植物酸化油制备脂肪酸工艺实践

2022-05-07 16:25

证券简称:华泰机械     股票代码:837819

Preparation of Fatty Acid from Vegetable Acidified Oil
Технологическая практика изготовления жирных кислот из растительного подкисленного масла

摘要:重点介绍了植物酸化油的中压单塔逆流连续水解工艺的生产实践。对影响水解的因素油水质量比、水解时间、酸化油品质、甜水浓度、水解温度及水解塔结构进行分析。实践表明中压单塔逆流连续水解工艺具有节约蒸汽、甜水量少、水解度高等优点,值得在大中型油脂厂进行推广使用。

Abstract: The production practice of medium-pressure single-column countercurrent continuous hydrolysis process of vegetable acidified oil is mainly introduced. The factors affecting hydrolysis such as oil-water mass ratio, hydrolysis time, acidified oil quality, sweet water concentration, hydrolysis temperature and hydrolysis tower structure are analyzed. The practice shows that the medium pressure single column countercurrent continuous hydrolysis process has the advantages of saving steam, less sweet water and higher degree of hydrolysis, which is worth popularizing in large and medium-sized oil plants.

Реферат: В основном внедрена производственная практика одноколонного противоточного непрерывного процесса гидролиза растительного подкисленного масла среднего давления. Были проанализированы факторы, влияющие на гидролиз: соотношение массы масла и воды, время гидролиза, качество подкисленного масла, концентрация сладкой воды, температура гидролиза и конструкция колонны гидролиза. Практика показала, что одноколонный противоточный непрерывный гидролизный процесс среднего давления имеет преимущества экономии пара, меньшего количества сладкой воды и высокой степени гидролиза и достоин популяризации и использования на крупных и средних масложировых предприятиях.

关键词:酸化油;连续水解;黑脂酸;甜水

Key words: acidified oil; continuous hydrolysis; black fatty acid; sweet water

Ключевые слова: Подкисленное масло, Непрерывный гидролиз, Черная жирная кислота, Сладкая вода.

油脂水解是获得天然脂肪酸的重要途径,水解方法主要有特威切尔法、间歇压热器法、连续法和酶法。我国于20世纪90年代末相继从国外引进数套油脂连续水解装置,使得我国油脂水解技术得到较快发展。

Oil hydrolysis is an important way to obtain natural fatty acids, and the hydrolysis methods mainly include Twichell process, batch autoclave method, continuous method and enzymatic method. At the end of 1990's, several continuous oil hydrolysis devices were introduced from abroad, which made the oil hydrolysis technology developed rapidly in China.

Гидролиз масла является важным способом получения натуральных жирных кислот, и методы гидролиза в основном включают метод Твичера, метод периодического автоклава, непрерывный метод и ферментативный метод. В конце 1990-х наша страна последовательно представила несколько комплектов устройств непрерывного гидролиза масла из-за рубежа, что привело к быстрому развитию технологии гидролиза масла в нашей стране.

据统计,2012年全国产生植物酸化油约50万t。植物酸化油作为一种重要的化工原料,其生产及加工工艺一直备受关注。本工艺借鉴国外高压连续水解工艺,结合植物酸化油的特性,采用中压单塔逆流连续水解工艺,塔内的油、水、汽分布器经特殊设计,保证油、水、汽在塔内均匀分布、充分接触;另外,水解塔内壁增加了数只壁流挡圈,有效消除工艺水在塔内沉降时的壁流现象,提高了植物酸化油的水解效率。

According to statistics, in 2012, the country produced about 500,000 tons of vegetable acidified oil. As an important chemical raw material, the production and processing technology of vegetable acidified oil has always attracted much attention. This process draws on foreign high-pressure continuous hydrolysis process, combined with the characteristics of vegetable acidified oil, adopts medium-pressure single-column counter-current continuous hydrolysis process, and the oil, water and steam distributors in the column are specially designed to ensure the uniformity of oil, water and steam in the column. In addition, several wall flow retaining rings are added to the inner wall of the hydrolysis tower, which effectively eliminates the wall flow phenomenon when the process water settles in the tower, and improves the hydrolysis efficiency of vegetable acidified oil.

