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一种自旋式汽提填料塔及应用在脂肪酸酯脱酸脱臭的方法.pdf

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一种 自旋 式汽提 填料 应用 脂肪酸 脱酸 脱臭 方法
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摘要
申请专利号:

CN201610402852.2

申请日:

2016.06.07

公开号:

CN106010787A

公开日:

2016.10.12

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):C11B 3/14申请日:20160607|||公开
IPC分类号: C11B3/14; B01D3/38 主分类号: C11B3/14
申请人: 海盐县精细化工有限公司
发明人: 何关印; 方海明
地址: 314306 浙江省嘉兴市海盐县经济开发区海河大道35号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 杭州丰禾专利事务所有限公司 33214 代理人: 王琼
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610402852.2

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2016.11.09|||2016.10.12

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种自旋式汽提填料塔及应用在脂肪酸酯脱酸脱臭的方法。该自旋式汽提填料塔包括塔体、上支撑架、下支撑架、中心轴、内胆、位于内胆上方的进料装置、位于内胆下方的驱动装置。本发明利用蒸汽作动力来转动内胆,内胆填充的金属丝网在高速转动下可将从内胆上部喷入的脂肪酸酯切割分散成无数微细液滴,形成雾状,极大扩展了液体的表面积,与从下部进入的水蒸汽接触面增大,液体中游离脂肪酸更容易蒸发及溶入水蒸汽中,同时雾状酯液完全复盖,填料表面不留任何死角。本发明极大提高了填料的效?#21097;?#20174;而达到将游离脂肪酸及臭味与脂肪酸酯的彻底分离的目的。

权利要求书

1.一种自旋式汽提填料塔,其特征是,它包括塔体(1)、上支撑架(3)、下支撑架(4)、中
心轴(5)、塔内筒、位于塔内筒上方的进料装置(2)、位于塔内筒下方的驱动装置;
所述上支撑架(3)和下支撑架(4)设置与中心轴(5)配套的中心孔,以中心孔为中心延
伸支脚(6),支脚(6)末端与塔体(1)焊接相连;中心轴(5)与上支撑架(3)和下支撑架(4)通
过滚珠轴承相连;
所述塔内筒包括筒体(7)、中间的填充材料金属丝网(10)、用于封口的?#21069;?8)、用于支
撑的?#35013;?9);所述?#21069;?8)与?#35013;?9)为?#19981;?#24418;带?#35013;澹?#20854;开孔率为40%-66%,其内孔及外
?#36153;?#22278;周方向均带有翻边;通过螺栓将?#21069;?8)与?#35013;?9)的翻边与中心轴(5)及筒体(2)相
连,从而将整个塔内桶连接在中心轴(5)上;塔内桶位于上支撑架(3)和下支撑架(4)之间;
所述驱动装置包括叶轮(11)、蒸汽喷嘴(12);叶轮(11)内孔沿圆周方向带有翻边,通过
螺栓将翻边与中心轴(5)相连;蒸汽喷嘴(12)位于叶轮(11)下方,喷入蒸汽可使叶轮(11)转
动,叶轮(11)带动中心轴(5)转动,从而带动塔内筒转动;
所述进料装置(12)包括压力式分布器(13)。
2.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述?#21069;?8)与?#35013;?9)的开孔率为50%-
60%。
3.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述筒体(2)与?#21069;?8)或?#35013;?9)之间连接的
螺栓不少于8颗。
4.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述支脚(6)为3-6根。
5.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述叶轮(11)的叶片为8-12叶。
6.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述塔体(1)?#26412;?#20026;0.6米-2米。
7.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述内筒(7)的?#26412;?#20026;塔体(1)?#26412;?#30340;95%-
97%。
8.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述叶轮(11)的?#26412;?#20026;塔体(1)?#26412;?#30340;85%-
90%。
9.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述塔体下?#21487;?#32622;有视镜(14)及光电测速仪
(15),光电测速仪(15)通过视镜(14)检测塔内筒的转速。
10.如权利要求1所述填料塔,其特征在于所述塔内桶填料高度为2500-3500mm。
11.一种利用如权利要求1所述自旋式汽提填料塔对脂肪酸酯进行脱酸脱臭的方法,其
步骤包括:
a、塔顶抽真空,控制塔顶真空残压:≤200pa;
b、蒸汽喷嘴喷入蒸汽并通过调整蒸汽喷入量控制塔内筒的转速为30~120转/分;
c、进料装置喷入210~240℃的物料;
d、物料与蒸汽在塔内充分混合后,蒸汽从塔体上部管道排出经冷凝后作为废料,收集
从塔体下部管道流出的产品,即可。
12.一种利用如权利要求11所述方法,其特征在于所述步骤b蒸汽喷嘴喷入蒸汽并通过
调整蒸汽喷入量控制塔内筒的转速为30~120转/分。

