СИСТЕМА С НЕПРЕРЫВНЫМ ПОТОКОМ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И ОЧИСТКИ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

1. Система производства и очистки биодизельного топлива с непрерывным потоком, содержащая тандемную конструкцию, включающую в себя по меньшей мере один модульный блок биодизельного реактора с непрерывным потоком и по меньшей мере один блок разделения и очистки с непрерывным потоком, причем модульный блок биодизельного реактора содержит множество контактных пластин, образующих смежные друг с другом канал для реагентов и тепловой канал для смеси реагентов и теплоносителя для регулирования температуры, соответственно.
2. Система по п. 1, в которой блок разделения и очистки с непрерывным потоком расположен в одной колонне, содержащей по меньшей мере одну секцию разделения, по меньшей мере одну секцию мокрой промывки и по меньшей мере одну секцию сухой промывки/очистки.
3. Система по п. 1, в которой блок биодизельного реактора содержит множество контактных пластин, при этом поверхности указанных контактных пластин обеспечивают каталитическую активность для этерификации и/или переэтерификации свободных жирных кислот и/или переэтерификации глицеридов в указанном канале для реагентов, образованном контактными пластинами, для смеси реагентов.
4. Система по п.1, в которой биодизельный реактор содержит множество контактных пластин, покрытых по меньшей мере одним катализатором этерификации и/или переэтерификации для катализа этерификации свободных жирных кислот и/или переэтерификации глицеридов.
5. Система по п. 4, в которой контактные пластины расположены так, что чередующиеся стороны с покрытием обращены друг к другу, образуя указанный канал для реагентов, а две стороны без покрытия обращены друг к другу, образуя указанный тепловой канал, так, что реагенты протекают между сторонами с покрытием контактных пластин по указанному каналу для реагентов, а теплоноситель для регулирования температуры реагентов протекает по указанному тепловому каналу между сторонами без покрытия контактных пластин.
6. Система по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащая один или более разделителей и/или статических смесителей для регулирования расстояния между контактными пластинами и улучшения турбулентного перемешивания, соответственно.
7. Система по п. 6, в которой между каталитическими сторонами двух контактных пластин, которые обращены друг к другу и образуют канал для реагентов, расположен статический смеситель.
8. Система по любому из пп. 1-7, в которой указанный канал для реагентов выполнен так, что реагенты могут протекать через две соседние контактные пластины, между которыми расположен по меньшей мере один статический смеситель, при этом указанный тепловой канал образован между двумя контактными пластинами, одна из которых образует границу с соседним каналом для реагентов, для обеспечения теплопередачи между тепловым каналом и соседним каналом для реагентов.
9. Система по любому из пп. 6-8, в которой расстояние между соседними контактными пластинами и статическими смесителями регулируется промежуточным разделителем.
10. Система по п. 9, в которой внутренняя поверхность указанного разделителя образует каталитическую поверхность для этерификации и/или переэтерификации свободных жирных кислот и/или переэтерификации глицеридов.
11. Система по п. 8, в которой поверхность указанных статических смесителей образует каталитическую поверхность для этерификации или и/или переэтерификации свободных жирных кислот и/или переэтерификации глицеридов.
12. Система по любому из пп. 1-11, в которой поверхности указанных контактных пластин обработаны для придания шероховатости механически или другими средствами, по меньшей мере, с одной стороны.
13. Система по любому из пп. 7-12, в которой внутренняя поверхность указанных одного или более разделителей обработана для придания шероховатости механически или другими средствами.
14. Система по любому из пп. 7-13, в которой поверхности указанных одного или более статических смесителей обработаны для придания шероховатости механически или другими средствами.
15. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой указанные контактные пластины, образующие каталитическую поверхность для этерификации свободных жирных кислот, расположены так, чтобы образовывать первую секцию системы, а указанные контактные пластины, образующие каталитическую поверхность для переэтерификации глицеридов, расположены так, чтобы образовывать вторую секцию системы.
16. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой указанные контактные пластины являются гофрированными.