По статистике, в 2012 году в стране было произведено около 500 000 тонн растительного кисломолочного масла. Как важное химическое сырье, технология производства и переработки растительного подкисленного масла всегда привлекала большое внимание. Этот процесс основан на зарубежном процессе непрерывного гидролиза под высоким давлением в сочетании с характеристиками подкисленного растительного масла, использует одноколонный противоточный непрерывный процесс гидролиза среднего давления, а распределители масла, воды и пара в колонне специально разработаны для обеспечить равное распределение и полный контакт масла, воды и пара в колонне. Кроме того, к внутренней стенке гидролизной башни добавлено несколько стопорных колец, что эффективно устраняет явление пристенного течения, когда технологическая вода оседает в башне, и повышает эффективность гидролиза подкисленного растительного масла.


1 植物酸化油中压单塔逆流连续水解工艺流程(见图1)

Процесс одноколонного противоточного непрерывного гидролиза подкисленного растительного масла среднего давления (см. рисунок 1)


植物酸化油经前级泵泵入进料中转罐,然后以5000 kg/h的流量由变频调速的稳流高压柱塞泵送入预热器预热,植物酸化油的温度从60℃左右提升至100℃左右,进入水解塔。经塔底植物酸化油分布器均匀连续地分布到塔中与下降的甜水层充分接触进行热交换,在浮力作用下,植物酸化油缓慢上升。工艺水经变频调速的稳流高压柱塞泵以1500kg/h的流量送入水解塔塔顶工艺水分布器,由分布器均匀连续地将工艺水分散在上升的黑脂酸液层中并与黑脂酸在顶部填料层中充分接触进行热交换,在重力作用下工艺水缓慢向下运动直到塔底。水解过程保压提温的直接蒸汽压力控制在2.5~2.8MPa,由中部、下部分布器均匀连续地输入。水解塔塔顶压力控制在2.5 MPa左右,水解温度控制在225℃左右。黑脂酸通过由塔顶液位计与出料调节阀控制出料,然后经闪蒸脱水后进入下道工序或入库。工艺甜水在重力作用下缓慢向下运动直到塔底,通过塔底的油水界面甜水出料控制阀出料,经闪蒸脱水进入下道工序。

The vegetable acid oil is pumped into the feed transfer tank through the front stage pump, and then sent to the preheater for preheating by the steady flow high-pressure plunger pump with frequency conversion and speed regulation at a flow rate of 5000 kg/h. The temperature of vegetable acid oil increases from about 60℃ to about 100℃ and enters the hydrolysis tower. The plant acidified oil distributor at the bottom of the tower distributed evenly and continuously into the tower and fully contacted with the descending sweet water layer for heat exchange. Under the action of buoyancy, the plant acidified oil rose slowly. Process water by frequency control the steady flow of high pressure plunger pump with 1500 kg/h flow into the hydrolysis tower process water distributor, the distributor uniform continuously spread process water is on the rise of the black and black with fatty acid in fatty acid layer full contact for heat exchange, in the top packing layer under the action of gravity process water slowly downward movement until the bottom. The direct steam pressure of the hydrolysis process is controlled in the range of 2.5~2.8MPa, and is input uniformly and continuously by the middle and lower distributor. The pressure at the top of the hydrolysis tower is controlled at about 2.5mpa, and the hydrolysis temperature is controlled at about 225℃. The black acid is controlled by the liquid level gauge on the top of the tower and the discharging control valve, and then enters the next process or storage after flash dehydration. Under the action of gravity, the process sweet water moves slowly downward until the bottom of the tower. The material is discharged through the oil-water interface sweet water discharge control valve at the bottom of the tower, and then enters the next process through flash dehydration.