说明书

一种自旋式汽提填料塔及应用在脂肪酸酯脱酸脱臭的方法

技术领域

本发明涉及一种用于脂肪酸酯脱酸脱臭的汽提填料塔及其应用在脂肪酸酯脱酸
脱臭的方法,同?#24065;?#36866;用于动植物油脂的脱酸、脱臭。

背景技术

脂肪酸酯用途广泛。例如,生物柴油(一种替代燃料)包含酯(例如脂肪酸甲酯、脂
肪酸乙酯等)。一些低分子量的酯是挥发性的,具有令人愉快的气味,这使得它们可用作芳
香剂或调味剂。脂肪酸酯也被用作大漆、油漆、清漆等的溶剂。酯也可以用作树脂和塑料中
的软化剂、增塑剂、阻燃剂以及在汽油和油中的添加剂。此外,酯可以在聚合物、薄膜、纺织
品、染料和药品的制造中使用。因此,脂肪酸酯在当今时代是非常有用的。

脂肪酸酯可以从石油中提取。但是这种方法耗能高且昂贵。并且,频繁裂化?#36136;?#27833;
中的长链烃以产生更小的单体是个低效的方法。然后这些单体被用作原材料以制造更复杂
的特殊化学品。裂化汽油或石油的这种方法是对?#32938;?#26377;害的。由于这些起始材料的成本与
石油价格挂?#24120;?#22240;此制备这些脂肪酸酯的成本也将随着石油价格的增长而增长。

由于石油提取存在?#32938;?#30772;坏的风险,因此脂肪酸酯的生产目前广泛使用的方法是
利用从动植物油中提取的单体脂肪酸与烷基醇(如?#29366;肌?#20057;醇、异丙醇、丁醇、异?#38142;?#31561;)酯
化,再经脱酸、脱臭等工序制成。如常用的脂肪酸甲酯、十二十四酸异丙酯、十六十八酸异丙
酯、异辛酯,油酸丁酯、异辛酯等都可以通过该方法制成。

脂肪酸与烷基醇酯化反应结束后,还有少量游离脂肪酸存在,游离脂肪酸会严重
影响油酯的储藏稳定性和使用?#20998;剩?#22914;酸败味、烟点低?#20219;?#39064;。因此游离脂肪酸的含量受到
?#32454;?#25511;制,特别是用于与人体皮肤接触的护肤品、用于添加到高端润滑油中油酸酯等,其游
离脂肪酸含量要求小于0.1%。所以在生产过程中脱酸是十分关键的工艺之一,游离脂肪酸
脱不净,直接影响酯产品的质量,无法应用于下游产品中。

目前,国内外的油脂脱酸工?#25214;?#20174;原来的碱炼的化学脱酸法发展到真空精馏的物
理脱酸法。物理脱酸法的突出优点是:工艺简洁,无废水,油脂得率高,产?#20998;?#37327;好。物理脱
酸法利用游离脂肪酸的?#26800;?#20302;于脂肪酸酯的?#26800;?#36827;行脱酸,其核心设备是汽提填料塔,油
酯液从塔顶部进入,油酯液在重力的作用向下移动,水蒸汽从塔底部喷入,在塔顶真空的抽
引下,水蒸汽向上升。水蒸汽与油酯液呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面接触,油
酯液中的游离脂肪酸在高温、高真空状态下达到?#26800;恪?#27773;化并与水蒸汽溶合共沸,流向塔顶
冷凝后移出?#20302;?#22806;,达到脱酸目的?#29615;械?#39640;的油酯继续向下移动作为脱酸后的产品。

