油脂高压连续水解工艺
油脂高压连续水解工艺

反应速度将逐渐减慢 , 直到达到反应平衡 。根据化 学反应原理我们可知 , 如果要获得较高的水解率 , 需 要使用过量的水 , 以促进水解 反应的进行 。从物理 原理我们也知 , 通常压力下 , 水在油脂 中的溶解度很 小, 为了使更多的水保留在油脂液相 中, 还需要足够 的压力 ; 并 且随 着温 度 的增加 溶解 度也 迅 速增 加 , 所 以也需 要较 高 的温 度 , 但 是 较 高 温 度 下 不饱 和脂 肪 酸容易 发 生 聚合 反 应 。而 且 在 2 7 4 ℃ 以上时, 也 会 有一些产品甘油转化成丙烯醛 ; 但在 2 0 5 ℃ 以下时, 水解速率就显著降低。因此 , 必 须选择合适 的温度 来保证较高的水解率。工业上 高压连续水解 工艺 中, 水和油脂的比例通常是 0 . 8~ 0 . 8 5 ( 水和油质量
比) , 反应 温 度在 2 5 0— 2 5 5 o C, 操 作压 力 在 5— 5 .
5 MP a ( 表压 ) 。
收稿 日期 : 2 0 1 3一 O 1— 2 2
也收集进入罐区储备。从分离罐出来的甘油经加热 浓缩 , 浓缩后的甘油进入罐区储备。
作者简介 : 范子 昌( 1 9 7 9 一 ), 安徽阜 阳人 , 工程师 , 主要从事化工工艺设计工作十年 。
一
油脂水 解 方法 有很 多种 , 包括 酸化 法 、 酶 分解 法 和催化剂法等等。随着技术 的开发和先进工艺的引 进, 现在已实现高温、 高压、 无催化且能连续操作 的 工业模 式 , 其产 量也 随之 增 大 。 德 国鲁奇公司就是采 用连续高压水解工艺技 术。其采用单塔逆流原理 , 使油脂在水解塔 内上升 过程 中 , 逐 渐分 解 成 脂 肪 酸 和甘 油 。甘 油 水从 水 解 塔底部分离区排 出, 同时脂肪酸从水解塔的上部分 离区排出 , 避免 了油脂 进入甘 油水 发生乳化现象。 其优点是操作管理简单、 油脂水解率高、 产品比较干 净、 工艺生产稳定及物料消耗较低等优点。其生产 工 艺流 程如 图 1 。 原料油脂用高压泵注入水解塔的下部 , 同时 6 . 3 M P a ( 表压 ) 的高 压 蒸 汽 分别 从 水 解 塔 的上 中下部 四点 进入 , 也有 一 流 股 原 料 油脂 由高 压泵 注人水 解 塔 的顶部 , 水解 塔 顶部藏 有 一个 泡罩式 热交换 器 , 能 把脂肪酸的热量传递给水解水。这是油脂高压连续 水解 的关键 , 也 是 核心技 : A
油脂连续无催化水解甘油皂化值的控制

油脂连续无催化水解甘油皂化值的控制一}黟化学工程师Cl~micalEngln~r2O0)年l2月文章编号:1002一ll24c2000J06一?36一?油脂连续无催化水解甘油皂化值的控制阳权富一——暴及控制方法进行了分析.觏无=i《该苎矍堡珏塑j壁塑;苴;j!堕;控制袖犄———二/中圈分类号:rQ645.5一文献识别码:ACon~o|ofsap0丘?0II—NmnberofGlycerineRecoveredfromContinuou~HydrolysisProcesswithoutCatalyst 睹Q"江(Sichu~Univ~ity5453OO)Abstract:Tiearticleintroduceshowtocontrol暑ap.nificad衄一咖n村ofycIlerecd岫dfromcontinu叫shi曲一pressurelydIDlysispmce罄wi?1oufcatalyst.Ke】rds:Hydrolysis;咖c棚;Di~]la'don;Glycerine;Saponification—Number;Control1前言目前,国内外油脂水解法生产甘油和脂肪酸以高压无催化连续水解为主.