17. Система по п. 1 или 2, в которой указанный биодизельный блок с непрерывным потоком содержит по меньшей мере два реактора, причем каждый реактор содержит контактные пластины без покрытия, разделители и статические смесители, посредством чего в первом реакторе проходит этерификация с гомогенным кислотным катализатором, а во втором реакторе проходит переэтерификация с гомогенным основным катализатором.
18. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой биодизельный реактор содержит входную систему предварительного смешивания, позволяющую смешивать реагенты до и/или во время их подачи в реактор.
19. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой указанный блок биодизельного реактора принимает в качестве входящего материала любой или оба материала из триглицеридов и свободных жирных кислот, причем указанный блок содержит по меньшей мере один катализатор, который катализирует переэтерификацию глицеридов, и по меньшей мере один катализатор, который катализирует этерификацию свободных жирных кислот.
20. Система по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая по меньшей мере один насос высокого давления для реагентов для обеспечения подачи реагентов в биодизельный реактор с непрерывным потоком и регулятор обратного давления реагентов для регулирования давления реагентов в канале для реагентов, при этом система дополнительно содержит насос высокого давления для теплоносителя для подачи теплоносителя в тепловой канал и регулятор обратного давления теплоносителя для регулирования давления в тепловом канале.
21. Система по п. 20, дополнительно содержащая блок управления, выполненный с возможностью приема сигнала от упомянутых регуляторов обратного давления и, после анализа полученных таким образом данных, регулирования и синхронизации давления в канале для реагентов и тепловом канале реактора, предоставляя управляющий сигнал для соответствующих насосов высокого давления, чтобы минимизировать перепад давления между каналом для реагентов и каналом теплоносителя.
22. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой блок биодизельного реактора с непрерывным потоком заключен в камеру стабилизации перепада давления с обеспечением работы реактора при высоком давлении.
23. Система по п. 22, в которой указанный блок управления дополнительно выполнен с возможностью приема сигнала от датчика (ов) давления в упомянутой камере стабилизации давления и, после анализа полученных таким образом данных, регулирования и синхронизации давления в камере стабилизации давления с давлением в канале для реагентов и тепловом канале реактора для минимизации перепада давления между этими каналами.
24. Система по п. 2, в которой блок разделения, мокрой промывки и очистки с непрерывным потоком дополнительно содержит по меньшей мере одну подающую трубу, через которую необработанное биодизельное топливо подается в блок, причем по меньшей мере одна подающая труба проходит в указанную одну колонну под углом, составляющим около 90° к продольной оси вдоль колонны, при этом по меньшей мере одна подающая труба предпочтительно проходит в колонну на расстояние, которое находится в диапазоне от около 1/5 до около 2/5, предпочтительно приблизительно около 1/3 диаметра колонны.
25. Система по п.24, в которой секция мокрой промывки содержит решетку труб, содержащую множество форсунок для подачи водяного спрея, предпочтительно так, что решетка труб выполнена в виде узла решетки в плоскости, которая по существу перпендикулярна продольной оси колонны.
26. Система по п. 25, в которой указанная решетка труб расположена над секцией разделения и ниже ее по направлению потока, предпочтительно на высоте, составляющей от 1/3 до 2/3 высоты колонны, измеренной от ее дна (точки входа биодизельного топлива), так что в ходе использования решетка труб погружена в восходящее биодизельное топливо над секцией разделения.
27. Система по любому из пп. 2-26, в которой секция мокрой промывки и секция разделения разделены по меньшей мере одной решеткой, предпочтительно решеткой из нержавеющей стали.
28. Система по любому из пп. 2-27, в которой секция сухой промывки/очистки содержит по меньшей мере один полимерный материал для удаления из биодизельного топлива примесей, остаточной воды и/или мелких частиц.
29. Система по любому из пп. 2-28, дополнительно содержащая по меньшей мере один нагревательный блок для регулирования температуры подачи реагентов в блок разделения и очистки с непрерывным потоком.