为了有效脱除产品中的游离酸,汽液两相不仅要表面充分接触,而且接触次数越
多,游离脂肪酸越容易脱离油酯。但现?#24418;?#29702;脱酸法技术存在以下问题:

1、常规的汽提塔塔内桶是固定不动的,油酯液体自塔顶喷入后在填料表面容易分
布不均或?#19978;?#27969;或走短路,使填料的实际有效理论塔板数?#26723;?#33267;60%左右;

2、为了有足够的接触交换次数,常规的汽提塔必须提高填料高度,常规的填料高
度5000~10000mm,填料高度越高,整塔的压力降越大,需要提高塔底加热温度来使游离脂
肪酸汽化,但当游离脂肪酸的汽化温度超过240℃时会发生分子裂解,产生?#30416;?#24322;味,导致
产品不?#32454;瘛?br />

所以既要?#26723;?#22612;填料高度,又要保持汽提分离效果,需研制出一种新型的汽提填
料塔及脂肪酸酯脱酸脱臭的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足,提供一种新型的自旋式汽提填料塔,并
提供及其应用在脂肪酸酯脱酸脱臭的方法。具有脱酸效率高、产?#20998;?#37327;高的优点,解决了常
规的汽提塔效?#23454;汀?#33073;酸效果差的技术问题。

本发明提供了一种新型的自旋式汽提填料塔,它包括塔体、上支撑架、下支撑架、
中心轴、塔内筒、位于塔内筒上方的进料装置、位于塔内筒下方的驱动装置;

上支撑架和下支撑架设置与中心轴配套的中心孔,以中心孔为中心?#30001;?#25903;脚,支
脚末端与塔体焊接相连;中心轴与上支撑架和下支撑架通过滚珠轴承相连;

塔内筒包括筒体、中间的填充材料金属丝网、用于封口的?#21069;濉?#29992;于支撑的?#35013;澹?br />?#21069;?#19982;?#35013;?#20026;?#19981;?#24418;带?#35013;澹?#24320;孔率为40%-66%,优选50%-60%;其内孔及外?#36153;?#30528;圆周
均带有翻边;通过螺栓将?#21069;?#19982;?#35013;?#30340;翻边与中心轴及筒体相连,从而将整个塔内桶连接
在中心轴上;塔内桶位于上支撑架和下支撑架之间。本发明的塔内桶可以旋转,从塔顶部流
下的液体流被快速旋转的填料金属丝网切割分散成无数微细液滴,形成雾状,极大扩展了
液体的表面积,与从底部喷入的水蒸汽接触面增大,液体中游离脂肪酸更容易蒸发及溶入
水蒸汽中,同时雾状酯液完全复盖,填料表面不留任何死角,极大提高了填料的效?#21097;?#20174;而
达?#25509;?#31163;脂肪酸与油酯的彻底分离。本发明的?#21069;?#19982;?#35013;?#20026;?#19981;?#24418;带?#35013;澹?#24320;孔率为40%-
66%,优选50%-60%,开孔率太小,影响物料的流动,开孔率太大,影响装置的稳固性。

驱动装置包括叶轮、蒸汽喷嘴;叶轮内孔沿圆周方向带有翻边,通过螺栓将翻边与
中心轴相连;蒸汽喷嘴位于叶轮下方,喷入蒸汽可使叶轮转动,叶轮带动中心轴转动,从而
带动塔内筒转动;本发明利用本身就会喷入的水蒸汽作动力来转动塔内桶从而带动填料转
动,更有效的利用水蒸气,做完功后的水蒸汽在塔顶真空泵的抽引下上升进入填料层,与酯
液接触,与游离脂肪酸共沸一起上升移出塔外;而传统的机械传动轴密封易漏气,影响分离
效率和产?#20998;?#37327;。