它具有热效率高,水解率高.甘油浓度高.产品质量好,生产能力大, 操作方便,维修费用低等优点.国外一些着名的大公司如鲁奇,CMB等均采用这样的工艺. 甘油的皂化值是成品甘油的一个非常重要的质量指标,又是一个不易控制的指标.它在从油脂水解到成品甘油的生产过程中,受影响的因素较多.本文从油脂水解,甜水净化,粗甘油蒸馏几个工序来对控制甘油皂化值的方法进行了分析. 2油脂水解工序甜水皂化值的控制2.1油脂连续高压无催化水解反应油脂连续高压无催化水解反应是油脂与水在水解塔中在较高的压力和温度下进行的逆流裂解收稿日期:2000—09—29作者简介:阳权富.,28岁,工程师,1993年毕业于熏庆太学.在四川栌灭化工油脂化学股份有限公司工柞.1995年开始攻读四川太学化学工程硕j学位总化学反应式为: 反应.CH,OOCR~CHzOHRtCOOH {lcHUuc3OCHOHc00HCH2OOCR~CH20Hlt~COOH油脂水解反应是可逆反应,其中的水不仅起着提供氢离子和氢氧离子的作用,而且是水解产物甘油的最好溶剂.加大水量使生成物甜水的浓度降低,有利于正反应的进行,但甜水太稀.不利于甘油的回收利用.2.2水解工序甜水皂化值的控制在水解之前,保证油脂的品质非常重要,否则,其中的蛋白质,胶质,腊和磷脂等杂质会引起水解的乳化,使水解率下降,加深脂肪酸的色泽, 甚至使水解过程无法控制.油脂水解塔按传质传热过程从下到上分为下部分离区,下部换热区,裂解区,上部换热区和上部分离区.油脂从水解塔下部分离区的上方进入,水从上部分离区的下方进入.甜水中的脂肪酸和酯类主要在下分离区分离.分离的好坏是控制甜水皂化值的关键.从工艺来看,提高水解率有利于甜水质量的醢壤教{l:2000年弟6期阳权富:油鹰连续无罐化水辟甘油皂化值的控制提高.影响水解率的因素较多,主要有温度(一般控制在2502鲫?),压力(一般为5.0—6.5MPa), 液程高度,水油比(理论上需要油量的6%的水,但实际上一般加入油量50%80%的过量水)等,同时要求操作稳定,否则容易造成乳化,分离困难, 甜水中的酸和酯类会大量增加.对液程控制而言,液程过高会使裂解区缩短, 影响水解率.液程过低,则甜水在离开水解塔之前,分离时间不够,所含脂肪酸和酯类会偏高.同时.运行负荷也不能过高,否则,物辩在水解塔内的停留时间缩短,水解率下降,而且,在相同液程的情况下,分离时间也缩短,分离效果变差.在水解率保证的情况下,甜水浓度适当高些可使其中的酸和酯类的相对含量降低.需要强调的是,乳化是水解操作中一个很糟糕的情况,要尽可能避免.甜水从水解塔出来后,可让其连续缓慢地通过有折流板的储槽,进行连续沉降分离,之后最好有两个以上的中间储罐,进行分开进料,冷却沉降分离,让其中的酸和酯等杂质的溶解度减小, 靠重力作用分层,然后撇去上浮的酸和酯类等杂质.可撇到脂肪酸的沉降罐中.3甜水净化工序对皂化值的控制无催化剂油脂水解法得到的甜水中,除甘油和水以外,还含有有机和无机杂质,其中大部分是类脂,主要是脂肪酸,约为甜水重量的0.3%一 15%,此外还含有氨基化合物,羰基化合物,碳水化合物及无机盐等.这些化合物大都具有表面活性,使甜水处理困难,这些杂质的存在,使甜水形成一个复杂的非均相体系,有真溶液状态,肢体溶液状态及乳状液状态.要净化甜水,必须从工艺上破坏胶体和乳状液状态及除去水溶性离子和非离子化合物3.1在甜水净化过程中怎样控制皂化值现在,甜水净化一般都采用问歇方式进行. 