Растительное подкисленное масло форвакуумным насосом закачивается в перекачивающий бак, а затем закачивается в подогреватель плунжерным насосом высокого давления с частотным преобразованием при потоке 5000 кг/ч, температура  растительного подкисленного масла повышается с 60°С до примерно 100°С, и масло поступает в колонну гидролиза. Через распределитель растительного подкисленного масла в дне колонны равномерно и непрерывно распределяется в колонне, чтобы полностью контактировать со нисходящим слоем сладкой воды для теплообмена, под действием плавучести  растительное подкисленное масло медленно поднимается вверх. Технологическая вода перекачивается в распределитель технологической воды в верхней части гидролизной колонны при потоке 1500 кг/ч через плунжерный насос высокого давления с постоянным потоком и частотно-регулируемым регулированием скорости, техническая вода равномерно и непрерывно распределяется в поднимающемся слое жидкой черной жирной кислоты с помощью распределителя и полностью контактирует с черной жирной кислотой в верхнем слое наполнителя для теплообмена, технологическая вода медленно движется вниз к дну колонны под действием силы тяжести. В процессе гидролиза прямое давление пара для поддержания давления и температуры контролируется на уровне 2,5~2,8 МПа, которое равномерно и непрерывно поступает из среднего и нижнего распределителей. Давление в верхней части колонны гидролиза поддерживается на уровне около 2,5 МПа, а температура гидролиза поддерживается на уровне около 225 °C. Разгрузка черной жирной кислоты контролируется датчиком уровня жидкости в верхней части колонны и регулирующим клапаномя, а затем поступает в следующий процесс или хранилище после мгновенного испарения и обезвоживания. Технологическая сладкая вода медленно движется вниз под действием силы тяжести до дна колонны и сбрасывается через регулирующий клапан на границе раздела масло-вода в дне колонны, а затем поступает в следующий процесс через мгновенное испарение и обезвоживание.

植物酸化油中压单塔逆流连续水解工艺主要技术参数为:水解塔中部温度220~230℃、顶部温度190~200℃、水解压力2.2~2.5 MPa,水解度视原料的变化有所不同,一般为93%~96%,甜水浓度6%~10%。

The main technical parameters of the continuous counter-current hydrolysis process for vegetable acidified oil are as follows: the temperature in the middle of the hydrolysis column is 220~230℃, the temperature at the top is 190~200℃, and the hydrolysis pressure is 2.2~2.5 MPa. The degree of hydrolysis varies with the change of raw materials, generally 93%~96%, and the sweet water concentration is 6%~10%.

Основными техническими параметрами одноколонного противоточного непрерывного процесса гидролиза растительного подкисленного масла среднего давления являются: Температура в середине колонны гидролиза составляет 220~230°С, температура вверху составляет 190~200°С, а давление гидролиза составляет 2,2~2,5 Мпа, степень гидролиза варьируется в зависимости от сырья, обычно составляет 93–96 %, а концентрация сладкой воды составляет 6–10 %.

2 理论耗汽计算

2 Theoretical steam consumption calculation

2 Теоретический расчет расхода пара

2.1 初始条件确定

2.1 Determination of initial conditions

2.1 Определение начальных условий

植物酸化油进料量为5000kg/h,进料温度60℃;工艺水流量为1500kg/h,进水温度90℃;水解温度225℃.植物酸化油的比热:60℃时为2.093kJ,175℃时为2.72kJ,225℃时3.014 kJ。28kg/c㎡的蒸汽潜热为1800kJ/kg。190℃时黑脂酸的比热为2.72kJ。

The feed amount of vegetable acidified oil is 5000kg/h, the feed temperature is 60°C; the process water flow is 1500kg/h, the inlet water temperature is 90°C; the hydrolysis temperature is 225°C. The specific heat of vegetable acidified oil: 2.093kJ at 60°C, 2.72kJ at 175°C and 3.014kJ at 225°C. The latent heat of steam at 28kg/c㎡ is 1800kJ/kg. The specific heat of black fatty acid is 2.72kJ at 190℃.