进料装置包括压力式分布器。

筒体与?#21069;?#25110;?#35013;?#20043;间连接的螺栓不少于8颗。

上支撑架、下支撑架的支脚为3-6根。

叶轮的叶片为8-12叶。

塔体?#26412;?#20026;0.6米-2米。塔内筒的?#26412;?#20026;塔体?#26412;?#30340;95%-97%。叶轮的?#26412;?#20026;塔
体?#26412;?#30340;85%-90%。塔内筒的?#26412;?#23567;于塔体?#26412;叮?#24847;味着塔内桶与塔体之间有缝隙,从而
可以实现塔内桶可以在塔体内转动。缝隙不能太小,太小的话塔内桶晃动的话可能撞到塔
体从而产生危险?#29615;?#38553;也不能太大,太大的话顶部喷入的物料可能从缝隙直接落下来,而没
有被填料金属丝网切割、雾化,因此造成与水蒸气接触不充分,从而引起游离脂肪酸未分离
完全,造成产?#20998;?#37327;不?#32454;瘛?#26412;发明控制塔内筒的?#26412;?#20026;塔体?#26412;?#30340;95%-97%,缝?#37117;?#19981;
会过小也不会过大,产品脱酸效果好、产?#20998;?#37327;高。

塔体下?#21487;?#32622;有视镜及光电测速仪,光电测速仪通过视镜检测塔内筒的转速。内
胆转速的快慢由喷入蒸汽的压力来调节,由光电测速仪与压力仪表及电动蒸汽阀门联动,
压力越高,动力越足,转速越快,通常塔外蒸汽压力0.1-0.3mpa时可控制转速为30~120转/
分;内筒转速不能过快,过快的话容易将物料甩向筒体甚至塔内桶与筒体之间的缝隙,导致
物料与水蒸气接触?#36824;唬?#36896;成产?#20998;?#37327;不?#32454;瘢?#20869;筒转速也不能过慢,过慢的话填料金属丝
网对物料的切割、雾化?#36824;唬?#20063;能造成产?#20998;?#37327;不?#32454;瘢?#26412;发明通过调整蒸汽喷入量控制塔
内筒的转速为30~120转/分,优选60~80转/分,脱酸效果好、收率高、产?#20998;?#37327;好。

塔内桶填料高度为2500-3500mm。

本发明还提供了一种利用上述自旋式汽提填料塔对脂肪酸酯进行脱酸脱臭的方
法,其步骤包括:

a、塔顶抽真空,控制塔顶真空残压:≤200pa;

b、蒸汽喷嘴喷入蒸汽并通过调整蒸汽喷入量控制塔内筒的转速为30~120转/分,
优选60~80转/分;内胆转速的快慢由喷入蒸汽的压力来调节,由光电测速仪与压力仪表及
电动蒸汽阀门联动,压力越高,动力越足,转速越快,通常塔外蒸汽压力0.1-0.3mpa时可控
制转速为60~80转/分;

c、进料装置喷入210~240℃的物料;

d、物料与蒸汽在塔内充分混合后,蒸汽从塔体上部管道排出经冷凝后作为废料,
收集从塔体下部管道流出的产品,即可。

附图说明

图1自旋式汽提填料塔的整体结构示意图;

图2为自旋式汽提填料塔的整体结构示意图的A部放大图;

图3为上支撑架及下支撑架的结构示意图。

具体实施方式

通过下面给出的具体实施例,可以进一步清楚的了解本发明,但他们不是对本发
明的限定。

实施例1:

如图1所示,本发明提供了一种自旋式汽提填料塔,包括塔体1、上支撑架3、下支撑
架4、中心轴5、塔内筒、位于塔内筒上方的进料装置2、位于塔内筒下方的驱动装置;进料装
置2包括常规的压力式分布器13,可将物料均匀喷洒于塔内桶上;

如图3所示上支撑架3和下支撑架4设置与中心轴5配套的中心孔,以中心孔为中心
?#30001;?-6跟支脚6,支脚6末端与塔体1焊接相连;中心轴5与上支撑架3和下支撑架4通过滚珠
轴承相连;中心轴及支撑架将塔内桶、驱动装置连接在塔体1上,起到了连接及承重的作用;