因此,从水解工序出来的甜水一般都有中间储罐储存,甜水在中间储罐中也可静置分层平时可让中间储罐保持适当高的液位,这样,脂肪酸和酯类可浮在上面,而且,因甜水从顶部进入,对分层后的脂肪酸和酯类重新混入底部的影响相对较小,储罐顶部物料可集中返回水解.当甜水进到净化罐后,要进行静置,一般 30min左右,待其中的脂肪酸和酯类上浮撇去.,若甜水比较清澈,可进行化学处理.若比较浑浊,可将其煮沸,以破坏其中的油水乳化状态,然后冷却到607O?,静置后撤沫.不然,后面的化学处理效果会差得多,而且,辅料消耗会增大. 3.2甜水净化方法简介3.2.1石灰乳法此法是在8o?条件下,在酸性甜水中加入石灰,使其中的脂肪酸,蛋白质等形成钙皂凝聚沉降.因形成的钙皂具有发达的表面,能吸附色素及其它伴随物及杂质,处理效果好.主要问题是钙离子的引入会造成蒸发器结垢,需再加入碳酸钠,使其中的溶解钙变成碳酸钙沉淀过滤除去. 此法中加入的石灰一般使碱度过量0003%一0005%,过少,则处理不彻底,过多,会导致钙皂及其它悬浮物发生胶溶,结果会使甘油中灰分,有机物含量增高.比较好的方法是先用硫酸铝破坏油脂与甘油预先除去类脂,然后用石灰乳中和剩余水乳化液,的脂肪酸和其它酸类,这样可降低石灰乳的消耗, 减少所形成的滤渣量.3,2.2三氯化铁处理法在净化槽中,将甜水加热至60—70,用盐酸调pH到4—5,充分搅拌反应,让脂肪酸的酸根与氢离子结合,形成脂肪酸上浮,静置后撇去,再加纯碱调pH为5.5—6后加入三氯化铁,控制pH在 3.5—3.8充分反应,撇去生成的皂等杂质,然后在 60?加烧碱到DH为9—10反应后,静置过滤. 三氯化铁在处理中经水解,产生的铁离子和氢氧化铁有吸附凝聚杂质的作用,并与剩余的脂肪酸作用生成铁皂沉淀,三氯化铁的加入量要根据甜水的质量而定,同时,pH值要控制好,才能发挥比较好的处理效果.酸度过大,会使部分杂质重新溶解,影响产品质量和过滤效果.4蒸馏工序甘油皂化值的控制蒸馏工序是将蒸发工序得到的粗甘油,在真空条件下加热.让水和甘油一起蒸出,进行分步冷凝.第一级作为产品,后面的第二,三级因浓度孑$一年2,化学工程师Otm~iealEne盯22OO年l2月萎蘩羞鬟文章编号:1002一II(a?0)06—0038一惦环保型合成切削液的研制及其作用机理分析葛泉江孙民{驻暗尔滨轴晕'|团公司军事代裹室I】摘要:本文对一种新型环保合成切削液的研制过程及其作用机理作了较为详细的阐述,给出了该切削液的配方以及试验数据,对其改善生产环境提高产品质量的作用也作出了适当的分析.错型关键词堕型;塑堕;苎垦里!堕B万'申圈分类号:TH117.2晓文献识别码:AT,IAnalysetheMechanismofActimlandStudyOilSnyth~cCutting—FuildofEnvh'onmentalProtectim'tType岛o{SmM/n(T'Millta~Bep~tmJve0蛎inHarbinBearingFIm~t150~0IAImtraet:Thethesishaselabor~edontI.emanufaeturin~processandtI.eac峨raedmnizationtI.ew.fcu曜fluid-italsoinvolvesthepreser/l~tlonandcI|etestdataoftheflu/d.Jfhasindi,.med$t nppm咖anals0ftheresultsinvi"g?producfimaen'drmunemandIl"gtheqlaliofproducts.Keyvamls:舢一Cut;Cuttingfuild. 引言机加工过程中的磨削工序是很常见的一种加工工序,在这道工序中长期以来一直都在使用乳收稿日期:2.0O一加一】9作者简介:葛泉江,男,空军少校军官.