Количество подаваемого растительного подкисленного масла 5000 кг/ч, температура подачи 60°С, поток технологической воды 1500 кг/ч, температура воды на входе 90°С, температура гидролиза 225°С. Удельная теплоемкость растительного подкисленного масла: 2,093 кДж при 60°С, 2,72 кДж при 175°С и 3,014 кДж при 225°С. Скрытая теплота пара при 28 кг/см² составляет 1800 кДж/кг. Удельная теплоемкость черной жирной кислоты составляет 2,72 кДж при 190 ℃.

2.2蒸汽消耗量计算

2.2 Calculation of steam consumption

2.2 Расчет потребления пара

工艺水升温至水解温度所需热量:

Heat required for heating process water to hydrolysis temperature:

Теплота, необходимая для нагрева технической воды до температуры гидролиза:

Q1=1500x4.186x(225-90)=847 665(kJ/h);

Q1=1500x4,186x(225-90)=847 665 (кДж/ч);

植物酸化油升温至水解温度所需热量:

Heat required for heating vegetable acidified oil to hydrolysis temperature:

Теплота, необходимая для нагрева растительного подкисленного масла до температуры гидролиза:

Q2=5000x3.014x(225-60)=2 486 550(kJ/h);

Q2=5000x3,014x(225-60)=2 486 550 (кДж/ч);

合计需热量Q=Q1+Q2=3 334 215(kJ/h);

Total heat demand q = Q1 + Q2 = 3334 215 (kJ / h);

Общее теплопотребление Q=Q1+Q2=3 334 215 (кДж/ч);

在没有任何热能回收的前提下,蒸汽消耗量=3 334 215/1 800+塔损=1852+塔损(kg/h);

Without any heat recovery, steam consumption = 3 334 215/1 800 + tower damage = 1852 + tower damage (kg/h);

Без какой-либо рекуперации тепла, расход пара = 3 334 215/1 800 + потери в колонне = 1852 + потери в колонне (кг/ч);

本工艺采用进料植物酸化油与排出的甜水进行热交换,甜水温度从225℃降至150℃;

In this process, the feed vegetable acidified oil is used for heat exchange with the discharged sweet water, and the temperature of the sweet water is reduced from 225°C to 150°C;

В этом процессе подкисленное растительное масло используется для теплообмена с отводимой сладкой водой, а температура сладкой воды снижается с 225°С до 150°С;

可回收热量=[1500(工艺水)+1200(蒸汽冷凝水)]x4.186x(225-150)=847 665(kJ/h);

Recoverable heat = [1500 (process water) + 1200 (steam condensate water)] x 4.186x (225-150) = 847 665 (kJ/h);

Возвратное тепло = [1500 (технологическая вода) + 1200 (паровой конденсат)] x 4,186x (225-150) = 847 665 (кДж/ч);

进料工艺水与排出的黑脂酸进行热交换,黑脂酸从225℃降至190℃,

The feed process water exchanges heat with the discharged black fatty acid, and the black fatty acid decreases from 225°C to 190°C,

Подаваемая технологическая вода обменивается теплом с удаляемой черной жирной кислотой, и температура черной жирной кислоты снижается с 225°C до 190°C,

可回收热量=5000x2.72x(225-190)=476 000(kJ/h);

Recoverable heat=5000x2.72x(225-190)=476 000(kJ/h);

Рекуперируемое тепло=5000x2,72x(225-190)=476 000 (кДж/ч);

共回收热量=847665+476000=1 323 665(kJ/h);

Total heat recovery = 847665+476000=1 323 665 (kJ/h);

Общее регенерированное тепло=847665 + 476000 = 1 323 665 (кДж/ч);

可节省蒸汽量=1323 665/1 800=735(kg/h);

Steam saved = 1323 665/1 800=735(kg/h);

Экономируемый пар=1323 665/1 800 = 735 (кг/ч);

实际蒸汽消耗量=1852-735+塔损=1117+塔损;

Actual steam consumption = 1852-735+ tower damage = 1117+ tower damage;

Фактический расход пара = 1852-735 + потери в колонне= 1117 + потери в колонне;

塔损为80kg/h,实际蒸汽消耗量约为1200kg/h;

Tower damage is 80kg/h, the actual steam consumption is about 1200kg/h;

Потери в колонне составляют 80 кг/ч, а фактический расход пара составляет около 1200 кг/ч;

吨植物酸化油水解蒸汽消耗量=1200/5=240(kg/t)。

Tons of steam consumption for plant acidified oil hydrolysis = 1200/5=240 (kg/t).

