。
(Example 3)
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the transesterification column (2) was 65 ° C.

(比較例1)
エステル交換反応塔(2)でのエステル交換反応は実施例1と同じ操作により行ったが、反応後の反応混合物を図2の分離槽を用いずに静置することにより分離した。すなわち、図2および3の分離槽において仕切り板のないものによって静置分離させ、粗BDFをBDF排出口から、グリセリンをグリセリン排出口から排出した。
(Comparative Example 1)
The transesterification in the transesterification tower (2) was carried out in the same manner as in Example 1, but the reaction mixture after the reaction was separated by standing without using the separation tank of FIG. That is, in the separation tanks of FIGS. 2 and 3, the separation tank was allowed to stand and separate, and crude BDF was discharged from the BDF discharge port and glycerin was discharged from the glycerin discharge port.

実施例1〜3および比較例1による粗BDFおよびグリセリンの濃度(重量%)を下記表1に示す。   The concentrations (wt%) of crude BDF and glycerin according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below.

Figure 2009298982
Figure 2009298982

上記表1に示すように、比較例1では、粗BDFの濃度は75重量%、グリセリンの濃度は65重量%程度にとどまり、実施例1〜3のような高濃度に粗BDFおよびグリセリンを分離することはできなかった。   As shown in Table 1 above, in Comparative Example 1, the concentration of crude BDF was 75% by weight and the concentration of glycerin was only about 65% by weight, and the crude BDF and glycerin were separated at a high concentration as in Examples 1-3. I couldn't.

本発明に係わる粗BDFの製造におけるエステル交換反応について説明するフローシートである。It is a flow sheet explaining transesterification in manufacture of crude BDF concerning the present invention. 本発明に係る粗BDFとグリセリンの液−液分離槽およびこれに一体的に上部に設けられたエステル交換反応塔を示す側方からの概略図である。It is the schematic from the side which shows the liquid-liquid separation tank of the crude BDF and glycerol which concerns on this invention, and the transesterification tower provided in the upper part integrally with this. 粗BDFとグリセリンの液−液分離槽を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining the liquid-liquid separation tank of rough BDF and glycerin. 液−液分離槽の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of a liquid-liquid separation tank.

符号の説明Explanation of symbols

(1) 前処理塔
(2) エステル交換反応塔
(3) 分離槽
(4) グリセリン処理塔
(5)(6) 導管
(7) 攪拌羽根
(8) 排出管
(9a) 第1分離室
(9b) 第2分離室
(9c) 第3分離室
(10) 内円部
(11、12a、12b) 垂直仕切り板
(13) BDF排出口
(14) 下部開口
(15) グリセリン排出口
(1) Pretreatment tower (2) Transesterification reaction tower (3) Separation tank (4) Glycerin treatment tower (5) (6) Conduit (7) Stirring blade (8) Discharge pipe (9a) First separation chamber (9b ) Second separation chamber (9c) Third separation chamber (10) Inner circle (11, 12a, 12b) Vertical partition plate (13) BDF outlet (14) Lower opening (15) Glycerin outlet

Claims (2)

原料油脂とアルコールのエステル交換反応によりBDFを得るバイオディーゼル製造工程からの反応混合物から粗バイオディーゼル燃料とグリセリンを比重差により液−液分離する槽であって、
該槽は、垂直円筒形の外壁に対して同心円状の内壁により形成された内円部と、該外壁と該内壁の間に形成された空間を半径方向に延びる3枚以上の垂直仕切り板で仕切ることにより形成された複数の分離室とに区画分けされており、
該複数の分離室の内、1つの分離室が導入分離室とされ、該導入分離室の一方の仕切り板は液体が流出しないように下部が槽底部と一体化しており、かつ、上部が液面より高い高さとされ、他の仕切り板のすべては下部において槽底部から所要間隔で離れて隙間を形成しており、かつ、その上部は、液面より低い高さとされ、
反応混合物は、導入分離室から該隙間を形成する各仕切り板の上下を経て隣接分離室を順次一方向に通過していき、
該流れ方向の最終の分離室は、その下部にて内円部と連通し、かつ、その上部にて粗バイオディーゼル燃料を取り出すための排出口を有し、内円部はその底部にてグリセリンを排出する排出口を有することを特徴とする
粗バイオディーゼル燃料とグリセリンの液−液分離槽。
A tank for liquid-liquid separation of crude biodiesel fuel and glycerin by a specific gravity difference from a reaction mixture from a biodiesel production process for obtaining BDF by transesterification of raw oil and alcohol,
The tank includes an inner circle portion formed by an inner wall concentric with a vertical cylindrical outer wall, and three or more vertical partition plates extending radially in a space formed between the outer wall and the inner wall. It is divided into a plurality of separation chambers formed by partitioning,
Among the plurality of separation chambers, one separation chamber is an introduction separation chamber, and one partition plate of the introduction separation chamber has a lower portion integrated with a tank bottom so that liquid does not flow out, and an upper portion is a liquid separation chamber. The other partition plates are spaced apart from the bottom of the tank at a required interval at the required interval, and the upper portion is lower than the liquid level.
The reaction mixture sequentially passes through the adjacent separation chambers in one direction through the upper and lower portions of each partition plate forming the gap from the introduction separation chamber,
The final separation chamber in the flow direction communicates with the inner circle part at the lower part, and has an outlet for taking out crude biodiesel fuel at the upper part, and the inner circle part is glycerin at the bottom part. A liquid-liquid separation tank for crude biodiesel fuel and glycerin, characterized by having a discharge port for discharging water.
前記分離槽の上側には、前記バイオディーゼル製造工程を行う反応器が該槽と同心同径状にかつ一体的に設けられている、請求項1に記載の粗バイオディーゼル燃料とグリセリンの液−液分離槽。   The crude biodiesel fuel and glycerin liquid according to claim 1, wherein a reactor for performing the biodiesel production step is provided concentrically and integrally with the tank on the upper side of the separation tank. Liquid separation tank.
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CN107837564A (en) * 2017-12-30 2018-03-27 山东天化学股份有限公司 Two-phase mixtures liquid separating appts

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