毕业于哈尔滨工业大学(硕士研究生),曾参加过国家多项航空轴晕的攻关研制工作.化油膏,碳酸钠,亚硝酸钠配制的乳化型切削液. 随着技术水平的发展.特别是在提高产品质量的要求下.使用这种切削液不能满足提高产品质量这种切削液寿命短.尤其是在夏的需要.首先,季,气温高,切削液变质快.容易使产品产生锈蚀; 其次,由于这种产品中含有亚硝酸钠,对人体有害,而且在与碳酸钠混合使用中,易产生较硬的结晶.不仅对产品质量不利,还给设备维护和保养带来了困难;再次,从环保方面看,这种切削液中的低,杂质含量高.一般返回甜水净化和蒸发工序重新处理.甜水蒸发生产粗甘油时,在浓缩过程中,会析出脂肪酸和其它盐类沉淀.因此,粗甘油在蒸馏前,最好先用石灰乳或烧碱中和后进行撇沫和过滤.否则.这些盐在水解后形成游离脂肪酸,在蒸馏时与水一起蒸出,与甘油作用生成酯,大部分酯与甘油一起冷凝,使成品甘油皂化值偏高.对一定的粗甘油,当迅速蒸馏时,馏出物的皂化值会相对较低.当馏出物需二次蒸馏时,皂化其中的酯也很重要,在重新蒸馏时,可在蒸馏釜内加入适量的烧碱以抑制酯类的再次生成.在用活性炭漂白时,不但能改善其色泽和气昧,还可适当降低脂肪酸,酯,不挥发有机残渣和无机杂质的含量.总之,在甘油回收过程中,对其皂化值的影响因素较多,需认真控制,才能获得皂化值低的高质量甘油.参考文献(1]Hc.B阿鲁楚尼亚恩(苏).油脂加工工艺(郜泽贤.剜岳峰译),北京:轻工业出版杜,1990[2]王福海,阵薄.潘熊拌,周台云硬脂酸盈脂肪咸衍生暂生产工艺.北京:轻工业出舨社,1辨I.[3JEricmmNorrn~0V.mtag,曲?T'e.Ur~U,J.妇d A.1991.。
几种连续水化脱胶工艺的特点_黄菊莲

收稿日期:2001—10—23作者简介:黄菊莲(1968-),女,工程师;主要从事生产油脂精炼设备的技术开发工作。
文章编号:1003—7969(2002)02—0052—02 中图分类号:TS224.6 文献标识码:A几种连续水化脱胶工艺的特点黄菊莲,严建国(南京绿洲机器厂,210039南京市中华门外新建) 摘要:随着油脂精炼加工技术的不断发展,脱胶工序显得越来越重要,根据设计和调试的经验对喷射式快速水化工艺、大豆油的水化脱胶工艺和通用的水化脱胶工艺进行阐述和比较。
关键词:水化脱胶;原理;参数;特点 在不同的油脂精炼加工过程中,脱胶工序不仅必不可少,而且是非常重要的,胶质脱除得是否彻底将直接影响得率和产品的最终质量。
本文根据我厂这几年来为满足用户需要而设计和调试的几种水化脱胶工艺并对它们的特点进行探讨和总结,望能给读者以一定的启示和帮助。
1 喷射式快速水化工艺1.1 工艺流程图,见图1。
图1 喷射式快速水化工艺1.2 工作原理利用蒸汽喷射流形成的负压连续吸入一定比例的毛油和稀盐水,经过喷射器的混合吸水浸润,再利用蒸汽的高速喷射流强烈混合,在瞬间迅速进行热交换,使油快速升温,达到水化彻底的目的。
水化后的油泵入分离机内进行油和油脚的分离,分出的净油去真空干燥,排出的油脚去后道工序处理。
操作时一定要保证蒸汽压的稳定和控制蒸汽中的含水量。
1.3 工艺参数毛油油温60℃,稀盐水温度90℃,蒸汽压力0.55MPa ,稀盐水浓度3%—5%,稀盐水加入量7%。
1.4 工艺特点该工艺投资省,见效快,占地少,操作简单,油品质量稳定。
适用于中小型油厂和旧厂的改造。
该系统配备的主要设备是一台快速水化器和一台自清式植物油分离机。
2 大豆油的水化脱胶工艺2.1 工艺流程图,见图2。