Расход пара гидролиза на тонну растительного подкисленного масла = 1200/5 = 240 (кг/т).

2.3 其他消耗

2.3 Other consumption

2.3 Прочие расходы

电力消耗5.2kW·h/t,工艺水消耗300kg/t。

The electricity consumption is 5.2kW·h/t, and the process water consumption is 300kg/t.

Расход электроэнергии 5,2кВт·ч/т, расход технической воды 300кг/т.

3 讨论

3 Discussion

3 Обсуждение

3.1 油水质量比

3.1 Oil-water mass ratio

3.1 Массовое соотношение масло-вода

油水质量比是水解中的一个重要因素,从化学平衡的角度看,工艺水过量有利于平衡向正方向移动,但过多的工艺水会导致甜水浓度过低,为后续甘油的回收带来麻烦。并且过多的工艺水还会破坏水解塔内的液层分布,影响水解效果。针对酸值(KOH)为80~120mg/g的植物酸化油,将油水质量比控制在1:0.2~1:0.3之间时,水解效果最为理想。另外,水解使用的工艺水应当是蒸汽冷凝水或软化水,尽可能减少工艺水中的钙、镁等金属离子,避免与脂肪酸生成钙皂和镁皂,影响水解度。

The oil-water mass ratio is an important factor in hydrolysis. From the perspective of chemical balance, excess process water is conducive to the balance moving in the positive direction, but too much process water will lead to too low concentration of sweet water, which will bring trouble to the subsequent recovery of glycerol . And too much process water will destroy the liquid layer distribution in the hydrolysis tower and affect the hydrolysis effect. For vegetable acidified oil with an acid value (KOH) of 80~120mg/g, the hydrolysis effect is the most ideal when the oil-water mass ratio is controlled between 1:0.2~1:0.3. In addition, the process water used for hydrolysis should be steam condensed water or softened water, and metal ions such as calcium and magnesium in the process water should be reduced as much as possible to avoid the formation of calcium soap and magnesium soap with fatty acids, which will affect the degree of hydrolysis.

Массовое соотношение масло-вода является важным фактором гидролиза. С точки зрения химического баланса избыток технологической воды способствует движению баланса в положительном направлении, но слишком много технологической воды приведет к слишком низкой концентрации сладкой воды, что затруднит последующее восстановление глицерина. А слишком больше технологической воды нарушит распределение жидкого слоя в гидролизной калонне и повлияет на эффект гидролиза. Для растительного подкисленного масла с кислотным числом (KOH) 80~120 мг/г эффект гидролиза является наиболее идеальным, когда массовое соотношение масла и воды контролируется в пределах 1:0,2~1:0,3. Кроме того, технологическая вода, используемая для гидролиза, должна представлять собой паровую конденсированную воду или умягченную воду, а содержание ионов металлов, таких как кальций и магний, в технологической воде должно быть максимально уменьшено, чтобы избежать образования кальциевого мыла и магниевого мыла с жирными кислотами. , что повлияет на степень гидролиза.

甘油三酯完全水解所需的工艺水量平均为油脂质量的6.25%,高温高压时水会离解成H+和OH,实际工艺水的消耗量远高于6.25%。工艺水量的多少与离子浓度密切相关,也影响水解的效果。

The average amount of water required for complete hydrolysis of triglyceride is 6.25% of the mass of oil, and the water will dissociate into H+ and OH at high temperature and high pressure. The actual water consumption is much higher than 6.25%. The amount of water in the process is closely related to the ion concentration and also affects the effect of hydrolysis.

