油脂高压连续水解工艺
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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.。
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。
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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。
油脂高压水解副产物粗甘油的精制工艺研究【摘要】本文在现有甘油的精制工艺的基础上进行了优化即在甜水预处理后增加了一道离子交换树脂脱盐的工艺,这样可以有效地去除甜水中的无机盐,有利于甘油的蒸馏和精馏,起到降低能耗、减少环境污染和减少成品甘油中氯化物的含量。
本文重点研究了离子交换树脂的层析柱数量和甘油浓度对脱盐效果的影响,得到甘油质量分数为20%的甜水和阴、阳及混合离子交换树脂层析柱比例3:3:1是较为理想的脱盐条件。
【关键词】甜水;甘油;工艺;离子交换树脂0 引言随着油脂加工行业的不断发展扩张,促使粗甘油市场出现过剩。
据统计,2006年,仅在欧洲大约有50万t的甘油涌入市场,而这已经远远超过了市场的承载能力。
宝洁公司预测,2010年世界甘油产量将超过120万t。
甘油产量的剧增必将导致甘油的价格下降。
目前甘油的来源主要有两个渠道,一个是生物柴油副产的甘油,另外一个是脂肪酸的生产过程中副产的甘油,他们的产量约占油脂原料的10%,也就是说每生产1吨生物柴油或脂肪酸就会产生0.1吨的甘油。
高纯度甘油是无毒、安全物质,在医药、食品、纺织、化工等领域有着相当广泛的应用,而且范围正在不断延伸和扩展[1]。
我国甘油一直处于供不应求的状况,尤其是高纯度甘油(99.5%)几乎全部依靠进口[2],主要从马来西亚和印度尼西亚进口。
粗甘油精制的方法主要有减压蒸馏法[3-4]、离子交换法[5]和膜过滤法[6]。
我国目前的甘油主要是生产脂肪酸过程中副产的甘油,甘油的精制工艺是:甜水的预处理、蒸馏、减压精馏、脱色。
采用该工艺能得到99.5%以上的高纯度甘油,但是在精馏过程中能耗较高且可能会发生甘油中氯化物含量超标的现象。
甜水的预处理工艺主要是通过加盐酸对甜水乳液进行破乳分离出其中的脂肪酸&脂,再通过加入净水剂和絮凝剂经过滤后得到相对纯净的甜水;蒸馏工艺是将甜水的浓度提升到90%左右;减压精馏工艺是进一步提高甘油的浓度,能达到99.5%以上;最后的脱色工艺是让精馏后的甘油通过活性炭炭床,进行脱色[7]和脱臭使得甘油的品质得到进一步提升。
硬脂酸主要由油脂水解法进行工业生产。
油脂水解按照压力情况分为三种类型:1、常压加催化剂水解,水解周期长,需要几十个小时,脂肪酸的转化率低,后期分离效果差。
2、中压水解:无需催化剂,水解周期在十个小时左右,转化率基本达到90%,属于间歇反应,目前国内逐渐在淘汰。
3、高压水解:无需催化剂,水解周期在5个小时左,转化率基本在98-99%,连续化生产。
制的的硬脂酸色泽好,含量高,杂质少。
目前国内的项目基本都属于此法生产。
技术有国内自研发的,也有引进国外技术设备的。
国内的硬脂酸来源基本上是以进口棕榈油为原料进过催化加氢后,再进行高压水解,脂肪酸脱氢,然后进行减压蒸馏而制的。
硬脂酸以甘油酯的形式存在于动物脂肪、油以及一些植物油中,这些油经水解即得硬脂酸。
硬脂酸是自然界广泛存在的一种脂肪酸,几乎所有油脂中都有含量不等的硬脂酸,在动物脂肪中的含量较高,如牛油中含量可达24%,植物油中含量较少,茶油为0.8%,棕榈油为6%,但可可脂中的含量则高达34%。
工业硬脂酸的生产方法主要有分馏法和压榨法两种。
在硬化油中加入分解剂,然后水解得粗脂肪酸,再经水洗、蒸馏、脱色即得成品。
同时副产甘油。
上游原料油棕树最早源自西非。
工业棕榈油是红色的,从棕榈树皮提取,而棕榈仁油是白色的,从里面的内核提取。
棕榈油和棕榈仁油的生产过程是复杂的。
主要经过以下几个工序:除菌、提炼、漂白、除臭。
最后,我们送去存储之前得到了棕榈油和棕榈仁油。
棕榈树的种植始于19世纪初,那时英国工业革命创造对蜡烛制造和机械用润滑剂对棕榈油的需求。
刚开始棕榈油由西非农民供应,紧接着1848年荷兰殖民者把棕榈油种植带到爪哇。
1910年英格兰的殖民者威廉森米德尔顿和银行家亨利美在马来西亚创办了森达美公司,种植棕榈油。
棕榈油是世界用量领先油脂大豆油的主要竞争对手,其他竞争对手包括菜籽油,葵花籽油,花生油,棉籽油,棕榈仁油和橄榄油。
然而,2004年以来棕榈油和棕榈仁油的总用量首次超过了世界上主要的食用油豆油。
水解工序操作规程一、基本原理油脂水解是油脂和水在一定条件下,作用生成脂肪酸与甘油的反应过程,总反应式:二.操作规程:1.烊油:按生产要求向仓库过磅领料,并向检验室或仓库获得原料油脂皂化值、酸值、碘价及含油量等测定数据,以蒸汽加热烊油,使及其熔解,进入熔油池,再泵送储油桶,经静置沉降后,放净水杂,呈澄清油以备定水解投料油。
2.油脂配方入釜:按生产指定要求将配比好的油脂由泵送入中压釜,然后根据油脂质量,计算加入适量水(投水量约为油脂的30—40%,二次淡甜水逆流套用)。
油水总量不超过釜容量的70%。
3.升压水解:原料加入时开釜顶排气伐,通入蒸汽排除釜内之空气,至有蒸汽逸出时关闭。
当蒸汽加入达所需的压力时(5—10Kg/CM²)适当开启排汽伐,使仅有少量蒸汽逃散,釜内之油脂让蒸汽不断通入而得以搅拌。
达一定分解时间取样测定甜水甘油含量,达3°Be以上,关闭入釜蒸汽阀门,静置片刻后放出一次甜水,再补加适量之水,继续水解至一定时间,取样测定酸值,确定水解度96%以上,停止蒸汽通入,静置片刻,使甜水和脂肪酸分层,由中压釜内压力出料。
三.工作要求:1.原料油脂依生产指定要求配方,必须有针状结晶。
2.油脂量和加水量要计量准确,以免影响甜水甘油含量和分解度。
3.压出甜水甘油含量一定要达7%以上(即3°Be 以上)4.取样测定酸值,待分解度达96%以上,方可出料。
四.安全注意事项:1.油泵输油管路操作完毕,必须及时用蒸汽冲净,防止堵塞。
2.如遇突然中断蒸汽或蒸汽突然下跃时,应立即闭死蒸汽阀,防止逆止阀失灵,造成物料由釜中进入蒸汽管道中。
3.贮油桶中油脂投料前要放净水杂,以免影响计量准确,配方不准。
4.蒸汽压不稳,用汽出现高峰平衡失调,要按汽压适当延长分解时间,严防压出头番水时间过早,使甘油含量偏低,增加甜水蒸发量。
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:
[1]陈万宝,王明权,张金龙,郭盼盼.油脂高压水解副产物粗甘油的精制工艺研究[J].山东工业技术,2013(11):176+163.
[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.。