图2 大豆油的水化脱胶工艺2.2 工作原理国产大豆油磷脂含量比较高,为了充分利用磷脂副产品又同时保证油品的质量,在工艺上选用了52中 国 油 脂 2002年第27卷第2期图3 通用的水化脱胶工艺二次水化工艺。
酸化油单塔连续水解设备工艺技术培训

酸化油单塔连续水解设备工艺技术培训油酸企业所必需的各类酸化油原料价格不断飙升,使有些技术落后的企业生产经营顿陷困境,甚至步履艰难。
显然,设备工艺技术上的优势在市场竞争和促进企业生存发展中无疑有着举足轻重的作用。
但有了优势的设备工艺技术,却不能完全掌握或充分利用,优势不仅不能充分发挥,甚至会成为企业的包袱。
故而,利用现有单塔连续水解设备和工艺技术的优势,在生产加工中做到物尽其用,充分发挥现有设备所具有的环保节能、经济实用等突出特点,是充分挖掘自身潜力以降低生产成本的有效途径。
影响油脂水解速度、深度、得率的相关因素和原因要充分利用单塔连续油脂水解设备的工艺技术优势,首先必须要掌握该设备的性能,了解影响油脂水解速度、深度和得率的相关因素,才能有效地制定和实施适宜的工艺条件和操作方法,以便达到节能降耗、物尽其用、经济实用的目标。
众所周知,引进的现代油脂连续水解设备主要为单塔型,也有双塔型。
所谓单塔或双塔是指在一只高压釜型装置内连续水解,或经两只串联高压釜进行连续水解。
无论是单塔还是双塔型,其工艺原理大同小异,都是采用水作为催化剂的水解工艺。
这里只讨论单塔型连续水解法。
首先,以水为催化剂的水解工艺决定了水解速度、深度和得率等相关因素。
因油脂水解是一个催化过程,该反应的催化剂实质上就是氢离子和氢氧根离子,所以这些离子的浓度高低在油脂水解过程中必然会影响油脂水解的速度、深度和得率。
其次,因为油-水体系是多相体系,所以油相与水相间接触面积的大小亦是影响其反应速度、深度和得率的重要因素。
再次,油脂原料的属性、质量,如脂肪酸的组成、脂肪酸基因在油分子中的位置、油脂酸败的程度、水杂的高低等因素的影响也不容忽视。
追根溯源,排除油品影响原因,单论属性,低分子脂肪酸酯键的水解速度、深度和得率要好于高分子脂肪酸酯键;而饱和脂肪酸酯键的水解速度、深度比分子量相同的不饱和脂肪酸酯键快且得率高。
换言之,低分子酸比高分子酸易水解,因低分子酸甘油酯的油相和水相接触面积比高分子甘油酯大,其水解的速度会加快、深度会得到拓展,因而得率也相对高些。
油脂水解原理

油脂水解原理
油脂水解是指将油脂分子中的酯键水解成甘油和脂肪酸的化学反应。
其原理是在碱性或酸性条件下,油脂分子中的酯键被水分子或酸碱催化剂打断,形成甘油和脂肪酸两个分子。
在碱性条件下,油脂水解反应通常使用钠或钾的碱性催化剂,如氢氧化钠或氢氧化钾。
碱性条件下,酯键中的酯基与碱反应生成相应的钠盐或钾盐,同时释放出甘油分子。
这个过程被称为皂化反应。
形成的钠盐或钾盐在水中溶解,形成肥皂。
在酸性条件下,油脂水解反应通常使用酸催化剂,如硫酸。
酸性条件下,酯键中的酯基与酸反应生成相应的酯酸盐,同时释放出甘油分子。
这个过程更常见于实验室中。
油脂水解在工业上应用广泛。
通过油脂的水解,可以得到甘油和脂肪酸两个重要的化工原料。
甘油常用于制造肥皂、化妆品、染料和炸药等。
脂肪酸可以用于合成酯类化合物、树脂和涂料等。
另外,油脂水解还可以用于废弃油脂的处理和利用。
总的来说,油脂水解是一种将油脂分子中的酯键水解为甘油和脂肪酸的化学反应。
通过碱性或酸性条件下的水解反应,可以得到甘油和脂肪酸两个重要的化工原料。
工业油脂_油脚高温高压水解新工艺_新设备

从表 3可以看出 ,一次水解欲使水解度达 97% 以 上 ,水量至少占油重的 250% 。其次 ,根据质量作用定 律 ,油相中甘油浓度上升或下降时 ,平衡向水解度减 小或增大的方向移动。拉斯卡勒公式可简单说明这 一定律:
· 56·
图 3 椰子油水解平衡时水相甘油含量
( 2)高温高压水解釜配套导热油加热循环装置 , 利用导热油作为热源 ,与传统加热方式 (高压锅炉 ) 相比 ,加热温度高 ( 280℃ ) ,水解时间短 ,能耗低。
( 3)高温高压水解釜设备采用一种新型的耐高 温高强度填料密封搅拌装置 ,使其在较高压力下能 正常工作 (设计压力达 3. 0m Pa ) ,而不必采用昂贵的 机械密封装置 ,从而大大节省了设备投资。
高压锅炉的投资 (节能 50% ,节约投资 20万元 )。
表 7 本工艺国内外现有工艺经济技术指标的比较
项 目
国内先进水平 国外 90年代初 本技术水平
油脂及油脚水解度 甘油水浓度 植物油酸得率 动物油酸得率
≥ 95% 5~ 8% ≥ 60% 30%~ 50%
≥ 98% (仅限油脂 ) ≥ 10% ≥ 62%
3. 2 高温高压水解
采用两次水解 ,二次水解甘油水套用作为一次 水解用水。
温度: 210℃~ 230℃ 压力: 2. 0m Pa~ 2. 5m Pa
水解度: ≥ 97%
粗酸酸价: ≥ 190mg K O H. g-1
甜水浓度: 8% ~ 12% 3. 3 真空干燥、蒸馏
真空干燥: 140℃ - 0. 096m Pa
式中: W 反应体系的水量 (按油的质量分数计
油脂水解工艺流程

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新油脂水解岗位操作法

油脂水解岗位操作法1 进料标准2出料标准3 开车程序3.1.0通知油脂精炼,将待水解的物料送入规定的贮罐,并预热到规定的温度。
3.1.1 打开原料水罐T2102软化水入口阀,向罐中注入软化水,微开直接蒸汽进口阀,将水加热到90℃,便于脱除软化水中所含气体。
3.1.2 通知锅炉岗位准备好高压蒸汽。
3.1.3 向大气腿水池T2112中注满水。
3.1.4 慢慢打开高压蒸汽入口阀,向水解塔C2102中输入蒸汽,设定QT2104的压力为5.5MPa,并注意水解塔C2102的压力变化和水解塔底部的液位情况,暖塔操作要缓慢,避免水解塔温度和压力升高过快。
3.1.5 打开给水泵P2103和水高压泵P2105进出口阀,启动给水泵P2103和水高压泵P2105,经水安全过滤器F2102 A/B和流量计FT2102,由水高压泵P2105向水解塔C2102注入工艺水,调节水高压泵P2105的流量。
3.1.6 打开大气冷凝器E2103的循环水阀门,水环式真空泵J2101的水的入口阀。
3.1.7 启动水环式真空泵J2101,使系统真空达到10KPa。
3.1.8 向水解塔C2102注油,开始进行水解反应。
3.1.9. 当水解塔C2102液位达50%,并且水解塔C2102的压力达到1.5MPa以上时, 打开油脂预热器H2101的加热蒸汽阀,设定温度为110℃。
打开水解供料泵P2101进出口阀,设定析气器C2101的液位为50%,启动水解供料泵P2101,向析气器C2101中输入油脂。
3.2.0 打开油脂高压泵P2104的进出口阀,启动油脂高压泵P2104,经油脂安全过滤器F2101A/B 和流量计FT2101,使油脂进入水解塔C2102中,调节油脂高压泵P2104的流量。
3.2.1 打开LC2104的前后保护阀,设定水解塔C2102液位LC2104为50%,甜水通过调节阀QT2108自动排入甜水闪蒸罐C2103中,闪蒸后的甜水进入甜水沉降罐T2103A/B。
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油脂高压连续水解工艺