Среднее количество технологической воды, необходимое для полного гидролиза триглицеридов, составляет 6,25% качества масла.При высокой температуре и высоком давлении вода будет диссоциировать на H+ и OH, а фактическое потребление технологической воды намного превышает 6,25%. Количество технологической воды тесно связано с концентрацией ионов и также влияет на эффект гидролиза.

3.2 水解时间

3.2 Hydrolysis time

3.2 Время гидролиза

植物酸化油和工艺水的对流速度取决于它们的密度差,为了达到**水解度,必须保证植物酸化油在塔内有足够的停留时间。有研究指出,升高水解温度是提高工艺水在植物酸化油中的溶解度和分散性的**方法。油脂水解反应的温度系数值为每升高10℃反应速率平均增加1.2~1.6倍。在相同压力、温度操作条件下,植物酸化油在塔内停留时间越长水解度越高,但水解反应进入反应末期后,水解度提高不显著。水解温度为225℃时,水解时间为4~6h。

The convective velocity of vegetable acidified oil and process water depends on their density difference. In order to achieve the maximum degree of hydrolysis, it is necessary to ensure that the vegetable acidified oil has sufficient residence time in the tower. Studies have pointed out that increasing the hydrolysis temperature is the best way to improve the solubility and dispersibility of process water in vegetable acidified oils. The temperature coefficient of oil hydrolysis reaction increased by 1.2 to 1.6 times on average for every 10 °C increase in reaction rate. Under the same operating conditions of pressure and temperature, the longer the residence time of vegetable acidified oil in the tower, the higher the degree of hydrolysis. When the hydrolysis temperature is 225℃, the hydrolysis time is 4~6h.

Конвективная скорость подкисленного растительного масла и технологической воды зависит от разницы их плотностей. Для достижения максимальной степени гидролиза необходимо обеспечить достаточное время пребывания растительного подкисленного масла в колонне. Исследования показали, что повышение температуры гидролиза является лучшим способом улучшить растворимость и диспергируемость технологической воды в растительных подкисленных маслах.

3.3植物酸化油品质的影响

3.3 Effect of vegetable acidified oil quality

3.3 Влияние качества растительного подкисленного масла

品质差的植物酸化油原料杂质相对较多,这类酸化油中的磷脂、蛋白质、碳水化合物等较多,在植物酸化油的水解过程中会聚集在油水界面上,减少了油水界面的接触,使水解过程减慢;另外,磷脂和蛋白质还促使形成稳定的油包水乳状液,消耗工艺水,使甘油和脂肪酸相的分层困难,制约了水解度,甚至导致水解无法进行。

There are more impurities in the raw material of vegetable acidified oil with poor quality, and there are more phospholipids, proteins and carbohydrates in this kind of acidified oil, which will aggregate on the oil-water interface during the hydrolysis process of vegetable acidified oil, reducing the contact between oil and water interface and slowing down the hydrolysis process. In addition, phospholipids and proteins also promote the formation of stable oil-in-water emulsions, consume process water, make the stratification of glycerol and fatty acid phases difficult, restrict the degree of hydrolysis, and even make hydrolysis impossible.

Сырье растительного кисломолочного масла низкого качества имеет относительно больше примесей, В этом типе подкисленного масла содержится много фосфолипидов, белков, углеводов и т. д., которые будут накапливаться на границе раздела масло-вода во время гидролиза подкисленного растительного масла, уменьшая контакт между границей раздела масло-вода и замедляя процесс гидролиза; Кроме того, фосфолипиды и белки также способствуют образованию стабильных эмульсий вода-в-масле, потребляя технологическую воду, это затрудняет расслоение глицериновой и жирнокислотной фаз, ограничивает степень гидролиза и даже предотвращает гидролиз.