如图1、图2所示,塔内筒包括筒体7、中间填充2500-3500mm高的金属丝网10、用于
封口的?#21069;?、用于支撑的?#35013;?;所述?#21069;?与?#35013;?为?#19981;?#24418;带?#35013;澹?#20854;内环及外?#32938;?#24102;有
翻边;通过螺栓将?#21069;?与?#35013;?的翻边与中心轴5及筒体2相连,从而将整个塔内桶连接在
中心轴5上;筒体2与?#21069;?或?#35013;?之间连接的螺栓不少于8颗;塔内桶位于上支撑架3和下
支撑架4之间;

驱动装置包括叶片为8-12叶的叶轮11、蒸汽喷嘴12;叶轮11内孔沿圆周方向带有
翻边,通过螺栓将翻边与中心轴5相连;蒸汽喷嘴12位于叶轮11下方,喷入蒸汽可使叶轮11
转动,叶轮11带动中心轴5转动,从而带动塔内筒转动,叶轮11位于塔内桶及下支撑架4之
间;

塔体1?#26412;?#20026;0.6米-2米;内筒7的?#26412;?#20026;塔体1?#26412;?#30340;95%-97%;叶轮11的?#26412;?#20026;
塔体1?#26412;?#30340;85%-90%;

塔体下?#21487;?#32622;有视镜14及光电测速仪15,光电测速仪15通过视镜14检测塔内筒的
转速。塔内桶转速的快慢由喷入蒸汽的压力来调节。如图1所示,蒸汽从蒸汽管道19进入蒸
汽气泡21,通过光电测速仪15及压力式电动阀门20联动控制压力,压力越高,动力越足,蒸
汽流量越大(通过蒸汽流量计18检测流量),转速越快,塔外蒸汽压力0.1-0.3mpa可控制转
速60~120/分。

本发明的脂肪酸酯脱酸脱臭的方法,其步骤包括:

a、塔顶抽真空,控制塔顶真空残压:≤200pa;

b、蒸汽喷嘴12喷入蒸汽并通过调整蒸汽喷入量控制塔内筒的转速为30~120转/
分,优选60~80转/分;

c、进料装置2喷入210~240℃的物料;

d、物料与蒸汽在塔内充分混合后,蒸汽从塔体上部管道16排出经冷凝后作为废
料,收集从塔体下部管道17流出的产品,即可。

实施例2:叶轮11位于下支撑架4下方,其余与实施例1相同。

实施例3:考察内筒转速与脱酸效果:

条件:实施例1自旋式汽提塔,塔体?#26412;禗N1000;填料规格:CY700型;高度:3000mm;

步骤:

a、塔顶抽真空,控制塔顶真空残压:≤200pa;

b、蒸汽喷嘴喷入蒸汽并通过调整蒸汽喷入量控制塔内筒的转速为约80转/分;

c、进料装置喷入220℃的十二十四酸异丙酯,进料速度为1500L/小时;

d、物料与蒸汽在塔内充分混合后,蒸汽从塔体上部管道排出经冷凝后作为废料,
收集从塔体下部管道流出的产品,检查游离酸含量,结果见下表1。

表1:内筒转速与脱酸效果


结论:从上表可以看出,内筒转速30~120转/分时游离酸含量小于0.5%,内筒转
速为60~80转/分时,游离酸含量小于0.2%。转速太大或太小均可影响产?#20998;?#37327;。

实施例4:填料高度与产品的技术指标的对比:

条件:实施例1自旋式汽提塔,塔体?#26412;叮篋N1000;填料规格CY700型;

步骤:

a、塔顶抽真空,控制塔顶真空残压:≤200pa;

b、蒸汽喷嘴喷入蒸汽并通过调整蒸汽喷入量控制塔内筒的转速为约80转/分;

c、进料装置喷入220℃的十二十四酸异丙酯,进料速度为1500L/小时;

d、物料与蒸汽在塔内充分混合后,蒸汽从塔体上部管道排出经冷凝后作为废料,
收集从塔体下部管道流出的产品,检查各指标,结果见下表2。

表2:填料高度与产品的技术指标的对比



结论:填料高度过高过过低都会产生产?#20998;?#37327;问题,本发明选择填料高度在2500-
3500mm,产?#20998;?#37327;?#32454;瘛?br />

关于本文
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