摘要:油脂,化学名称为甘油三酸脂,主要是指天然植物油、动物油和混合油。
天然植物油主要有:棕榈油、椰子油、棉籽油等;动物油主要指:牛羊油等动物油;混合油指动物油与植物油的混合体。
油脂的水解,是指油脂与水反应,反应
生成脂肪酸和甘油,其甘油的低浓度水溶液又称为甜水。
本文首先介绍了油脂高
温高野连续水解机理,其次探讨了油脂高压连续水解工艺流程,最后主要水解反
应控制、水解率和甜水浓度提高和安全环保控制等方面进行开展研究和讨论。
共
相关人员参考。
关键词:油脂;水解;脂肪酸;
1、油脂高温高压连续水解机理
油脂的水解是油与水两相接触的反应。
增大油水的互溶性,即使油脂获得更多的反应所
需的H+和OH-,就成油脂水解的关键。
从现有的催化水解的研究发现,水在油中的溶解度大
于油在水中的溶解度。
催化水解是通过加人适当的催化剂,借催化剂的表面活性,使油水生
成一种油包水的微乳,增加水在油中的溶解度,而高温高压连续水解是从提高体系温度的方式,来提高水在油中的溶解度,并以适当的高温来促进水电离,为油脂水解提供所需的H+和OH-。
油脂高温高压连续水解装置的核心是一个逆流反应的反应塔。
结构如图1所示。
塔大致
可划分为中部的裂解区和上、下两个分离区。
油在中部裂解区,在高压蒸汽的作用下,温度
升到240摄氏度以上,在蒸汽搅动下,油、水充分混后,形成油包水的均相,增大了油和水
的接触面积,使水解反应得到以快速进行。
裂解后生成的脂肪酸和甘油水溶液(甜水)。
由
于其比重的差异分别向上和向下运动,脱离反应体系,进一步使得反应平衡向产物方向移动。
顶部的脂肪酸与进人的水混合,一方面与水混合换热,热量得以回收;另一方面水也作为一
种萃取剂,将混合在脂肪酸中未完全水解的一甘醋、二甘醋以及其产物甘油冲洗下来,带回
裂解区水解。
脂肪酸在压力的作用下被排出来。
甜水溶液由于其比重较大,向塔底沉降。
在
此过程中甜水溶液与塔底进人的油换热,油将甜水溶液中未水解完全的油溶性物质带走,回
到裂解区继续水解。
甜水则在重力作用下在塔底沉降富集,最终在压力作用下从塔底排出。
图1高温高压连续逆流水解塔结构示意图
2、油脂高压连续水解工艺流程
油脂水解方法有很多种,包括酸化法、酶分解法和催化剂法等等。
随着技术的开发和先
进工艺的引进,现在已实现高温、高压、无催化且能连续操作的工业模式,其产量也随之增大。
德国鲁奇公司就是采用连续高压水解工艺技术。
其采用单塔逆流原理,使油脂在水解塔
内上升过程中,逐渐分解成脂肪酸和甘油。
甘油水从水解塔底部分离区排出,同时脂肪酸从
水解塔的上部分离区排出,避免了油脂进入甘油水发生乳化现象。
其优点是操作管理简单、
油脂水解率高、产品比较干净、工艺生产稳定及物料消耗较低等优点。
原料油脂用高压泵注入水解塔的下部,同时6.3MPa(表压)的高压蒸汽分别从水解塔
的上中下部四点进入,也有一流股原料油脂由高压泵注入水解塔的顶部,水解塔顶部藏有一
个泡罩式热交换器,能把脂肪酸的热量传递给水解水。
这是油脂高压连续水解的关键,也是
核心技术部分。
解水由上分离区的下部进入,水与脂肪酸在上部热交换区进行热交换,水被加热,同时
脂肪酸被冷却。
在内部热交换器(泡罩)的作用下,水被喷射分散成小水滴,使其均布在水
解塔的裂解区。
水与油脂微粒直接接触,在250~255℃的高温下使油脂水解为甘油和游离态
脂肪酸。
而甘油易溶于水中,形成甘油水,甘油水在250℃时比重为1010kg/m3,则甘油水
会靠重力聚积于塔釜中,视釜底液位的高度,甘油水可连续从塔出料口流入甘油闪蒸罐。
闪
蒸罐分离出的气相部分经三级浓缩分离器冷却,冷凝后的工艺水进入罐区储备。