3.4 甜水浓度的影响(见表1)

3.4 Influence of sweet water concentration (Table 1)

表1 甜水浓度(%)对水解度(%)的影响

Table 1 Effect of sweet water concentration (%) on degree of hydrolysis (%)



由于水解反应是可逆的,当生成物黑脂酸、甜水达到一定量时,正逆反应速度相等,反应体系达到化学平衡。要提高水解度应增大反应物浓度和不断排出生成物。对工业化的植物酸化油水解而言,可考虑适当增加工艺水水量和排出甜水。水是甜水的优良溶剂,决定着甜水的最终浓度,而甜水浓度直接影响水解效果。由表1可知,甜水浓度越低,植物酸化油水解越充分,但不是越低越好,还应兼顾水解后甜水中的甘油含量等。

Since the hydrolysis reaction is reversible, when the products black fatty acid and sweet water reach a certain amount, the forward and reverse reaction rates are equal, and the reaction system reaches a chemical equilibrium. To increase the degree of hydrolysis, the concentration of reactants should be increased and the products should be continuously discharged. For the hydrolysis of industrialized vegetable acidified oil, it can be considered to appropriately increase the amount of process water and discharge sweet water. Water is an excellent solvent for sweet water, which determines the final concentration of sweet water, and the concentration of sweet water directly affects the hydrolysis effect. It can be seen from Table 1 that the lower the sweet water concentration is, the more sufficient the hydrolysis of the vegetable acidified oil is, but the lower the better, the glycerin content in the sweet water after hydrolysis should also be taken into consideration.

3.5 水解温度

3.5 Hydrolysis temperature

水解温度的选择取决于油脂中多不饱和脂肪酸,特别是共轭多不饱和脂肪酸的含量。高温下不饱和脂肪酸容易发生聚合、降解,不仅影响产品质量,也增加了原料的消耗;另外,在274℃以上时,部分甘油会分解成丙烯醛。如果水解温度降至205℃以下,则会使水解速率显著降低。不同温度下油脂水解速率常数见表2,不同温度下水在脂肪酸溶液中的溶解度见表3。

The choice of hydrolysis temperature depends on the content of polyunsaturated fatty acids, especially conjugated polyunsaturated fatty acids, in the oil. Unsaturated fatty acids are prone to polymerization and degradation at high temperature, which not only affects product quality, but also increases the consumption of raw materials; in addition, at temperatures above 274°C, part of glycerol will decompose into acrolein. If the hydrolysis temperature drops below 205°C, the rate of hydrolysis is significantly reduced. The oil hydrolysis rate constants at different temperatures are shown in Table 2, and the solubility of water in fatty acid solutions at different temperatures is shown in Table 3.

表2 不同温度下油脂水解速率常数

Table 2 Oil hydrolysis rate constants at different temperatures



表3 不同温度下水在脂肪酸溶液中的溶解度

Table 3 Solubility of water in fatty acid solution at different temperatures



酸值(KOH)为125mg/g的植物酸化油(含有35%左右的中性油,平均相对分子质量873)水解,实际吨植物酸化油水解理论耗水21.6kg。

Acid value (KOH) is 125mg/g of vegetable acidified oil (containing about 35% neutral oil, average relative molecular weight 873) hydrolysis, the actual ton of vegetable acidified oil hydrolysis theory consumes 21.6kg of water.

由表3可以看出,水解温度为225℃时,植物酸化油中水的溶解度为10.0%,是实际需要的4.63倍,水解能顺利、快速的进行。

It can be seen from Table 3 that when the hydrolysis temperature is 225 °C, the solubility of water in the vegetable acidified oil is 10.0%, which is 4.63 times the actual requirement, and the hydrolysis can proceed smoothly and quickly.