30. Система по любому из пп. 2-29, дополнительно содержащая по меньшей мере один датчик температуры, по меньшей мере один измеритель проводимости и по меньшей мере один блок управления, выполненный с возможностью приема сигнала от датчика температуры и измерителя проводимости и, после анализа полученных таким образом данных, регулирования температуры подачи в блоке и/или водяного спрея в блоке, и/или одного или более насосов в блоке, чтобы синхронизировать подающий и дренажный насосы в блоке.
31. Система по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая по меньшей мере один испарительный блок, расположенный между блоком биодизельного реактора с непрерывным потоком и блоком разделения и очистки с непрерывным потоком, причем испарительный блок предпочтительно содержит блок мгновенного испарения.
32. Способ непрерывного производства биодизельного топлива, включающий этапы, на которых:
а) обеспечивают непрерывный поток реагентов, содержащих свободные жирные кислоты и/или глицериды жирных кислот, содержащие жир и/или масло, в биодизельный реактор, где реагенты реагируют по меньшей мере с одним спиртом и, таким образом, превращаются в сложные эфиры жирных кислот и/или переэтерифицированные глицериды жирных кислот;
b) удаляют избыток спирта и/или воды путем выпаривания с получением сырого биодизельного топлива; и
c) преобразуют полученное сырое биодизельное топливо в очищенное биодизельное топливо путем непрерывного процесса, который включает, по меньшей мере, один этап разделения, по меньшей мере один этап мокрой промывки и, по меньшей мере, один этап очистки.
33. Способ непрерывного производства биодизельного топлива по п. 32, в котором на этапе а) переэтерификацию триглицеридов катализируют введением в смесь реагентов гидроксида натрия, метоксида натрия, или гидроксида калия или метилата калия или другого основания.
34. Способ непрерывного производства биодизельного топлива по п. 32, в котором на этап а) этерификацию свободных жирных кислот катализируют введением в смесь реагентов серной кислоты или другой кислоты.
35. Способ непрерывного производства биодизельного топлива по п. 32, в котором на этапе а) переэтерификацию триглицеридов и/или этерификацию свободных жирных кислот усиливают посредством каталитической активности поверхности указанных контактных пластин, ограничивающих указанный канал для реагентов, причем указанная каталитическая активность обеспечена покрытием указанных поверхностей подходящими твердотельными катализаторами и/или тепловой обработкой и химической конверсией указанных поверхностей для получения подходящей каталитической активности.
36. Способ непрерывного производства биодизельного топлива по любому из пп. 32-35, в котором на этапе а) этерификацию свободных жирных кислот производят на первом этапе, а переэтерификацию триглицеридов на втором этапе, при этом оба этапа выполняют последовательно в непрерывном потоке.
37. Способ по любому из пп. 32-36, в котором реакцию выполняют при повышенном давлении, при этом смесь реагентов вводят в указанный канал для реагентов насосом высокого давления, а давление реагентов регулируют путем регулирования обратного давления.
38. Способ по п. 37, в котором реакцию выполняют при повышенной температуре, причем теплоноситель вводят в тепловой канал насосом высокого давления, а давление в тепловом канале регулируют так, чтобы оно соответствовало давлению реагентов, путем регулирования обратного давления теплоносителя и синхронизации с регулированием обратного давления реагентов.
39. Способ по п. 32, в котором испарение на этапе b) выполняют посредством барабана мгновенного испарения.
40. Способ по п. 32, в котором этап с) промывки и очистки содержит обработку водой, за которой следует обработка по меньшей мере одной хроматографической смолой, предпочтительно ионообменной смолой.
41. Способ непрерывного производства биодизельного топлива по п. 32, в котором после этапов а) и b) способ включает этап, на котором преобразуют полученное сырое биодизельное топливо в очищенное биодизельное топливо путем непрерывного процесса, который включает, по меньшей мере, один этап разделения, по меньшей мере, один этап мокрой промывки и, по меньшей мере, один этап очистки, выполняемые в одной колонне разделения, мокрой промывки и очистки.
42. Способ по любому из пп. 32-41, в котором способ выполняют с использованием системы по любому из пп. 1-31.