闪蒸罐分离
出的液体,先在分离罐中除去脂肪类漂浮物,脂肪类漂浮物也收集进入罐区储备。
从分离罐
出来的甘油经加热浓缩,浓缩后的甘油进入罐区储备。
3、油脂高压无催化逆流连续水解的控制和水解率提升建议
3.1、水解塔内油脂逆流水解反应过程中的介质流向与相变情况介绍
水解塔正常运行情况下,油脂和水的走向和相变情况如下:
3.1.1、油脂走向与相变情况:油脂通过高压柱塞泵从水解塔底部一定高度通过分布器进
入水解塔,作为非连续相的油脂液滴(液体流)受处于连续相下降的甜水加热后向上穿过油
水分离层、通过油水界面后汇入连续相的油脂层,连续相的油脂层随底部油脂的不断汇入而
向上移动,在向上移动过程中与向下移动的分散相甜水液滴(液体流)发生水解反应,此过
程一直到顶部泡罩板为止;在此过程中,连续相的油脂还得到各个高压蒸汽分布器加热而进
行油脂的水解,在达到顶部泡罩板下时,上升的连续相油脂逐步从油脂水解反应生成连续相
的脂肪酸液体,其水解率到达98%~99%。
3.1.2、水的走向与相变情况:参与反应的工艺水通过高压柱塞泵从水解塔顶部以液体流
状态进入泡罩,通过泡罩以液滴状态(分散相)进入向上移动的脂肪酸连续相并与脂肪酸中
的未反应的油脂不进行水解反应,液滴在下降过程中,通过不断与油脂进行水解反应,其水
滴变成甜水液滴向下移动,在此过程中,还得到高压蒸汽加热提供热量不断进行油脂水解反应,此过程甜水液滴一直以分散相的状态达到底部油水界面为止,通过不断地进行水解反应,且甜水液滴的甜水浓度不断提升;在甜水液滴下降过程中液滴不断增大(部分液滴会形成液
体流),一直到达水解塔底部油水界面(此时甜水浓度达到8%~10%),再通过界面进入油
水分离层,通过分离层后,处于分散相的甜水液滴和甜水液体流汇成连续相的甜水向下移动,并在下降过程中将甜水的热量交换与向上移动的油脂液滴(油脂液体流)。
3.2、油脂高压无催化逆流连续水解率的操作控制要点
油脂连续水解操作控制过程中,要达到高和理想的水解效果、提高水解率,应当从如下
方面做好控制:
3.2.1、油脂高压连续水解在生产运行过程中,必须保持水解塔压力稳定,水解塔压力应
控制在水解塔温度对应蒸汽饱和蒸气压以上0.3-0.4MPa范围内。
3.2.2、油脂高压连续水解在生产运行过程中,应保持进油和进水连续进行,尽量防止进油、进水的中断。
3.2.3、油脂高压连续水解在生产运行过程中,调整参数时幅度要小,实现精心操作。
3.2.4、油脂高压连续水解在生产运行过程中,应随时观察甜水、脂肪酸的变化,发现有
异常应提前进行操作调整。
3.2.5、对于油品品质不好的油脂,如高酸值油品、含骨胶的牛羊油以及含蛋白质油品和杂质颗粒的油品,对高压连续水解装置生产,带来新的操作控制难度;主要是在连续水解过程中可能发生油水分离层的乳化、导致水解塔油水界面消失,严重时从底部进油不能得到下降甜水的加热上行,而是直接从底部甜水管道排出,最终导致水解塔停止进油和进水,只能等待水解塔系统油水界面恢复后重新进水进油开车。
3.2.6、针对高酸值油品、含骨胶的牛羊油,以及含蛋白质油品和有杂质颗粒的油品,在连续水解装置生产时,对设备和环境要求高,要求企业必须有可靠的气味控制系统和抗污水负荷冲击的污水处理装置。
结束语
综上所述,连续高压水解法是一种先进、节能、环保和高效的油脂水解生产脂肪酸和甘油的方法,值得在有条件的大中型油脂化工厂中推广使用。
参考文献:
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[2]忻耀年,朱先龙.油脂连续高压水解制备脂肪酸的工艺和技术[J].中国油脂,2002(06):55-57.。