3.6 水解塔结构

3.6 Hydrolysis tower structure

水解塔的结构应保证植物酸化油、工艺水及蒸汽在塔内平稳流动,不能出现串流、壁流、液位翻滚等现象,为避免水解塔外界热交换造成的损失,本工艺所设计的水解塔每隔1.3m有1个壁流挡圈,塔顶出料采用浮筒液位计与调节阀自动控制出料,保证满管出料,有效防止水解塔内出现液泛等现象。

The structure of the hydrolysis tower should ensure that the vegetable acidified oil, process water and steam flow smoothly in the tower, and there should be no phenomena such as series flow, wall flow, liquid level tumbling, etc. In order to avoid the loss caused by the heat exchange outside the hydrolysis tower, the The hydrolysis tower has a wall flow baffle ring every 1.3m, and the discharge at the top of the tower is automatically controlled by a float level gauge and a regulating valve to ensure full tube discharge and effectively prevent liquid flooding in the hydrolysis tower.


4 总结

4 Summary

植物酸化油中压单塔逆流连续水解工艺具有如下优点:

The medium-pressure single-column countercurrent continuous hydrolysis process of vegetable acidified oil has the following advantages:

(1)充分利用水解过程中油与水热交换的余热,减少了蒸汽的消耗。吨植物酸化油水解蒸汽消耗在240kg左右,蒸汽消耗量仅是多塔水解的52.2%(多塔水解吨植物酸化油蒸汽消耗量460kg),达到国内先进工艺水平。

(1) The waste heat of heat exchange between oil and water in the process of hydrolysis is fully utilized to reduce the consumption of steam. The steam consumption of multi-tower hydrolysis is only 52.2% of that of multi-tower hydrolysis (460kg of steam consumption of multi-tower hydrolysis), reaching the advanced technology level in China.

(2)降低了生产过程中工艺水的用量,减少了污水的排放量。中压单塔逆流连续水解油水质量比为1:0.3,多塔一般为1:0.5,且多塔系统出料的脂肪酸需再次水洗,而本工艺在塔内完成了水洗过程。

(2) Reduce the amount of process water in the production process,and cut down the discharge of sewage. The mass ratio of oil to water of medium pressure single-column countercurrent continuous hydrolysis is 1:0.3, and that of multi-column is generally 1:0.5. Moreover, the fatty acid discharged from multi-column system needs to be washed again, and this process completes the washing process in the column.

(3)采用新型气体分布及导流装置,增加了气液接触面,提高了换热效果,达到降低能耗的目的。

(3) A new type of gas distribution and diversion device is adopted to increase the gas-liquid contact surface, improve the heat exchange effect, and achieve the purpose of reducing energy consumption.

(4)采用中压单塔逆流连续水解技术,植物酸化油水解度可以提高到93%~96%,达到提高产品品质的目的。

(4) Using medium-pressure single-column countercurrent continuous hydrolysis technology, the hydrolysis degree of vegetable acidified oil can be increased to 93%~96%, so as to achieve the purpose of improving product quality.

(5)本工艺吨植物酸化油水解电耗为5.2kW·h,多塔约为7kW·h。因此,本工艺生产成本下降,产品更具有市场竞争力。

(5) The hydrolysis power consumption per ton of vegetable acidified oil in this process is 5.2kW·h, and the multi-tower is about 7kW·h. Therefore, the production cost of this process is reduced, and the product is more competitive in the market.

我公司的植物酸化油中压单塔逆流连续水解工艺自2010年投入运行以来,达到了设计生产能力(4万t/a),值得在大型油脂化工厂中推广使用。

Our medium pressure single-tower countercurrent continuous hydrolysis process for vegetable acidified oil has reached its designed production capacity (40,000 t/a) since it was put into operation in 2010, which is worth promoting in large oil chemical plants.











河南华泰智能装备集团

华泰粮油机械:www.huatailiangji.com

华泰环境工程:www.hthbmac.com

安久医疗器械:www.anjiuyiliao.com

合作、交流邮箱:hxljc@hxljc.com

联系电话:0372-8112798/8115666


手指长按二维码,收获更多精彩内容

素材来源网络,我们尊重原创

如有侵权请提前联系留言告知,

我们会及时删除。

- END -


昵称:
内容:
验证码:
提交评论
评论一下